第二节 发动机诊断技能

一、计算机系统诊断概述

能够正确诊断电控系统中存在的故障是很重要的。计算机的应用已经不仅在点火系统、燃油和排放系统，还在空气控制、灯光电路控制、巡航控制、防抱死制动控制、电子悬架系统控制、电子换挡控制和交流发电机调压器等各个系统应用。

1. 电子系统维修注意事项

技师在对计算机或者计算机控制系统进行维修时必须注意一些事项。计算机的设计能够承受工作时的正常电流。但是如果系统电路电流过大则可能导致计算机损坏。必须遵守以下注意事项防止损害计算机和电路！

① 如果维修手册没有提示你这样去做，不要给控制电路通电或者接地。

② 只能使用高阻抗万用表（10MΩ以上）检查电路，如果维修手册中没有特别说明，千万不要使用测试灯。

③ 在对计算机进行电路连接或者断开电路连接以前，确信点火开关已经关闭。

④ 除非在电路中有特别说明，在对传感器或者执行器进行电路连接或者断开连接之前，要确认点火开关已经关闭。

⑤ 在断开或者连接蓄电池之前，断开点火开关；同样在取出和更换熔丝之前，也要断开点火开关。

⑥ 不要在计算机控制系统的绝缘电路或者接地电路上连接任何电子组件。

⑦ 一定要使用与你所维修的汽车车型生产年份相同的、厂家规定的测试和更换程序。

⑧ 有条件的可以戴上静电释放（ESD）带。

按照这些注意事项去做，同时将这些注意事项添加在维修手册中，这样可以使你避免更换昂贵的零部件。

2. 故障码

20世纪90年代末已经开始停止生产不能用诊断仪显示故障码的车型。现在车辆计算机都能显示在内存中存储的故障，故障码可以通过诊断仪进行显示。

早期的发动机控制系统中，可以根据频闪故障码的形式进行识别。用来读取故障码的方法不统一，必须得阅读相应的维修手册才能完成故障码的读取。在没有诊断仪时，频闪故障码是一种有效的读取故障码的方法。通常是通过数故障指示灯（MIL）频闪次数的方法读取故障码。例如，两个快速的频闪，后面紧跟一个短的暂停和三个快速频闪表示的是故障码23。

调出并阅读故障码能够帮助维修时识别PCM认为出现故障的电路，但要记住的是，显示故障码并不意味着要更换零部件。例如，如果故障码提示节气门位置传感器（TPS）电压过高，这种故障可能不是节气门位置传感器本身产生的，有可能是电路开路所产生的。氧传感器（O2S）电压低也可能不是氧传感器本身所产生的，有可能是由于氧传感器感觉到了真空泄漏。为了确认存在的问题，要认真检查相关部件，结合故障码进行判断。

维修提示

① 有些计算机中会存储一些故障码，一直到技师将这些故障码清除为止，或者一直存储到多次启动发动机以后。

② 很多间歇性问题都是由于电器连接不良所产生的。在开始进行维修诊断时，最好仔细检查一下和故障码相关的电器接头。即使出现了硬故障码，在进行其他测试前，最好仔细检查一下电路。

二、发动机点火控制系统

1. 蓄电池点火系统

（1）蓄电池点火系统组成

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传统点火系统由电源（蓄电池、发电机）、点火开关、点火线圈、分电器（断电器、配电器、电容器）、火花塞、高压导线、附加电阻等组成（图1-27）。

（2）电流路径

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发动机启动时，电流传递路线如下。

① 初级电路 蓄电池→点火开关→点火线圈正极接线端→线圈负极接线端→分电器的断电器触点→接地。分电器凸轮旋转，触点开启，初级回路的磁场受到减弱。

② 次级电路 次级线圈绕组里感应产生高压，并从线圈的中心接线端输出→分电器盖→转盘→分电器盖火花塞导线接线端→火花塞导线→火花塞→接地。见图1-28。

2. 电子点火系统

（1）电子控制点火系统组成

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电子控制点火系统一般由电源、传感器、电子控制单元（ECU）、点火器、点火线圈、火花塞组成。点火系统在高电压下产生火花，在最佳的正时点燃压缩在气缸内的混合气。根据所收到的由各个传感器发来的信号，发动机ECU（电子控制单元）实施控制，达到最佳的点火正时（图1-29）。

（2）电控点火系统分类和控制

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① 独立点火方式 每缸一个点火线圈，即点火线圈的数量与气缸数相等。由于每缸都有点火线圈，即使发动机转速很高，点火线圈也有较长的通电时间，可提供足够高的点火能量（图1-30）。

1—点火开关；2—点火线圈；3—火花塞；4—控制单元；5—蓄电池

故障影响：

例如，宝来1.8T轿车点火系统装备独立式点火线圈，即点火线圈和输出放大器集成在一个部件上，每缸分配一个点火线圈，安装于各缸火花塞上方。

如果某一个点火线圈失效，那么就只在一个缸上发生失火现象，并存有故障记忆；如果在多个气缸内检测出失火现象时，那么这种失火故障记忆也可能是由其他原因引起的。

失火由许多原因造成，独立点火线圈的失效是其中的主要原因之一。点火线圈的失效多是由于次级线圈绝缘层被击穿，致使次级线圈匝间、层间与极间出现短路，导致点火能量下降或根本没有输出，从而发生相应缸工作不良或不工作，使发动机产生抖动现象。

② 同时点火方式 点火线圈的个数等于气缸数的一半。当两同步缸同时到达上止点时，火花塞跳火，其中一缸接近压缩行程上止点，为有效点火；另一缸接近排气行程上止点，为无效点火（图1-31）。

1—点火开关；2—点火线圈；3—火花塞；4—控制单元；5—蓄电池

（3）点火线圈

电控发动机中，点火线圈也称点火模块，一般有无分电器双缸点火线圈和独立点火线圈之分。无分电器双缸点火线圈维修方法如下。

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无分电器双缸同时点火的二极管分配式点火线圈（图1-32），从外观看就是一个整体式线圈。内部初级绕组由两个晶体管分别控制搭铁，共用一根电源线；2组初级线圈共用1个次级绕组线圈，即1个线圈通过4个二极管控制4个火花塞，利用二极管的单向导电作用来分配高压火。

（4）火花塞

① 火花塞类型 火花塞是点火系统末端的组件，利用火花塞电极间隙之间产生的电火花点燃混合气，完成燃烧，因此火花塞的工作条件是高温高压的。

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大多数火花塞的规格尺寸是统一的，多数汽车上都可以通用，但由于汽油发动机类型有区别，因此火花塞也有冷型和热型。冷型与热型是相对而言，它反映了火花塞的热值性能。现代火花塞所涵盖的热值指数越来越多，也称为多热值火花塞。

冷型火花塞：火花塞裙部短、受热面积小、散热快，因此裙部温度低些，高热值。适用于高速、高压缩比的大功率发动机。高热值火花塞的绝缘体顶部相对较短，被火焰覆盖的表面积和气窝的容积小。另外由于散热途径较短，散热多，不易造成中心电极温度的上升。

热型火花塞：火花塞裙部细长、受热面积大、散热慢，因此裙部温度高些，低热值。适用于中低速、低压缩比的小功率发动机。低热值火花塞绝缘体顶部较长，被火焰覆盖的表面积和气窝的容积大。另外，由于从绝缘体根部到外壳散热较长，所以散热少，容易造成中心电极温度的上升（图1-33）。

② 火花塞特性 火花塞运行温度由吸热和散热情况共同决定。热量供给来自燃烧室。火花塞壳体吸收气盖盖热量，绝缘体温度更高。在所吸收的热量中，近20%传递给新鲜气体，近80%通过中心电极和绝缘体传递给火花塞壳体。

热值表示火花塞的吸热和散热能力。它由热值指数决定。火花塞热值必须与发动机特性相符。

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火花塞特性：以不完全燃烧方式冷启动时会在火花塞等处沉积炭烟。积炭会在绝缘体底脚上形成一层中心电极与火花塞壳体之间的导电化合物。因此一部分点火能量作为分流电流导出并造成点火火花减弱。燃烧残留物的沉积主要发生在温度低于500℃绝缘体底端温度时。为了避免点火断火，绝缘体底脚的工作温度必须高于约500℃的所谓“自由燃烧限值”。

温度超过900℃时，火花塞炽热部分有处有燃油空气混合气炽热点火的危险。因此火花塞运行温度必须为500～900℃ （图1-34）。

（5）曲轴位置传感器

曲轴位置传感器是一个测定发动机转速和曲轴转角准确位置的感应式传感器。根据曲轴位置无法获悉某一气缸处于压缩阶段还是换气阶段的信息。只有明确识别出哪个气缸正好处于压缩行程时，才能产生第一个点火火花。霍尔传感器（凸轮轴位置传感器）测定凸轮轴位置，与曲轴位置传感器一起识别第一个气缸的点火上止点。通过对比曲轴传感器和凸轮轴传感器的信号进行气缸识别。

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① 安装在发动机后端的曲轴位置传感器 信号转子为齿盘式，齿数为60-2齿，即在原来为60齿的圆周上，切掉2齿，形成在其圆周上均匀间隔的58个凸齿、57个小齿缺和1个大齿缺，曲轴位置传感器结构如图1-35所示。

1—气缸体；2—传感器磁头；3—信号转子；4—大齿缺（输出曲轴位置基准标记）

② 安装在发动机前端的曲轴位置传感器 凯美瑞采用的磁感应式曲轴位置传感器安装在曲轴正时护罩内，曲轴的正时转子由34个齿组成，带有2个齿缺。曲轴位置传感器每10°输出曲轴旋转信号，齿缺用于确定上止点（图1-36）。

③ 曲轴位置传感器检测 捷达轿车的磁感应式曲轴位置传感器G28安装在发动机后端靠近飞轮处，传感器用螺钉固定在发动机气缸体上。

信号判断：当曲轴位置传感器出现故障时，会导致信号中断，发动机不能启动或在运行时立即熄火，这时ECU可以诊断到故障并进行故障码存储。

信号盘与曲轴位置传感器磁头间间隙应该在1.5mm内为合适。曲轴位置传感器的输出波形如图1-37所示。

1—曲轴位置传感器；2—正常齿波形；3—缺齿波形

（6）凸轮轴位传感器

发动机控制模块接收该信号用作同步脉冲，按适当顺序触发燃油喷射器。发动机控制模块利用凸轮轴位置传感器信号指示做功行程期间1 缸活塞的位置。发动机控制模块由此可计算实际的燃

