第二节 雪铁龙C5发动机电控系统电路识读
一、电路组成和部分元件的作用
东风雪铁龙C5轿车2.3L发动机电控系统的组成和工作原理简图如图2-23所示。现对发动机电控系统部分元件的作用进行说明。
图2-23 C5轿车2.3L发动机电控系统的组成及工作原理简图
1.发动机转速传感器1313
发动机转速传感器装在发动机飞轮壳体上,传感器的结构和产生的信号如图2-24所示,该传感器为磁感应式传感器,它为发动机ECU提供发动机转速和曲轴位置(1~4缸上止点)信号。该传感器有故障将造成发动机不能起动或熄火。
图2-24 发动机转速传感器的结构和信号
a)传感器产生的信号 b)传感器的结构
2.加速踏板传感器1261
如图2-25所示,加速踏板传感器装在加速踏板上。它是霍尔式传感器,它将驾驶人操纵加速踏板的信号传递给发动机ECU。该传感器插头的1、3脚分别为两个信号脚,提供两个电位信号S1和S2,且S1=2S2。发动机ECU对这两个信号不断进行比较,以判断传感器可能存在的故障(电子节气门中的节气门位置传感器也有这样的特点),传感器插头4、2脚之间为发动机ECU提供的5V电压。发动机ECU根据该传感器的信号控制电子节气门的开度、修正喷射时间和点火提前角等。加速踏板传感器有故障将造成发动机不能加速。
图2-25 加速踏板和硬点开关
加速踏板上的硬点开关用于发动机的巡航控制,当驾驶人踩下加速踏板使硬点开关触点与车底板硬块撞击时,硬点开关动作,发动机可加速超过巡航设定的车速。
3.凸轮轴位置传感器1115
凸轮轴位置传感器与发动机转速传感器配合为发动机ECU提供判缸信号。值得注意的是:①凡顺序喷射的发动机必须判缸;②发动机转速传感器判断1~4缸上止点位置;③凸轮轴位置传感器判断1缸压缩上止点位置。凸轮轴位置传感器装在进气凸轮轴信号齿轮的上方,用来检测凸轮轴的位置,它是霍尔式传感器,传感器的安装位置和产生的波形如图2-26所示。该传感器损坏将造成发动机ECU无法判缸,电控系统由顺序喷射降级为同时喷射。
图2-26 凸轮轴位置传感器的安装位置和产生的波形
a)传感器的安装位置 b)传感器产生的信号
4.前氧传感器1350和后氧传感器1352
前氧传感器和后氧传感器分别装在排气管三元催化器的前端和后端,它们的外形如图2-27所示。前氧传感器的信号主要用于发动机ECU修正喷油量,将空燃比控制在理论空燃比附近,因为把空燃比控制在理论空燃比附近时,不但可以降低发动机燃油的消耗,而且可使三元催化器的转换效率最高,如图2-28a所示。后氧传感器的作用是监测三元催化器的转化效率,当后氧传感器二电极检测的电压值为0.6V左右,波形近似为一条直线时,说明三元催化器工作正常,如图2-28b所示;当后氧传感器与前氧传感器的波形相同时,说明三元催化器失效,如图2-28c所示,此时应更换三元催化器。为了防止电磁干扰,前氧和后氧传感器导线的外部加装了屏蔽层。氧传感器的工作温度在300℃以上,为使其尽快达到工作温度,在前氧传感器和后氧传感器插头的1、2脚之间都装备了加热电阻。前氧传感器电路有故障将造成发动机转速不稳定,后氧传感器电路有故障将造成抗污染故障。
图2-27 前氧传感器和后氧传感器的外形
图2-28 三元催化器的工作特性和前/后氧传感器的波形
a)三元催化转换器的工作特性 b)三元催化转换器正常工作时前/后氧传感器的波形 c)三元催化转换器失效时前/后氧传感器的波形
5.转向助力开关7113
转向助力开关装在机械转向助力泵附近的高压管路上,如图2-29所示。当车速小于4km/h时,该开关闭合,发动机ECU根据该信号提高发动机怠速,以提高机械助力泵的转速,增加低车速时的转向助力。
图2-29 转向助力开关的安装位置
6.炭罐电磁阀1215
活性炭罐的作用是吸附燃油箱中蒸发的燃油分子,炭罐电磁阀的作用是控制活性炭罐中的燃油分子进入发动机进气歧管参与燃烧。由活性炭罐、炭罐电磁阀等组成的燃油蒸发控制系统的工作原理简图如图2-30所示。
图2-30 炭罐电磁阀在燃油蒸发控制系统中的作用
a)炭罐电磁阀外形 b)燃油蒸发控制系统简图
发动机运转时,如果进气温度达到5℃以上,冷却液温度达到60℃以上,发动机ECU就可控制炭罐电磁阀开启,在进气管真空吸力的作用下,外界空气从活性炭罐的底部进入,经过活性炭至上出气口,再经真空软管进入发动机进气歧管。流动的空气使吸附在活性炭表面的汽油分子重新蒸发,随新鲜空气一起被吸入发动机气缸燃烧,一方面使汽油得到充分利用,另一方面也恢复了活性炭的吸附能力。
7.VVT电磁阀1243
VVT电磁阀的安装位置如图2-26所示,它的外形和工作原理如图2-31所示。机油泵泵出的油经发动机主油道输送到VVT电磁阀,发动机ECU根据发动机转速传感器、凸轮轴位置传感器等信号发出指令,控制VVT电磁阀将高压机油输送到配气相位调整装置,配气相位调整装置则控制进气凸轮轴顺时针或逆时针转动0°~20°,使进气门开启时刻提前或滞后0°~20°,以提高发动机在不同工况时的动力性。
图2-31 VVT电磁阀外形和工作原理
a)VVT电磁阀外形 b)VVT电磁阀的工作原理简图
8.电子节气门1262
电子节气门由节气门电动机和节气门位置传感器组成,如图2-32所示,节气门电动机的作用是通过控制节气门的开度来实现控制进入发动机气缸的空气量,同时控制发动机怠速的高低。节气门位置传感器的作用是检测节气门的开度,因为节气门的开度反映发动机的负荷,一般节气门开度大,则表示发动机负荷大,发动机ECU根据节气门位置传感器的信号来修正喷油量和点火提前角。节气门位置传感器为霍尔式传感器,发动机ECU将5V电压加在传感器1、5脚,传感器的2、6脚分别为信号Δ1和Δ2,且踩加速踏板时,Δ1的信号增大,Δ2信号减小,即Δ1与Δ2反相变化,发动机ECU可根据这一性质检测传感器的故障。电子节气门有故障将造成发动机不能加速。
图2-32 电子节气门的结构和电路连接
a)电子节气门的结构 b)电子节气门的电路连接