1ZR发动机故障排除 - 图文

课题名称：1ZR发动机故障排除

一、实训目标

通过本课题的学习，应能掌握1ZR电控发动机的故障排除方法。 二、实训设备

丰田1ZR电控发动机实验台、解码器、万用表、示波器 三、实训任务

任务1 1ZR发动机电控系统的结构与原理 任务2 故障的检测方法及现象分析 任务3 发动机故障的自诊断与故障代码 任务4 智能型气门正时系统（VVT-I）

任务1、电控系统的结构与原理

发动机电控系统由传感器与控制开关、电子控制单元、执行器三部分组成。

传感器包括空气流量传感器、曲轴位置传感器、凸轮轴位置传感器、节气门体、油门踏板位置传感器、冷却液温度传感器、进气温度传感器、离合器踏板开关、氧传感器和爆震传感器等。

电子控制单元ECU采集的控制开关信号主要有点火开关信号、起动开关信号、电源电压信号、空调开关信号和空档安全开关信号等。

执行器主要有电动燃油泵（油泵继电器）、电磁喷油器、清污VSV、凸轮轴正时机油阀。

卡罗拉1ZR-FE发动机电控原理图1-1：

图1-1发动机电控系统

传感器是一种信号转换装置，安装在发动机的各个部位，其功能是检测发动机运行状态的电量参数、物理参数和化学参数等，并将这些参数转换成计算机能识别的电信号输入ECU。1ZR-FE发动机的传感器有空气流量传感器，曲轴位置传感器、凸轮轴位置传感器、节气门体、油门踏板位置传感器、冷却液温度传感器、进气温度传感器、离合器踏板开关、氧传感器和爆震传感器等。将这些传感器信号输入电控单元，用于在发动机整个工作范围内控制最优燃油喷射量、喷射时间，以减少废气排放并提高发动机功率和燃油经济性。

1.热丝式空气流量计

（1）工作原理：在热丝式空气流量传感器中，采用恒温差电路实现流量的检测。发热元件电阻和温度补偿电阻分别在电路的两个璧上。当发热

元件的温度高于进气温度时，电桥电压才能达到平衡，并具有电流放大作用的控制电路控制加热电流（50- 120mA）保持发热元件温度与温度补偿电阻温度之差保持恒定。

当空气气流流经发热元件使其受到冷却时，发热元件温度降低，阻值减小，电桥电压失去平衡，控制电路将增大供给发热元件的电流，使其温度保持高于温度补偿电阻120℃。电流增量的大小取决于发热元件受到冷却的程度，即取决于流过传感器的空气量。当电桥电流增大时，取样电阻上的电压就会升高，从而将空气量的变化转变为电压信号的变化。信号电压输入ECU后，ECU便可根据信号电压的高低计算出空气质量流量的大小。

（2）信号作用：发动机电控单元利用该测量值计算喷油时间和点火时间。

（3）信号失效：信号失效时，发动机电控单元用一个固定值来替代。 2.曲轴位置传感器

（1）曲轴位置传感器又称为发动机转速或曲轴转角传感器，位于缸体上。它是一个电磁感应式，信号盘由36个齿和2个齿轮（两个大齿），齿缺相距180°，作为确定曲轴位置的参考标记。

（2）信号作用：采集发动机曲轴转动角度和发动机转速信号，并将信号输入ECU，以便确定和控制喷油时刻与点火时刻。

（3）信号失效：信号失效时，发动机熄火。

（4）快速启动识别：为了让发动机快速启动，发动机电控单元计算来自霍尔传感器的发动机转速传感器信号。并利用来自霍尔传感器的信号识别各缸。曲轴传感器轮上由两个齿缺，当曲轴转过半圈时，发动机电控单元就会获得一个相关信号。通过此方式，发动机电控单元在初期就可识别

相关各缸的曲轴位置并控制相应的电磁阀来进行喷射循环。

3.凸轮轴位置传感器

（1）凸轮轴位置传感器又称为汽缸判别传感器和相位传感器，安装在凸轮轴齿轮下面的齿形皮带导向轮上，监测安装在凸轮轴齿轮上的7个凸齿位置。

（2）信号作用：采集配置凸轮轴的位置信号，并将信号传入ECU，以便ECU识别1缸压缩上止点，从而进行顺序喷油控制、点火控制和爆震控制。

（3）信号失效：信号失效时，发动机电控单元利用发动机转速传感器产生的信号作为替代信号。

（4）发动机启动时各缸的识别：发动机启动时，发动机电控单元应知道哪缸处于压缩冲程，以便激励相应的喷油电磁阀。发动机电控单元计算由非接触性磁阻产生的信号确定凸轮轴位置。

4、节气门体

（1）信号作用：发动机不同工况需要的进气量有加速踏板传感器、节气门控制模块和电子式气门体组成的进气调节系统进行调节。踏板传感器传感器安装在加速踏板上，电子式气门体有节气门位置传感器、执行机构和节气门组成。电子式加速踏板传感器将加速踏板的位置信号传送到电子控制器ECU内部的节气门控制模块，有节气门控制模块中处理程序计算出节气门开度的大小之后，再驱动直流电机调整节气门进气通道的开启面积来控制进气量，从而满足发动机不同工况对进气量的需求。这种进气调节系统具有进气量控制精度高，能够实现低排放控制的优点。还可通过控制模块驱动节气门来调节发动机怠速时的进气量。因此，不需要旁通进气道

和怠速调节器。

（2）信号失效：加速不良，发动机故障指示灯亮。 5.油门踏板位置传感器

（1）信号作用：识别加速踏板位置，计算喷油量。

（2）信号失效：信号失效时，发动机电控单元不能识别加速踏板位置。发动机在高怠速下运转，以便驾驶员将车开到附近的服务站。

（3）怠速开关和强制降挡开关集成在加速踏板位置传感器内（在脚踏板壳体内）。

6.冷却液温度传感器

（1）冷却液温度传感器是负温度系数热敏电阻（NTC），其安装在缸盖的冷却液接头上，将当前冷却液温度信号传送给发动机电控单元。

（2）信号作用：将发动机冷却液温度信号变换为电信号输入发动机电控单元（ECU），以便ECU修正喷油时间和点火时间，使发动机处于最佳工作状态。

（3）信号失效：信号失效时，发动机电控单元利用来自燃油温度传感器信号修正喷油量。

7.进气温度传感器

（1）信号作用：将进气温度信号变换为电信号输入发动机电控单元（ECU），以便（ECU）修正喷油量。

（2）信号失效：信号失效时，就会导致热起动困难、废气排放量增大。 8.离合器踏板开关

（1）离合器踏板开关安装在脚踏板上。

（2）信号作用：发动机电控单元利用该信号识别离合器是分离还是结

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