油喷射顺序。如果在发动机运行时凸轮轴位置传感器信号丢失，燃油喷射系统将转换到根据最后一个燃油喷射脉冲计算的顺序燃油喷射模式，而发动机将继续运行。即使故障存在，发动机也可以重新启动。

（7）爆震传感器故障

① 爆震传感器作用 爆震传感器是一种振动加速度传感器，产生一个与发动机机械振动相对应的输出电压。该传感器安装在发动机缸体感应较灵敏的部位。

如果发动机产生爆震，ECM/ECU会接受到这个信号，滤去非爆震信号并进行计算，通过凸轮轴与曲轴位置传感器信号判断发动机在工作循环中所处的位置，ECM/ECU据此计算出几缸发生爆震，将会推迟此缸的点火提前角直到爆震现象消失。然后再次提前点火提前角直到使点火提前角处于当时工况下的最佳位置。

② 故障影响 爆震传感器失效时，爆震将要发生前无法提供爆震信号，ECM/ECU接收不到信号“峰值”不能减少点火提前角而发生爆震。

3. 点火系统故障

（1）点火系统的失火诊断

个别气缸工作不正常就是该火花塞或者高压线（缸线）相应的失火气缸。电控点火系统中失火的主要原因是火花塞、高压线和点火线圈故障。其他原因也会导致发动机失火，具体罗列如下。

① 点火系统故障导致失火，主要原因有火花塞污损、电极间隙过大或者过小、绝缘不良、高压线断、点火线圈断路或者短路、点火电子控制组件和电子控制器的相应部分发生故障或者相应的点火信号控制电路连接不良等。

② 燃料供给系统故障导致失火，主要原因有空气滤清器堵塞、进气管漏气、燃油泵故障、燃油滤清器故障、燃油油路不畅或油压过高或者过低、喷油器故障等。

③ 配气机构故障导致失火，主要原因是气门间隙调整不当、配气相位不对、三元催化器堵塞、消声器堵塞等。

④ 气缸密封不良导致失火。

⑤ 电子控制部分导致失火，主要是传感器故障，如转速传感器和进气压力传感器或空气流传感器等。

（2）点火提前角对发动机性能的影响

① 点火提前角是从火花塞发出电火花，到该缸活塞运行至压缩上止点时曲轴转过的角度。

② 当汽油机保持节气门开度、转速以及混合气浓度一定时，汽油机功率和耗油率随点火提前角的改变而变化。对应于发动机每一工况都存在一个最佳点火提前角。

③ 点火提前角适当，可使发动机每循环所做的机械功最多。

④ 点火提前角过大，易爆燃。

⑤ 点火提前角过小，排气温度升高，功率降低。

（3）影响点火提前角的因素

① 发动机转速 转速升高，点火提前角增大。采用电控点火系统，更接近理想的点火提前角。

② 发动机负荷 发动机负荷低时，节气门开度小，气缸内残余废气相对新鲜混合气比例增加，混合气燃烧速度降低。因此，当低负荷时，最佳点火提前角要增大，反正，最佳点火提前角要减小。

③ 燃油品质 汽油辛烷值越高，抗爆性越好，点火提前角可增大。

④ 其他因素 燃烧室形状、燃烧室内温度、空燃比、大气压力、废气再循环、冷却水温度等。

（4）点火波形诊断

① 点火单缸波形测试 由于次级点火波形明显受到发动机、燃油系统和点火条件的影响，通过观察该波形，可以得到击穿电压、燃烧电压、燃烧时间以及点火闭合角。

a.分析单缸的点火闭合角。

b.分析点火线圈和次级高压电路性能。

c.检查单缸混合气空燃比是否正常。

d.分析电容性能。

e.查出造成气缸断火的原因。

② 点火波形分析

a.充磁开始：点火线圈在开始充电时，应保持相对一致的波形下降沿，这表明各缸闭合角相同以及点火正时准确。

b.点火线：观察击穿电压高度的一致性，如果击穿电压太高，甚至超过了示波器的显示屏，表明在次级点火电压电路中电阻值过高，譬如断路、高压线损坏或是火花塞间隙过大；如果击穿电压太低，表明次级点火电路电阻低于正常值。

c.跳火或燃烧电压：观察跳火或燃烧电压的相应一致性，它说明火花塞工作各缸空燃比是否正常与否，如果混合气过稀，燃烧电压就比正常值低一些。

d.燃烧线：燃烧线上应没有过多的杂波。过多的杂波表明气缸点火不良或是点火过早、喷油器损坏、火花塞污浊以及其他等原因。燃烧线的持续时间长度与气缸内混合气的浓度有关。燃烧线太长，通常超过2ms表示混合气过浓，燃烧线太短，通常少于0.75ms表示混合气稀。

e.点火线圈振荡：观察在燃烧线后面最少有2个振荡波，这表明点火线圈和电容器是好的。动态峰值检测显示方式对发现各缸点火过程中的间歇性故障非常有用。

③ 单缸急加速波形 次级电子点火单缸急加速波形测试用来诊断当大负荷或急加速时是否会出现断火现象。

a.试验方法：按照行驶性能故障或点火不良等情况出现的要求来启动发动机或驾驶汽车，确认各缸幅值、频率、形状和脉冲宽度等，在加速或高负荷下检查对应特定部件的波形部分的故障。

b.波形分析：观察各缸击穿电压高度是否一致。在急加速或高负荷时，由于燃烧压力的增加，其峰值电压将随之增高。当与其他气缸的信号峰值高度出现偏差时，这就可以判断该缸相应系统存在故障。过高的峰值电压表明在该缸次级点火电路中存在高电阻，这就表示电路断路、高压线电阻过高、火花塞间隙过大等故障。如果峰值电压过低，表明点火高压线短路、火花塞间隙过小、火花塞破裂和火花塞有油污。出现有负荷时断火或急加速时所有气缸的点火峰值都低的情况，可以判断点火线圈不良。

④ 高压线断路故障波形 如果所有缸的波形均呈现击穿电压过高的情况，这说明所有气缸的公共部件都出现了问题，可能是中央高压线出现断路问题。单缸高压线断路时，会出现单缸次级击穿电压过高的情况，而其余气缸的次级点火基本正常。

⑤ 高压线短路故障波形 与高压线断路时的故障波形相反，次级点火波形中的次级击穿电压呈下降趋势。

a.轻微漏电：检查漏电现象时，需要检查高压线护套与火花塞处的连接情况。如果火花塞外壳处有电弧击伤痕迹，要注意检查高压线护套是否老化、绝缘性能好差、高压线护套与瓷件的间隙大小等。然后根据情况，更换高压线或火花塞。正常次级击穿电压为12kV，当出现轻微漏电时，电压值在8～10kV变化。

b.严重漏电：正常次级击穿电压为12kV，当出现严重漏电时，击穿电压值降低到6kV。击穿电压明显低于正常气缸。由于电流总是要寻找电阻最小的部位通过，所以产生漏电后，火花塞就无法正常工作。严重时会没有电极间火花产生。

由于高压线漏电，次级回路的电阻降低，使得燃烧电压值也相应降低。同样，在击穿电压、燃烧电压均降低的情形下，多余的能量导致了燃烧持续时间的延长。

⑥ 火花塞积炭故障波形 混合气过浓，大量未燃烧的碳氢化合物（HC）会以炭垢的形式附着在火花塞中央电极及绝缘体的表面，当积炭严重时，点火线圈的放电能量会通过火花塞分流电阻的旁路泄走，使击穿电压降低。火花塞积炭时，燃烧电压升高，燃烧线明显向下倾斜。

⑦ 点火过早导致的击穿电压过低波形 击穿电压过低，提高发动机转速时甚至出现击穿电压低于4kV的情况。同时，各缸的燃烧时间均较短。如果正时不对，出现了点火时刻过早的故障，由于气缸压力较低，导致火花通过电极间隙的难度降低，导致次级击穿电压过低。

⑧ 点火过迟导致的击穿电压过高波形 例如，某现代轿车发动机出现冷车抖动、动力不足。检查次级点火波形，出现了击穿电压过高的情况。检查火花塞有不同程度的积炭，更换火花塞后情况未好转。根据故障码，判断是配气正时错误，经查，正时皮带向延迟方向错了一个齿。因此，出现了点火过晚的故障，由于气缸压力过高，导致火花通过电极间隙的难度升高，导致次级击穿电压升高。

该车凸轮轴向延迟方向错了一个齿凸轮轴皮带轮40齿，造成曲轴角度误差18°，这导致了电脑错误的延迟18°进行点火控制。由于此时的气缸压力升高，所以击穿电压过高。

（5）火花塞烧蚀故障

火花塞顶端有疤痕或是破坏、电极出现熔化、烧蚀现象时，都表明火花塞已经毁坏，此时就应该更换火花塞（表1-1）。火花塞维修事项如下。

① 等发动机冷却后再拆卸火花塞。 如果试图在发动机温度很高时拆卸火花塞，可导致火花塞卡住。这会损坏气缸盖螺纹。

② 在拆下火花塞前，清洁火花塞安装槽周围区域。否则，可导致发动机因异物进入气缸盖或螺纹被污染而损坏。受污染的螺纹会导致新火花塞无法正确就位。

③ 只能使用为车辆指定的火花塞。不要安装热范围高于或低于车辆指定的火花塞的其他火花塞。安装其他型号的火花塞会严重损坏发动机。

④ 将火花塞上的高压分线依次拆下，并在原始位置做上标记，以免安装错位。在拆卸中注意事先清除火花塞孔处的灰尘及杂物，以防止杂物落入气缸。拆卸时用火花塞套筒套牢火花塞，转动套筒将其卸下，并依次排好。

⑤ 火花塞的电极正常颜色为灰白色，如电极烧黑并附有积炭，则说明存在故障。检查时可将火花塞与缸体导通，用中央高压线触接火花塞的接线柱，然后打开点火开关，观察高压电跳位置。如电跳位置在火花塞间隙，则说明火花塞作用良好，否则，即需换新。

⑥ 各种车型的火花塞间隙均有差异，一般应在0.7～0.9mm，检查间隙大小，可用火花塞量规或薄的金属片进行。如间隙过大，可用起子柄轻轻敲打外电极，使其间隙正常；间隙过小时，则可利用起子或金属片插入电极向外扳动。

⑦ 火花塞属易消耗件，一般行驶20000～30000km即应更换。火花塞更换的标志是不跳火，或电极放电部分因烧蚀而成圆形。另外，如在使用中发现火花塞经常积炭、断火，一般是因为火花塞太冷，需换用热型火花塞；若有炽热点火现象或气缸中发出冲击声，则需选用冷型火花塞。

⑧ 火花塞存有油污或积炭应及时予以清洗，但不要用火焰烧烤。如瓷芯损坏、破裂，则应进行更换。

（6）发动机不能启动故障原因

① 发动机能正常启动必须具备三大要素，即足够的气缸压力、火花和可燃混合气，这三点缺一不可。如果其中某一要素出现异常，都会导致发动机不能启动或者启动困难。

② 发动机不能启动主要表现是起动机不运转、起动机运转无力、起动机运转正常而发动机不能启动。

点火系统故障导致的发动机无着火征兆——点火系统故障。从缸体上拔下高压分缸线，将一个火花塞接在高压线上并将火花塞搭铁；接通启动开关，用起动机带动发动机转动，同时观察高压总线末端或火花塞电极处有无强烈的蓝色高压火花，如果没有高压火花或火花很弱，则说明点火系统有故障。在检查故障部位之前，可先进行发动机自诊断，检查有无故障码。

执行故障诊断仪检测曲轴位置传感器及点火器的故障。如有故障码输出，可按显示的故障码查找到故障部位；如无故障码输出，则应分别检查点火系统中的高压线、点火线圈、火花塞等。

4. 故障案例

维修案例1

点火线圈故障导致怠速不稳。

（1）故障现象

怠速不稳，开空调时发动机抖动严重。

（2）检查和分析

用VAS5051执行检测，发现发动机控制单元存储故障码“1缸、3缸燃烧中断”，发动机怠速时读取数据流，1缸断火次数达到70次之多，3缸没有燃烧中断现象。同时观察怠速转速和负荷均较大，且点火提前角λ波动较大。试车时发现若在低车速时挂高挡加速，1缸的断火次数有100多次，此现象说明1缸点火线圈的确有问题。

（3）故障排除

更换1缸点火线圈，执行故障诊断仪检测，发动机正常，故障排除。

（4）故障总结

因为1缸点火组件存在故障，致使火花能量下降或失火，引起发动机各气缸工作不平衡，导致发动机怠速不稳。控制单元监视出缺缸，认为混合气过稀，λ进行加浓调整，当呈现混合气过浓状态时，λ又进行调整。打开空调后，控制单元为实现空调快怠速，进行节气门开度、点火提前角、喷油量的调整，当出现空气流量波动时，又介入调节，进而出现了更换不稳定的状态。

维修案例2

某宝来轿车，启动后发动机运转平稳，数分钟后，发动机开始怠速不稳，发动机转速在500～960r/min游动。

① 执行故障诊断仪检测，发现发动机控制单元存储“氧传感器及曲轴箱通风阀故障”故障码，观察前λ调节值为-25%，λ电压为1.25～1.35V有微小变化。

② 清除故障码后发动机运转平稳，λ调节正常。观察发动机运转情况，数分钟后λ调节值由+10%变化到-15%左右，汽车开始出现怠速不稳，发动机转速在500～960r/min游动。

③ 关闭发动机重新启动，发动机运转平稳，5min后怠速抖动现象重现。检查火花塞发现电极积炭较多，其中1缸最为明显。

④ 更换火花塞，执行故障诊断仪检测，发动机正常，故障排除。

如果火花塞或高压线存在故障会造成点火不良，发动机怠速转速偏离目标值，这时发动机控制单元通过调整喷油量、增大节气门开度来提高转速。由于喷油量的增加而使混合气过浓，氧传感器感知氧含量减少，λ调节值逐渐向-25%变动，发动机控制单元减少喷油量，使发动机转速调整得过低，所以发动机怠速在大范围内游动。

维修案例3

某宝来轿车，发动机没有故障码，火花塞侧电极烧蚀。

（1）火花塞电极烧蚀原因

① 气缸压力超过标准值。

② 火花塞型号不正确。

③ 火花塞本身故障。

④ 混合气不能充分燃烧。

（2）拆卸火花塞，检查发现该车安装了副厂的热型火花塞更换火花塞后，执行故障诊断仪检测，发动机正常，故障排除。热型火花塞，绝缘体裙部（瓷芯）较长，吸热面积大，传热距离长，因吸热量大、散热慢，火花塞裙部温度偏高，适用于低转速、低压缩比的小功率发动机。冷型火花塞，绝缘体裙部（瓷芯）较短、吸热面积小、传热距离短，因吸热量小、散热快，火花塞裙部温度偏低，适用于高转速、高压缩比的大功率发动机。

维修案例4

（1）故障现象

某奥迪A6L 2.4车，起步困难，怠速正常，空挡加油正常，起步时偶尔耸车，上坡启动车辆容易熄火，变速器经常锁挡。

该车更换过火花塞、点火线圈、燃油泵，清洗过喷油器。另外，驾驶员反映，故障出现过几次，但是每次清洗喷油器后故障就消失。

（2）检查和分析

进行路试，车辆严重耸车，有时起步熄火。此时变速器进入保护状态。连接VAS 5052诊断仪，检查发动机故障码存储器，1、2、3缸失火。

根据电路图，1、2、3缸点火线圈共用一根搭铁线。该搭铁线以前拆装没有紧固牢固，将此处搭铁用螺钉紧固，故障消失。这是典型的搭铁不良导致的点火故障（图1-38）。

J623—发动机电控单元；N70—带功率输出级的点火线圈1；N127—带功率输出级的点火线圈2；N291—带功率输出级的点火线圈3；P—火花塞插头；Q—火花塞

维修案例5

奥迪A6L发动机失火故障。

失火的判断方法常用的有加速度分析法和转矩分析法。失火达到一定数量级后，系统会“断油”以防止对三元催化系统造成损害，这点可在出现故障时连接示波器看出。

（1）故障现象

某2006款奥迪A6L，3.0L发动机，车辆在怠速、低速时一切正常，高速行驶发动机开始抖动。

（2）故障分析

① 加速度分析法分析失火 加速度分析法失火检测是通过转速传感器精确感知来自曲轴上飞轮靶盘的发动机转速信号波动，以此来判断是否出现失火的。

当失火发生时，发动机转矩会突然下降，并引起发动机曲轴上飞轮靶盘的“齿加速度”发生变化，因此系统可以用“齿加速度”的变化来表示发动机运转的粗糙度水平进行失火检测。如与凸轮轴位置传感器信号配合使用，发动机电控单元就可以断定是哪个气缸断火，将故障存入故障存储器并接通废气警告灯K83 （图1-39）。

② 转矩分析法分析失火 转矩分析法与加速度分析法一样，它根据发动机转速传感器信号和霍尔传感器信号来识别出哪个气缸断火，但这两个方法的区别在于对发动机转速信号的分析。转矩分析法将不稳定的转速（由于点火和压缩而引起的）与发动机电控单元内的固定计算值进行对比。这些计算的基础包括取决于负荷和转速的转矩、飞轮质量及其所形成的发动机转速特性。这样计算出来的发动机转矩的波动与从运行不平稳性法所获得的结果具有一样的效力，但是每种车型都必须分析发动机转速特性并存入发动机电控单元。

（3）故障检查和排除

将6缸的点火线圈、火花塞、喷油嘴分别与4、5缸交换。再将其进行故障检测，发现故障转移显示4缸断火，检查4缸的火花塞（原来安装在6缸的火花塞）裙部处有裂纹，更换火花塞试车，故障排除。

三、发动机燃油供给系统

燃油供给系统的作用是存储、过滤燃油，并且为发动机提供充足的满足不同工况需要的压力燃油。燃油供给系统通常采用两种结构模式，一种带有回油管技术，另一种不带回油管技术。即使在不带回油管技术的结构模式中，燃油供给系统也还是存在回油管的，只是将其放在燃油箱里了，这种结构特点是由液压原理决定的。燃油供给系统的故障诊断与其结构模式无关，两种结构模式的诊断参数是相同的。

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燃油供给系统由燃油箱（包括单向空气阀，即燃油箱盖）、集滤器、燃油泵、燃油滤清器、脉动稳压器、燃油轨、喷油嘴、燃油压力调节器、供油管（提供压力燃油管路）、回油管以及燃油等组成。虽然不同车型或车系的燃油供给系统在组成上存在差异，但并不影响对燃油供给系统组成的普遍性分析 （图1-40）。

1. 燃油箱

起加注、存储、冷却燃油的作用，为汽车行驶提供一定里程的燃油量。燃油箱盖就是单向空气阀，具有压力平衡作用。燃油箱盖堵塞会使箱内压力降低，导致发动机启动困难、行驶中易熄火等现象的发生。燃油箱分为冲压件燃油箱和注塑件燃油箱两种，冲压件燃油箱和注塑件燃油箱的变形对所供油产生的影响有所不同。

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结构特殊的燃油箱多数是为了合理利用空气，燃油箱做成了不规则的形状。

这种不规则的形状容易使燃油泵在大角度转弯或紧急制动时吸入空气，因为在燃油箱没有装满的情况下，燃油箱里的燃油有可能晃到燃油箱的一个角上。如果燃油泵吸入空气就容易使混合气浓度变稀，这样发动机容易熄火致使制动与转向失控（图1-41）。

1—活性炭罐过滤器；2—吹洗空气管路接头；3—滤网；4—燃油注入管； 5—运行排气管；6—加注排气管；7—维护开口；8—运行排气阀；9—加注排气阀；10—维护开口；11—运行排气阀

高级轿车燃油箱总成，见图1-42。

① 燃油通过抽吸滤网进入燃油泵，随后通过燃油滤清器进入供给管路。燃油泵安装在燃油槽内。在燃油箱的供给管路内集成了一个溢流阀。在此，汽油发动机首次不再使用压力调节器。而是通过压力来调节电动燃油泵。系统借助低压燃油传感器信号调节电动燃油泵的转速，以使高压泵前所需要的预压压力达到期望值。

② 另一条管路在燃油泵后旁通至左侧燃油箱内并通过单向阀和引流泵将左侧燃油箱内的燃油输送至燃油槽。单向阀可以确保发动机处于静止状态时燃油不会从燃油箱右侧流回至左侧。

③ 关闭发动机时供给管路内没有压力，但也不会排空燃油，因为系统处于密封状态时空气无法进入。发动机管路或地板管路损坏时，溢流安全阀可以防止燃油箱泄漏。

④ 另一条管路旁通至左侧燃油箱并通向另一个引流泵，该引流泵从燃油分离阀处抽吸燃油并输送至燃油槽内。从泵处引出另一条管路，通过引流泵将燃油箱内的燃油输送至燃油槽内。

⑤ 燃油箱盖内集成了一个用于燃油箱过压保护的安全阀。在燃油加注头端部安装了一个带有安全阀的单向阀。该单向阀可防止燃油回流至燃油加注头内。通过一个弹簧对单向阀进行密封。单向阀中的安全阀可以确保在燃油箱内产生压力时，高压可释放到燃油加注管中或通过燃油箱盖内的安全阀排出。

⑥ 通过维修盖可以接触到燃油箱内的部件；通过两个杆状传感器进行燃油油位识别；燃油槽可确保燃油泵始终提供充足燃油以供使用。燃油槽与燃油箱固定连接且不能更换。

2. 燃油泵

燃油泵为燃油系统提供充足流量的燃油，使燃油系统建立油压，保证发动机不同工况时需要的充分燃油。燃油泵由直流电动机、液压泵、安全阀和单向阀组成。

对于燃油泵直流电动机，功率=电压×电流。对于燃油泵液压泵，功率=压力×流量。所以，通过测量电流看电流大小及变化状态的方法，以及测量流量看单位时间内流量多少及变化状态的方法可以确定燃油泵的好坏。燃油泵为系统建立油压、提供流量，油压大小取决于系统和负载。

安全阀限定压力值反映的是燃油泵泵油能力的大小，是燃油供给系统的最高压力。燃油供给系统正常工作时，安全阀不打开；系统堵塞时，安全阀打开，提供小循环回路，保护燃油泵。

燃油泵出口安装有一个单向阀，它使燃油供给系统拥有一定的残余压力，防止产生气阻，易于下次启动。如果单向阀密封性变差，那么系统残余压力就会下降。

通常情况下，燃油泵通过流过的燃油进行冷却。禁止在缺油情况下多次启动车辆，以免损坏燃油泵。燃油量报警后，燃油箱内也存一定量的燃油，但必须尽快加油，以防止燃油泵损坏。当燃油泵产生的噪声超标时，需要将其更换。

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燃油箱储存燃油，燃油泵连接至燃油箱内的燃油泵模块。燃油泵通过燃油滤清器和燃油供油管路向燃油喷射系统提供高压燃油。燃油泵提供的燃油流量超过了燃油喷射系统的需求。燃油泵也向位于燃油泵模块底部的泵提供燃油。泵的功能是填充燃油泵模块储液罐。燃油压力升降器，燃油泵模块的一部分，为燃油喷

射系统保持正确的燃油压力。燃油泵模块包括一个逆流单向阀。单向阀和燃油压力调节器保持燃油供油管和燃油分配管内的燃油压力，以防止启动时间过长（图1-43）。

在无回油管路燃油流中，燃油压力调节器是燃油泵模块的一部分，这样就不需要来自发动机的回油管。无回路燃油系统不使热燃油从发动机返回至燃油箱，以降低燃油箱的内部温度。燃油箱内部温度的降低导致较低的蒸发排放（图1-44）。

3. 燃油压力调节器

电控汽油喷射系统油压调节器的作用是使燃油压力相对于进气管负压的压差保持不变，从而使喷油量仅根据喷油量控制电磁阀通电时间的变化而变化。如果燃油压力调节器的真空膜片损坏或真空软管漏气，都会造成压力调节器的回油量失调，使得喷油量不准确而最终导致工作不良。

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燃油压力调节器是为系统提供恒定油压，使喷油嘴喷油量多少只取决于喷油时间。当发动机工作时，调节油压，使喷油嘴压差恒定。这样喷油嘴喷油量多少可以不受进气负压变化的影响，只取决于喷油时间。真空压力调节器提供两个压力，一个工作压力，一个调节压力。工作压力就是发动机标定的燃油压力，是一个静态的恒定压力，它的数值取决于压力调节器弹簧工作时的弹力。工作压力的测试条件是燃油泵工作，发动机不工作，回油管不堵塞。调节压力就是发动机工作时的压力，是一个动态变化的压力，发动机工作时产生真空负压，使调节压力小于恒定压力，且变化状态与节气门变化相对应（图1-45）。

4. 喷油嘴（喷油器）

(1)喷油器作用

提供雾化、量化、一致性燃油。所谓的雾化就是喷油器喷射的燃油应该符合雾化标准。量化就是喷油器的喷射量与喷射时间应一一对应。一致就是同一台发动机数个喷油器喷油差别应该符合标准。不滴油就是喷油器在系统压力作用下密封性保持良好，不产生滴油现象。

喷油嘴脏污、磨损或漏油，需要对其进行清洗、校验或更换。一般车辆存在怠速不平顺、急加速变差、车速降低等现象时就需要清洗和校验喷油嘴了。

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喷油器的主要任务如下。

（1）提供恒定的工作油压

提供恒定的系统工作油压，即发动机标定的工作油压。恒定的压力值有利于燃油雾化，喷射的燃油量只取决于喷油时间。恒定的系统工作油压大小是由燃油压力调节器里的弹簧在燃油泵工作时，产生的弹力大小决定的。

（2）提供可变化的调节油压

提供可以调节变化的油压(即调节油压）。发动机歧管产生负压(真空度），随节气门开度大小或负荷大小而改变。当发动机工作时，进气歧管产生可变的负压，对系统恒定工作油压进行负反馈调节，使喷油器进出口压差值保持不变，让进气歧管产生的可变负压对喷油量不产生影响，喷油量只取决于喷油时间。调节油压的目的是通过真空压力反馈调节使喷油器压差恒定，且低于恒定的系统工作油压。

（3）提供充足的燃油量

充足的燃油冷却效果好，不易产生气阻，并且喷油器工作时不易产生压力波动。充足的燃油量可以通过采用大流量燃油泵来实现。

（4）提供没有节流现象的燃油

当发生节流时，工况突变会产生供油不及时现象。如果想提供没有节流现象的燃油，可通过采用良好品质的集滤器和燃油滤清器及减小燃油管路的沿程损失和局部损失来实现。见图1-46。

（2）喷油器故障影响

喷油器故障可能是由于电路的导通状态故障、内部元件磨损，或者喷油器内部积炭所造成的。由于PFI喷油器在发动机上的安装位置，它们要承受很高的热量，并且由于喷油器喷嘴的结构特点，导致其容易积炭。无论出现何种类型的故障，喷油器故障的表现一般为以下几种。

① 低速时混合气过稀。

② 加速迟缓。

③ 启动困难。

④ 冷发动机的加速性能下降。

⑤ 发动机失火。

⑥ 发动机怠速粗暴。

⑦ 发动机动力不足。

⑧ 冷启动时，启动迟缓。

⑨ 冷启动后失速。

（3）喷油器测试

① 喷油器声音测试。对于可以接触到喷油器的发动机，对喷油器进行声音测试是检查喷油器柱塞工作性能的一种快速方法。如果某个喷油器不能正常工作，会造成低速时气缸失火。发动机怠速工作时，在喷油器体的一侧安装一个听诊器型的工具。每个喷油器应该产生相同的“咔嗒”的声音。这种“咔嗒”的声音应该是有节奏的。如果喷油器的声音是不规律的，说明有故障。

② 使用欧姆表测试喷油器。从喷油器上断开喷油器线束，在喷油器端子连接一个欧姆表用来检查喷油器线圈的电阻值。如果欧姆表的读数是无穷大，说明喷油器线圈开路。如果欧姆表的读数在规定值以下，表明喷油器线圈短路。如果喷油器线圈的电阻值符合生产商规定的电阻值范围，则可能是线束或者PCM出现了故障。如果喷油器线圈的电阻值不符合规定，则需要更换喷油器。

5. 燃油滤清器

过滤、清洁燃油，保护喷油嘴正常工作。燃油滤清器脏污会发生节流现象，形成压差和气阻，对启动和急加速工况产生影响。燃油滤清器的更换需要遵照维修保养手册的要求，通常情况下，每更换2次空气滤清器，需要更换1次燃油滤清器。

6. 集滤器

过滤、清洁燃油，防止燃油泵磨损。集滤器堵塞会发生节流现象，节流就会产生压差，从而使燃油泵的泵油能力降低。集滤器堵塞1/3就应视为全堵，其对急加速工况、启动工况影响很大。对于任何系统管路或滤芯，如果工作时的有效尺寸减少1/3都应视为全堵，而不能认为是导通工况。

7. 回油管

冷却燃油，防止气堵现象发生，为多余燃油提供一个通路。由于燃油供给系统采用等容液压系统并使用液压泵循环，那么燃油供给系统必须有回油管，所以，即使采用了无回油管技术，实际上还是有回油管，只是回油管不是在外面，而是在燃油箱内部罢了。

8. 脉动稳压器

喷油嘴工作时，燃油供给系统会产生压力波动，影响喷油量控制。脉动稳压器可以消除脉动压力的影响。

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宝马N55燃油供给系统控制过程如下。

① 燃油压力传感器根据燃油泵与高压泵之间的系统压力将一个电压信号输出给发动机控制单元（DME 控制单元）。燃油压力传感器测量高压泵前的系统压力（燃油压力）。DME控制单元不断比较规定压力与实际压力。

② 规定压力与实际压力出现偏差时，发动机控制单元提高或降低电动燃油泵的电压，该电压以总线信息形式通过PT-CAN发送给EKP控制单元。

③ EKP控制单元将该信息转换为用于电动燃油泵的输出电压。借此调节发动机（或高压泵）所需的供给压力。信号失灵时（燃油压力传感器），在总线端15接通的情况下预先控制电动燃油泵运行。CAN总线失灵时，EKP控制单元以车载网络电压驱动电动燃油泵。高压泵将燃油压力提高到50～200bar。燃油通过高压管路到达共轨处。燃油暂时存储在共轨内并分布在喷射器上。

④ 输送量调节，共轨压力传感器测量共轨内的当前燃油压力。高压泵内的燃油量控制阀开启时，所输送的剩余燃油再次进入高压泵内的供给通道。高压泵失灵时车辆行驶可能受到限制。

⑤ 燃油量控制阀控制共轨内的燃油压力。发动机管理系统利用脉冲宽度调制信号控制燃油量控制阀。节流口开度取决于脉冲宽度，从而针对发动机当前运行状态调节所需燃油量。此外还能降低共轨内的压力。见图1-47。

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（1）燃油混合气制备装置宝马N55燃油供给系统发动机使用高压喷射装置使用到多孔喷嘴的电磁阀喷射器。图1-48所示为整个燃油混合气制备装置。其特点是增设了高压喷射阀（高压喷射阀由Bosch公司提供的HDEV5.2）。

1—高压管路；2—共轨；3—高压管路； 4—共轨压力传感器；5—电磁阀喷射器

（2）燃油压力传感器

燃油从燃油箱处通过电动燃油泵经供给管路以5bar预压输送至高压泵内。预压值通过燃油压力传感器来监控。电动燃油泵根据需要输送燃油。燃油压力传感器失灵时，在总线端接通的情况下电动燃油泵以100%的输送功率继续输送燃油。燃油压力传感器在发动机的位置见图1-49。

1—用于制动助力器的单向阀；2—用于附加设施的单向阀； 3—爆震传感器；4—共轨高压管路接口；5—燃油压力 传感器；6—燃油供给管路；7—机油压力传感器； 8—燃油量控制阀；9—高压泵；10—真空泵

（3）高压泵

燃油在持续运行的三活塞高压泵内加压，然后通过高压管路输送至共轨内。以这种方式存储在共轨内的加燃油通过高压管路分配给高压喷射阀。发动机管理系统根据发动机负荷和发动机转速确定所需燃油压力。共轨压力传感器测量实际达到的压力值并将其发送至发动机控制单元。对比共轨压力规定值和实际值后通过燃油量调节阀进行调节。系统按N55发动机最理想的耗油量和运行平稳性调节压力。只有在高负荷、低转速的情况下才需要 200bar的压力。

四、发动机排放控制系统

1. 凸轮轴和曲轴位置传感器

（1）作用原理

曲轴传感器借助一个旋接在曲轴上的信号齿轮探测曲轴位置。曲轴传感器是全顺序喷射装置所必需的（每个气缸的喷射都在最佳点火时刻）。

有两个凸轮轴传感器即进气凸轮轴传感器和排气凸轮轴传感器，气门机构装备了用于进气凸轮轴和排气凸轮轴的可调式凸轮轴控制装置（双VANOS）。这两个凸轮轴传感器探测凸轮轴的调节情况。

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① 曲轴位置传感器 它负责提供转速信号，主要用于与HFM一起计算基本喷射量。

曲轴位置传感器主要通过霍尔式传感器原理进行工作。为此在曲轴上装有一个所谓的脉冲信号轮。曲轴传感器在曲轴箱内紧靠该脉冲信号轮安装。曲轴传感器探测脉冲信号轮及曲轴的移动情况。脉冲信号轮的转速以电信号的形式发送至发动机管理系统，系统根据该信号计算出发动机转速。见图1-50。

② 凸轮轴位置传感器 凸轮轴传感器提供凸轮轴位置信号，以此可以确定发动机的点火TDC位置。

凸轮轴传感器与曲轴传感器功能相似。在凸轮轴上也装有一个脉冲信号轮。凸轮轴传感器直接安装在气缸盖内该脉冲信号轮旁边。

根据曲轴和2个凸轮轴位置传感器的电路图可知，其上都是由3根线组成，PIN1为常火线，PIN 2为信号线，PIN3为接地线（图1-51）。

（2）失效影响

① 当没有曲轴传感器信号（短路或断路）时，发动机不能被发动。

② 当没有进气凸轮轴和/或排气凸轮轴信号时仍然能发动。但发动机的动力性和经济性将受到影响，因为DME无法找到最佳的燃油喷射时刻。

③ 没有曲轴传感器信号或凸轮轴信号均会产生故障代码。

2. 空气质量计

（1）作用原理

空气质量计记录吸入的空气质量。该信号为电压信号，发动机控制单元由此计算出需要的负荷状态（喷射持续时间的基本参数）。

发动机控制单元通过一个模型计算空气质量。最重要的输入参数是空燃比控制信号。为此，氧传感器（调控用传感器）布置在发动机附近。

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HFM测量进气质量并将该数值以电信号形式发送至控制单元。控制单元（发动机管理系统）根据该数值和发动机转速计算出基本喷射量（图1-52）。

1—插头；2—空气流量计测试壳体

抽吸的空气质量不再直接用空气质量计测量，而是由DME计算得出。为了进行该计算，发动机控制单元中已编程了一个进气计算程序（进气模型）。

在该计算中收到下列信号。

① 进气门的气门升程（负荷记录）。

② 节气门位置（节气）。

③ 进气温度（空气密度修正）。

④ 发动机转速（气缸进气）。

⑤ 进气管真空（节气时修正）。

⑥ 环境压力（通过高度修正的空气密度）。

⑦ 氧传感器信号（空燃比）。

⑧ 喷射持续时间（燃油量）。

如有必要，校正计算得出的空气质量。氧传感器失灵时在DME的故障代码存储器中将记录一个故障（空气质量可信度检查）。在这种情况下将取消匹配计算得出的空气质量。

空气质量计为热膜式传感器，根据电路图可知，该传感器与进气温度传感器集成在一起，有5个PIN角，PIN1为进气温度传感器信号线；PIN2为电源线12V；PIN3为接地线；PIN4为DME参考电源线5V；PIN5为空气质量计信号线。

（2）失效影响

① 当控制质量计出现故障时，如因污物等原因导致该传感器失灵时，控制单元可通过转速、进气管压力和温度等替代参数计算出一个替代值，但发动机的动力性和经济性将受到影响。

② 由于氧传感器的信号与空气质量息息相关，所以当氧传感器出现故障时，也会影响到空气质量计。

3. 进气温度传感器

（1）作用原理

通过进气温度对进入的空气密度进行修正，从而计算出空气的质量。

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进气温度传感器有一个热敏电阻（负温度系数），该电阻伸入进气气流中，测量进气温度。热敏电阻是分压器电路的一个组成部分，DME为其提供5V电压。热敏电阻的电压取决于空气湿度。

进气温度传感器也有助于更准确地计算喷射量。空气温度决定了空气密度。就是说，冷空气与热空气体积相同时，冷空气质量较重。因此吸入冷空气时，燃烧室内的氧气较多，喷射时间也较长。见图1-53。

进气温度传感器额定值见表1-2。

（2）失效影响

当进气温度传感器出现故障时，将有故障记忆，发动机不能对进气密度进行修正，从而不能准确计算出发动机的进气质量，发动机的动力性和经济性将受到影响。

4. 冷却液温度传感器

（1）概述

冷却液温度传感器为负温度系数电阻计NTC，随着温度的升高，其电阻值会下降。DME通过测量其电压值，可以计算出电阻的大小，从而推算出进气温度。工作原理与进气温度传感器相同。

冷却液温度传感器探测发动机冷却循环的冷却液温度。冷却液温度用于计算喷油量和怠速理论转速。

（2）原理及电路

冷却液温度传感器探测并提供发动机温度。根据该信号对喷射时间、点火时刻和怠速转速等进行相应调节。这些运行状态称为冷启动和暖机运行。

冷却液温度为-40～130℃时的电阻范围为167000～150Ω。DME为该传感器提供接地连接，传感器的另一个接口与DME内的一个分压器电路相连。

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冷却液温度传感器为负温度系数电阻计NTC，随着温度的升高，其电阻值会下降。DME通过测量其电压值，可以计算出电阻的大小，从而推算出冷却液温度。冷却液温度传感器有2个PIN角：PIN1为信号线，PIN2为接地线。见图1-54。

（3）失效影响

① 当冷却液温度传感器出现故障时，将有故障记忆，发动机不能准确计算出喷油量；发动机会抖动或冒黑烟，发动机的动力性和经济性将受到影响。

② 发动机不能准确计算出怠速理论转速，发动机怠速会不稳。

③ 当发动机冷却液温度传感器出现断路或短路故障时，电子扇会高速转动。

5. 偏心轴传感器

（1）概述

偏心轴传感器在装备电子气门控制系统时探测偏心轴的位置。偏心轴调整凸轮轴，使得在每种运行状态下都能达到最佳的进气门升程（进气门升程可无级调整）。偏心轴由电子气门控制伺服电动机调整。

（2）原理及电路

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偏心轴传感器装备了2个相互独立的具有相反特性线的角度传感器。偏心轴传感器按磁阻效应原理工作。在此一个铁磁导体在磁场的作用下改变其电阻。该传感器采用冗余设计结构。2个传感器元件安装在一个壳体内。一个传感器承担引导任务，该任务则由参考传感器监控。见图1-55。

如果偏心轴从零行程向最大行程方向调节，那么该引导传感器将提供上升的角度值，另一个参考传感器提供下降的角度值。数据通过个串行接口传到发动机控制单元DME。DME控制单元通过电子气门控制伺服电动机调节偏心轴位置，直到目前的位置与标准位置一致。

传感器的测量范围为180°。该传感器由发动机控制单元提供5V电压。

（3）失效影响

① 当公用的P-CLKS信号丢失，则两路相互独立的角度传感器信号均无信号，当偏心轴传感器任何一路信号缺失（开路或短路），则VVT进入紧急模式。进入紧急模式后DME会试图让气门开度变到最大，用节气门来控制进气量。从ISID读数可以看到MAP不再是50mbar，而是随负荷、转速变化的。

② 偏心轴位置传感器的中心磁轮安装螺栓位不锈钢材质，如果更换了已经被磁化的螺栓或用一个普通螺栓代替，则偏心轴位置传感器完全失效，此时发动机可能无法启动。

6. 水箱出口上的温度传感器

（1）概述

水箱出口上的温度传感器探测水箱后的冷却液温度。DME 控制单元需要用冷却液出口处的冷却液温度来控制冷却器风扇。

（2）原理及电路

水箱出水口温度传感器为负温度系数电阻计NTC，随着温度的升高，其电阻值会下降。DME通过测量其电压值，可以计算出电阻的大小，从而推算出温度。

冷却液温度传感器有2个PIN角，PIN1为接地线，PIN2为信号线。

（3）失效影响

当发动机冷却液温度传感器出现断路或短路故障时，电子扇会高速转动。

7. 加速踏板模块

（1）概述

加速踏板模块识别加速踏板的位置及驾驶员要求的发动机功率。这是发动机管理系统计算节气门规定位置最重要的输入参数DME控制单元在考虑到其他因素的情况下，由此计算出需要的电子气门控制系统位置或节气门位置。

（2）原理及电路

加速踏板模块采用霍尔传感器原理，两路方向相同但幅度不同的信号。

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信号1的电压值为0.30～2.3V；信号2的电压值为0.6～4.6V（图1-56）。

加速踏板位置传感器由6个PIN角组成。

PIN1 和PIN2 为接地线。

PIN3为传感器2的电源线。

PIN4为传感器1的信号线。

PIN5为传感器1的电源线。

PIN6为传感器2的信号线。

（3）失效影响

① 当一路出现故障时，将产生故障代码，但加速踏板仍然有响应。

② 当两路同时出故障时，踩油门踏板将没有反应。

8. 进气压力传感器

（1）概述

进气压力传感器用来测量进气系统内的真空度，对于带电子气门控制系统的发动机，如在怠速下设定一个约50mbar的真空，则进气管真空用作负荷信号的备用参数。

（2）原理及电路

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通过探测进气管压力可计算出各气缸空气量的准确数值。根据该数值对进气门的开启时间和喷射量进行相应调节。见图1-57。

进气压力传感器应用压电原理。根据进气管的压力的大小变化，电压值也会随之变化。

进气压力传感器有3个PIN角。

PIN1为信号线。

PIN2为接地线。

PIN3为参考电源线。

（3）失效影响

当VVT出现故障进入紧急模式后，进气歧管的真空和没有电子气门的发动机相同，进气压力传感器测的是进气歧管的实际真空。

9. 爆震传感器

（1）概述

爆震传感器识别爆震燃烧。一个爆震传感器监控气缸1和2，另一个爆震传感器监控气缸3和4。DME控制单元选择气缸进行爆震识别并进行爆震控制。发动机较长时间爆震燃烧运行可能导致严重的损坏。

爆震可因下列原因加剧。

① 压缩比提高。

② 气缸进气多。

③ 燃油等级不良。

④ 进气温度和发动机温度高。

压缩比也可能由于存放或制造方面的离散而达到过高的值。对于没有爆震控制系统的发动机，必须在设计点火开关时通过一个到爆震极限的安全距离考虑这些不利影响。因此在负荷区不可避免地带来效率的损失。

（2）原理及电路

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爆震传感器为压电式传感器，当发动机发生爆震时，爆震传感器内的压电元件产生一个电压值，DME通过监测电压的大小，确定发动机的爆震程度。见图1-58。

1个爆震传感器有2个PIN角，分别为电源和接地线。

（3）失效影响

爆震控制系统的自诊断包括下列检测。

① 检测有故障的信号，例如断路或插头损坏。

② 分析电路的自检。

③ 检测爆震传感器探测到的发动机噪声电平。

如果在进行这些检测之一时发现一个故障，则关闭爆震控制系统。一个紧急程序执行点火角控制。同时在故障代码存储器中记录一个故障。紧急程序可从最小ROZ91开始保证无损运行。紧急程序与负荷、转速和发动机温度有关。

10. 氧（氮氧化物）传感器

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（1）氧传感器

氧传感器测量废气中的氧气含量。该信号可使发动机管理系统准确控制喷射量，从而实现λ=1。

由于该传感器仅在约250～300℃ 时才进行工作，因此对其进行电动加热。在此使用两个氧传感器。在催化转换器前装有所谓的控制传感器。它负责进行过量空气系数调节。它可以准确探测废气中的氧气浓度，从而计算出燃烧室内的燃油空气混合比。

第二个氧传感器安装在催化转换器后。它称为监控传感器，用于监控催化转换器的功能。该传感器并不提供废气中氧气含量的准确数值，而是识别与λ=1的偏差情况。见图1-59。

（2）氮氧化物传感器氮氧化物传感器由有效的测量探头和一种相关的控制单元组成。控制单元通过LoCAN与发动机控制单元进行通信。见图1-60。

氮氧化物传感器将氮氧化物的测定值与氧气的测量值进行比较。排气废气离开氮氧化物储存催化转换器时，氧气/氮气混合物到达氮氧化物传感器。在第一个舱内，借助于第一个泵，氧气从这种混合物中电离出来，然后通过固体电解质进行排放。对于第一个舱的泵电流，可以发出一个λ信号。剩余的氮氧化物随后穿过第二个隔离板到达传感器的第二个舱。

氮氧化物通过催化剂被分解成氧气和氮气。用这种方法释放出来的氧气被电离，并能够通过固体电解质。氧气的量取决于泵电流，氮气含量则根据这个值进行测定。见图1-61。

1—泵电流（第一个舱）；2—催化剂成分；3—氮气输出口；4—泵电流(第二个舱)；5—隔离板2；6—二氧化锆 固体电解质；7—隔离板1

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排放控制

（1）空气系数调节系统

发动机废气含有有害气体，可以通过空气系数调节的化学转化过程调节，过量空气系数调节系统由以下部分组成。

① 汽油喷射系统。

② 废气催化转换器。

③ 氧传感器。

④ 集成在发动机控制单元内的过量空气系数调节器。过量空气系数调节系统见图1-62。

G28—发动机转速传感器；G39—催化转换器的氧传感器；G70—空气质量流量计；UG39—催化转换器前氧传感器电压；UG130—催化器后传感器电压；UV—喷射阀控制电压

（2）空燃比重要性

空燃比是影响三种主要污染物（CO、HC和NOx）形成的基本要素。每种污染物的产生都是由于燃烧过程中不恰当的空燃比所造成的。所以正确控制空燃比是排放控制系统设计的主要目标。空燃比控制是目前PCM的主要功能。

在尾气排放方面，采用某一种空燃比可降低一种污染物排放水平，但同时可能导致其他污染物排放水平的增加，解释如下。

在一定条件下，稀混合气可能导致HC和NOx排放量的增加。当混合气过稀时，如果在某个给定体积的混合气中由于燃料不足不能被点燃，将导致稀混合气失火现象。这些汽油没有燃烧就通过排气系统排到大气中去，从而产生大量的HC排放。

如果混合气只是稍微稀薄一点，过量的氧使得火焰温度很高，进而将导致燃烧温度的增加，结果使进入燃烧室的氮气和氧气反应生成有害的氮氧化物(NOx)。

另一方面，稀混合气使得CO的排放水平接近零。这是因为有足够的氧用来燃烧所有的燃料，所有的燃料都燃烧了。

浓混合气使HC和CO排放的浓度增加，但是一般NOx排放水平都不高，CO高表明混合气偏浓，特别是在HC排放量也很高的情况下更是如此。在浓混合气中，没有足够的氧气与碳原子反应生成无害的CO2。相反，两者反应生成了有害的CO。在浓混合气中，NOx排放水平一般不高，因为燃烧室中缺少氧气，降低了最高燃烧温度。

如果空燃比偏离理论空燃比（偏浓或者偏稀），可能导致各种不同的后果，对发动机性能和排放都有影响。见图1-63。

（3）电脑空燃比控制策略

在EFI系统中，电脑必须知道进入燃烧室中的空气的数量（质量），以便确定维持化学计量空燃比所需要的燃油量。

在EFI系统中，电脑必须知道进入燃烧室中的空气的数量（质量），以便确定维持化学计量空燃比所需要的燃油量。因为进入燃烧室中的空气数量是一个不断变化的量，需要使用快速在线响应系统。电脑使用氧传感器测量排气中的氧气含量。它能够提供有关电脑控制的实际空燃比的信息，电脑将空燃比尽可能精确地维持在14.7附近。

喷油器脉宽确定喷入燃烧室中的燃油量，在大部分闭环控制工况下，电脑能提供合适的喷油脉宽维持正确的空燃比。例如，在怠速工况的喷油脉宽是2ms，而在节气门部分开度时，维持化学计量空燃比的喷油脉宽是7ms。制造厂有三种维持化学计量空燃比的基本策略（或者说是方法），即速度密度法、质量流量法和密度速度法。无论使用哪种方法，为了控制合适的喷油脉宽，电脑必须知道吸入发动机的空气量。

（4）喷油脉宽

喷油脉冲宽度，指的是发动机控制单元控制喷油器每次喷油的时间长度，是发动机喷油器工作是否正常的最主要的指标。

发动机喷油漆每次喷油的时间长度，由发动机控制单元控制。发动机油路中的压力是一定的，喷油时的流动速度也是固定的，所以喷油量只能通过喷油时间长短来控制。

发动机电子喷油嘴是通过电磁阀来控制开闭，而发动机转速较高，喷油时间很短，因此ECU给出的喷油信号是一个很短暂的脉冲信号，这个信号的时间宽度就是喷油脉宽。

喷油脉宽单位是毫秒（ms），参数显示的数值越大，表示喷油器每次打开喷油的时间较长，发动机将获得较浓的混合气；参数显示的数值越小，表示喷油器每次打开喷油的时间越短，发动机将获得较稀的混合气。它随着发动机转速、负荷和进气量的不同而变化，ECU根据这些指标来计算或查询数据库得出具体的喷油脉宽数值，有数据显示，一般脉宽范围为1.5～3.0ms，这个数据可作为参考数据。实际维修以诊断仪检测非故障车辆参数为准。

11. 废气触媒转换器（三元催化器）

废气触媒转换器诊断通过废气触媒转换器前的连续式氧传感器和废气触媒转换器后的切换式传感器工作。此诊断检查废气触媒转换器的氧气储存容量。氧气储存容量是废气触媒转换器转换能力的一个尺度。为此在废气触媒转换器诊断的第1阶段期间（约3s）规定浓混合气，直至氧传感器电压达到某个规定值为止。因为浓废气氧含量低，所以废气触媒转换器中存储的氧气减少。在第2个阶段中设定废气含氧量丰富的稀混合气。达到最大氧气储存容量之前的持续时间越长，废气触媒转换器的转换能力就越高。

当前氧传感器出现故障，发动机会在开环下工作，发动机的动力性，经济性及运转平稳性都会受到影响。

当后氧传感器出现故障，车辆将无法监控三元催化器的工作是否正常，发动机的故障灯会点亮，排放会超标。

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燃烧过程产生的未处理的废气通过排气歧管进入三元催化转换器内。废气中的残余含氧量经过具有稳态特性曲线的氧传感器进行测量。发动机管理系统根据测定结果对燃烧过程的质量进行评估，然后根据需要进行相应的干预。

1—控制具有上升特性的传感器；2—发动机控制单元；3—氮氧化物传感器；4—氮氧化物储存催化转换器； 5—排气温度传感器；6—监控具有不稳定特性 的传感器；7—三元催化转换器

废气中含有的三种污染物CH、CO和NOx都在三元催化转化器内转换成无毒的成分H2O、CO2和N2。催化剂是能够触发化学反应的一种物质，但是不参与化学反应过程。 含碳的成分通过氧化作用进行转换。 转换所需要的氧有一部分来自废气中的残余氧气和氮氧化物中的氧成分。 在这个过程中，氮氧化物被还原成分子状的无害氮气。但是与均匀工作模式一样，这个过程只在氮氧化物的含量相对较低时才可能实现。

三元催化转化器的功能性由安装在催化转化器下游的具有不稳定特性的氧传感器来进行监控。在氧传感器的帮助下，发动机控制单元探测是否有足够的氧从废气中取得并被用来转化污染物。

当N53发动机在稀混合气模式下工作时，废气排放的效果就是碳含量会急剧下降。废气内的含氧量增加，碳含量降低，意味着氮氧化物的浓度不能在三元催化转换器内降低。此外，在λ=1时附近，氮氧化物的含量开始急剧增加。在空气略微过剩的情况下，氮氧化物废气的极限值范围λ为1.05～1.1。

为了补偿废气的增加以及三元催化转换器再生能力的降低，N53发动机需要配备其他功能部件来对废气进行处理。每个三元催化转换器的下游都连接一个氮氧化物储存催化转换器。废气中的氮氧化物在这些储存催化转换器内进行隔离，然后转化成无害的物质。

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氮氧化物储存催化转换器的设计和结构类似于三元催化转换器。洗涤层（承载层）可以用贵金属作为催化剂，还有一种材料用来储存氮氧化物。氮氧化物储存催化转换器的工作温度范围为220～450℃，也就是说它可以在这个温度范围内接收、排放和转换氮氧化物。对于脱硫过程而言，需要更高的温度，即600～650℃。

以上这些工作温度由排气温度传感器进行监控。根据储存在发动机管理系统内的一个计算模型以及氮氧化物传感器给出的测定值对氮氧化物的反应进行控制和监控。在氮氧化物储存催化转换器的有效温度范围之外，发动机在均匀模式下工作。见图1-65。

1—排气温度传感器；2—氮氧化物储存催化转换器（气缸列1）；3—氮氧化物储存催化转换器（气缸列2）；4—氮氧化物传感器

12. 废气再循环（EGR)

在N53直喷发动机的两种工作模式下，必须实现最低限度的未经处理的污染物排放水平，以便排气系统内的废气经过处理后达到或者低于目前规定的污染物排放限值。

未经处理的一氧化氮的排放量必须保持在尽可能低的水平，因为实际上三元催化转换器在废气（λ＜1)中的空气过剩时不能将一氧化氮转化成氮气和氧气。要想减少一氧化氮的形成，就是要通过废气再循环装置来降低燃烧温度。

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更多的废气被专门引导返回进气系统，并在输入气缸之前与新鲜空气混合。废气再循环阀安装在可变进气系统下方，该阀使再循环的废气在通过节气阀返回进气系统。N53发动机废气再循环系统见图1-66。

1—废气再循环阀；2—冷却液输入；3—排气管路； 4—进气歧管管线接头；5—冷却液返回

13. 温度油位传感器

（1）概述

温度油位传感器向DME控制单元提供2个信号——机油温度和油位，油位用于油位检查（该油位传感器不用于E60车型）。

机油状态传感器（该传感器仅用于E60车型），扩展了温度油位传感器的功能。

机油状态传感器测量机油温度、油位、机油品质。发动机控制系统分析这些测量参数。

（2）原理及电路

机油状态传感器通过一个串行数据接口连接在发动机控制系统上。该传感器有3个PIN角。

PIN1为BSD信号线。

PIN2为电源线

PIN3为接地线。

（3）失效影响

当该信号丢失则启动发动机后仪表上会显示保养提醒GT1也会同时存储故障代码。

14. 电子气门控制伺服电动机

（1）控制方式

供给发动机的空气量在不节流运行时不是由节气门调节，而是通过可调式气门升程调节。

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例如，宝马车型是通过一个电动机移动电子气门控制系统。此电子气门控制伺服电动机安装在气缸盖上。电子气门控制伺服电动机通过一个蜗杆传动装置驱动气缸盖油室中的偏心轴。偏心轴传感器用信号通知DME控制单元偏心轴的位置。见图1-67。

（2）控制内容

在电子气门控制系统上为执行下列功能而控制节气门调节器。

① 发动机启动（暖机运行）。

② 怠速控制。

③ 全负荷运行。

④ 紧急运行。

在所有其他运行状态下，打开节气门到其刚好产生一个较小的真空。这个真空是例如燃油箱排气所必需的。DME 控制单元从加速踏板位置和其他参数计算出电子气门控制系统的相应位置。

（3）控制过程

DME控制单元持续检查偏心轴的实际位置是否与标准位置一致。因此能够识别不灵活的机械机构。出现故障时气门被尽可能地打开。空气输送由节气门调节。当不能识别偏心轴的当前位置时，不调节气门而将其最大打开（受控紧急运行）。为了达到正确的气门开启程度，必须通过调校补偿气门机构的所有公差。在这个调校过程中将调整偏心轴的机械限位。存储以此适应的位置。这些位置在每个工作点上都用作计算当前气门升程的基础。

（4）调校过程

调校过程自动进行。每次重新启动时都将偏心轴位置与已适应的值相比较。如果在维修后识别到偏心轴的另一个位置，则执行调校过程。此外可通过BMW诊断系统调用调校。

15. 电动节气门调节器

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发动机控制单元从加速踏板位置和其他参数计算出节气门位置。由2个电位计监控节气门在电动节气门调节器中的位置（N45TU2/N46TU2：通过磁阻传感器无接触监控）。电动节气门调节器由DME 控制单元电动打开或关闭。见图1-68。

（1）在电子气门控制系统上为执行下列功能而控制节气门调节器

① 发动机启动（暖机运行）。

② 怠速控制。

③ 全负荷运行。

④ 紧急运行。

（2）电动节气门调节器的自适应功能

为平衡部件公差，需要对发动机控制单元和节气门进行调校。这时要在一个规定的紧急空气点（节气门的中断位置）测试中在下部机械限位（节气门完全关闭）进行自学。

复位弹簧也会被检查，复位弹簧的任务是在故障情况下关闭节气门。

（3）执行条件

为进行调校，必须满足下列条件。

① 蓄电池电压＞10V。

② 发动机转速＜32 r/min。

③ 车辆行驶速度＜2km/h。

④ 进气温度＞-10℃。

⑤ 发动机温度＞-10℃，＜142℃。

⑥ 此外不允许节气门电位器有故障。

（4）调校步骤

① 在每次切换到点火开关位置2在通电的情况下检查节气门的位置。这时节气门必须在紧急空气点位置。在紧急空气点节气门由于弹簧力仍打开一个缝隙，为的是在节气门关闭时仍能为发动机的紧急运行获得足够的空气。如果测得的紧急空气点在允许的范围之外，会有一个故障存储。

② 打开节气门，紧接着关闭，可以检查复位弹簧所在的位置是否能使节气门重新回到紧急空气点。这里也存在一个自带的故障代码。为了避免节气门在运行时碰到下部的机械限位，也要对这点识别学习。如果测得的下部机械限位在允许范围之外，同样会有一个故障存储。

③ 如果进行调校的条件未满足，但已经成功地进行了1次调校，则调校会在无故障输入的情况下中断。这里前一次进行的调校的数值适用。

④ 如果进行调校的条件未满足，且调校从未成功地进行（例如更换发动机控制单元或节气门），则调校会在有故障输入的情况下中断。

⑤ 在所有的故障情况下只允许发动机进行1次紧急运行，因为不能确保节气门功能良好。

16. 燃油通风阀

油箱通风阀借助吹洗空气使活性炭过滤器再生。通过活性炭过滤器吸入的吹洗空气与碳氢化合物一起浓缩，然后输送给发动机。油箱通风阀在断电状态下关闭。因此在发动机静止状态时燃油蒸气不会从活性炭过滤器到达进气管。

根据活性炭的负载情况将通过活性炭过滤器吸入的吹洗空气与碳氢化合物（HC）一起加浓。然后将吹洗空气供给发动机进行燃烧。

17. 电子节温器

电子节温器按特性曲线调节打开和关闭。特性线节温器在其调节范围内在发动机入口处设定一个恒定的冷却液温度。在这个工作范围可以借助特性线节温器有目的地影响冷却液温度。因此可以在发动机的部分负荷区内设定一个较高的冷却液温度以获得更好的燃烧效果。在全负荷工作时较高的运行温度带来缺点（由于爆震点火提前角减小）。因此在全负荷工作时借助特性线节温器有目的地设定一个较低的冷却液温度。

调节可分成3个工作范围。

① 特性线节温器关闭：冷却液只在发动机内流动。冷却循环关闭。

② 特性线节温器开启：所有冷却液量流过水箱。因此可以使用可供使用的最大冷却功率。

③ 特性线节温器的调节范围：部分冷却液量流过水箱。

18. 排放控制维修案例

维修案例

（1）氧传感器中毒故障

某宝来1.6L轿车，燃油消耗比一般车很多。

① 检测发动机控制单元存储故障码“16518，氧传感器不工作”，读取数据块中氧传感器信号电压，怠速时变化太慢。

② 使用尾气分析仪，测量怠速尾气，HC为248×10-6%，CO为2.8%；测量高怠速尾气，HC为150×10-6%，CO为0.58%，测量表明CO、HC都高于正常值。

③ 读取数据块，喷油脉宽为2.4～2.7ms，吸入空气量2.4～2.7g/s，冷却液温度和进气温度正常。测量氧传感器信号线、加热线正常，测量加热电压也正常。

④ 当拆下氧传感器时发现，传感器半边为棕色，半边为黑色，判断氧传感器中毒。

更换氧传感器，启动发动机，此前的故障码排除，测量怠速尾气，CO为0.1%，HC为9×10-6%，CO2为14.8%，O2为0.02%，各项数据均合格。跟踪记录，反映燃油消耗正常。

检测结果推断该车产生故障的原因是劣质汽油导致氧传感器损坏。

含有杂质的劣质汽油不能充分燃烧，直接造成排气不畅，尾气不达标，发动机工作不稳定，加速无力，油耗升高。如果加油后出现加速挫车，急加速回火，爆震等现象，有时候发动机故障灯会点亮，就应考虑可能是伪劣汽油的问题。

（2）EGR阀故障导致发动机加速慢

某宝来1.8T轿车，汽车行驶过程中踩下加速踏板加速缓慢，且发动机无力。

① 执行故障诊断仪检测，发动机控制单元存储1个故障码“17608，涡轮增压器空气再循环阀N249机械故障”，清除故障码后试车，当发动机转速3000r/min时，故障码“17608”重现，测量空气再循环阀N249电阻值符合规定，再测量再循环阀的线路也正常。

② 发动机控制单元存储该故障码，应与检测到涡轮增压系统的增压压力不正常有关。检查与N249的真空管相连接的再循环机械阀，发现汽车急加速超过3000r/min时该机械阀有明显的“嘶嘶”漏气声音，这是漏气的再循环机械阀通入气压而发出的气流声音。拆下再循环机械阀，用口对准阀的进气口吹气，能比较明显感觉漏气。

③ 更换再循环机械阀，路试，提速正常，再次检测发动机故障码消除，数据流正常。

废气再循环机械阀为真空膜片式EGR阀，由进气歧管真空度控制，真空膜片EGR阀由膜片、弹簧、排杆、锥形阀等组成，膜片上方是密闭的膜片室，进气歧管的真空与膜片室的真空入口相连，膜片推杆下部安装有锥形阀，没有真空作用到膜片室时，膜片上方的弹簧向下压迫膜片，这时锥形阀位于阀座上，EGR阀关闭。

当发动机启动后，进气歧管的真空作用到EGR阀上方的密闭膜片室，膜片推杆将克服弹簧的压力向上运动，带动锥形阀向上提起，EGR阀关闭，这时废气就可以从排气管进入进气歧管。

五、发动机辅助装置

1. 三级可变进气装置（DISA）

宝马N52可装有一个三级DISA。通过DISA的不同转换挡位可在整个转速范围内都实现较高的扭矩。

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发动机内产生的扭矩在很大程度上取决于进气行程中新鲜空气的进气质量。

各气缸的进气行程，即气门开启时的活塞下行行程使进气质量产生振荡。进气气缸的移动空气质量与该气缸关闭的进气门相遇时，上述振荡就会与压力峰值产生的振荡相叠加。

这两种振荡叠加时就会产生所谓的谐振或共振。谐振可以使原始振荡放大或衰减。进气行程开始时气缸上进气门前出现的是压力峰值还是压力低谷，在很大程度上取决于叠加振荡在进气区域内的行程和发动机转速即气流流速。在较大发动机转速范围内希望得到较高的扭矩导致内燃机进气导管的种类不断增多。

当N52达到最大转速 7000 r/min 时，以前所用的二级DISA就会在中等转速范围内产生一个扭矩低谷。为了能够在中等发动机转速范围内也产生较高扭矩，N52装有一个三级DISA。见图1-69。

1—进气集气管； 2—振荡管；3—谐振管；4—溢流管

伺服机构通过一个电动机和一个传动机构实现。电子控制装置集成在DISA伺服电动机中。DME通过一个按脉冲宽度调制的信号控制DISA伺服电动机。只可能有2个位置。调节器可以关闭或打开。控制时发动机将调节器分别移动到极限位置。这两个DISA 执行机构分别由相应的电动机控制。电动机和DISA执行机构构成了一个单元。

维修图解

DISA风门与驱动装置一起构成一个单元。DISA 风门由一个电动机和一个齿轮机构驱动。DISA执行机构内集成了电控制装置。DISA执行机构由 DME MSV70通过脉冲宽度调制信号控制。见图1-70。

1—DISA执行机构；2—节气门

2. 增压压力调节装置

（1）涡轮增压器

废气涡轮增压器的增压压力与到达废气涡轮增压器涡轮处的废气气流以及因此而产生的废气涡轮增压器转速有直接关系。无论是废气气流的速度还是质量都直接取决于发动机转速和发动机负荷。

持续运行的发动机真空泵产生真空并将其存储在两个真空蓄能器内。这样可以确保这些真空控制部件不会对制动助力功能产生不利影响。

通过废气旁通阀可影响输送至涡轮的废气气流流量。达到所需增压压力时，废气旁通阀就会打开并使部分废气气流通过涡轮。这样可防止通过增大废气气流继续提高压缩机转速。

在满负荷运行模式下，N74发动机进气管内的最高压力为0.7 bar。

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发动机管理系统通过废气旁通阀调节增压压力。通过真空罐操纵废气旁通阀，由发动机管理系统通过电子气动压力转换器（EPDW）来控制。见图1-71。

1—排气歧管接口（废气气流流入）；2—冷却液管路接口；3—催化转 换器接口（废气气流流出）；4—废气旁通阀；5—废气旁通通道； 6—涡轮；7—排油管路接口；8—循环空气减压阀；9—压缩空气 冷却器接口（压缩气体排出）；10—进气消声器接口（压缩气 体进入）；11—压缩机轮；12—用于控制废气旁通的真空罐

（2）循环空气减压控制

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循环空气减压阀是一个直接集成在废气涡轮增压器中的电动循环空气减压阀。循环空气减压阀用于降低节气门快速关闭时不希望出现的增压压力峰值。因此该阀门对降低发动机噪声起到了重要作用，并且有助于保护废气涡轮增压器部件。见图1-72。

节气门关闭时，系统将增压压力（节气门前）及其提高值与存储的规定值进行比较。如果实际值超出规定值达到一定程度，循环空气减压阀就会打开。从而使增压压力转至压缩机的进气侧。这样可防止出现造成部件损坏的干扰性泵动作用。

3. 二次空气系统

发动机暖机阶段将附加空气（二次空气）吹入气缸盖内的排气通道中，实现高温废气再燃烧，这样即可减少废气中未燃烧的碳氢化合物（HC）和一氧化碳（CO）。此时产生的能量可以更快地加热处于暖机阶段的催化转换器并提高其转换率。催化转换器的启动温度（开始工作稳定）约为300℃，发动机启动后几秒钟内即可达到。新特点是在每个二次空气阀前都安装了一个压力传感器。可以通过记录压力比例对二次空气系统的功能进行监控。

(1)二次空气泵

电动二次空气泵安装在气缸列1的气缸盖上。该泵在暖机阶段将新鲜空气从发动机室内吸入。空气通过集成在该泵内的过滤器进行清洁，并通过压力管路输送至两个二次空气阀。

发动机启动后，二次空气泵由DME通过二次空气泵继电器供电（车载电压）。接通时间最多20s，主要取决于发动机启动时的冷却液温度。当冷却液温度在5～50℃时才会启用。

(2)二次空气阀

每个气缸列都有一个用螺栓固定安装在气缸盖后端的二次空气阀。二次空气泵产生的系统压力大于阀门的开启压力时，二次空气阀打开。通过有利于空气流动的二次空气管路将空气送至气缸盖的纵向孔内。在纵向孔至12个排气通道的24个针孔内进行高温废气再燃烧。只要二次空气泵关闭二次空气阀就会关闭，以避免废气回流至二次空气泵。

(3)二次空气系统的车载诊断

借助安装在每个二次空气阀前的压力传感器进行监控。此外还需使用氧传感器。

整个诊断分为在二次空气泵启动后直接进行的粗略诊断以及在二次空气进气装置启动12～14s后进行的详细诊断。

仅使用压力信号进行粗略诊断。因为泄漏时低于最小压力或阀门堵塞或卡闭时超过最大压力，可以借此识别二次空气系统中的每个故障，但是在某些情况下不能进行正确区分，因为压力传感器在相互连接的管路中只能显示相同的压力。

详细诊断时在压力信号中还使用了辅助的氧传感器信号。借助低于或超过压力和过量空气系数的故障限值可以准确找出出现故障的气缸列。根据处于准备状态的氧传感器进行详细诊断，与自吸式发动机相比这样可以显著延缓废气涡轮增压器中的热量消耗。

此外，还可以对二次空气泵继电器和压力传感器进行电子诊断。通过它可以对各种常见电子故障进行显示（导线断路、对地短路、对供电电压短路）。初始化时通过环境压力检查压力传感器信号的可信度。

4. 燃油箱通风系统

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在活性炭罐内暂时存储燃油蒸气，然后通过燃油箱通风阀将其输送至燃烧过程。由于带有涡轮增压系统，因此需要根据具体情况调整这个系统。见图1-73。

1—活性炭罐通风管路上的接口；2—节气门前的接口；3—燃油箱通风阀；4—节气门后的接口； 5—废气涡轮增压器前的接口