內容簡介
本書分成上下兩篇。上篇為“汽油機電子控制基礎”，下篇為“汽油機車載故障診斷OBD及其在I/M中的套用”。上篇從車用汽油機工作過程開始，著重介紹汽油機電子控制系統的組成和工作原理，並以此為基礎討論對其排放進行治理的方法。下篇介紹在用汽油車簡易的排放檢測方法，包括雙怠速法和各種工況法。書中對檢測出的排放超標問題與實際故障的關聯性分析，則有助於根據檢測結果查找汽油機可能發生故障的部位。
本書避免使用深奧的數學公式，內容深入淺出，配有253幅插圖，每章附有思考題，既適合於用作教學參考書，也適宜於讀者自學。
前言
眾所周知，現代汽車發動機的工作過程是以電子控制技術為基礎的。雖然汽車發動機電子控制技術已經得到普遍套用，而且電子控制系統在汽車上也是看得見摸得著，但是真正理解其工作原理卻是另一回事。越來越多與汽車相關的大專院校學生以及研發、試驗和行銷等專業人員乃至業餘的汽車愛好者對於發動機電子控制技術產生了濃厚的興趣，他們急切地希望補充汽車發動機電子控制方面的知識。
汽車的污染物排放問題已經成為萬眾矚目的焦點。其實，新上牌的汽車給環境帶來的負擔相對較小。使環境不堪重負的，主要是占汽車保有量很小一部分的狀況最糟糕的在用車。美國的統計資料表明，在用車中排放最糟糕的1%是最重要的污染源，其污染物排放量占全部汽車污染物排放量的50%以上；車齡5年以上的汽車之中，排放最糟糕的30%汽車排出的污染物占全部汽車污染物排放總量的70%。可見這些車是汽車污染物排放的“重災區”，只要找出排放最糟糕的那一小部分在用車並加以治理，就能使汽車排放的有害物質減少一大半。於是，針對在用車排放的檢測/維修( I/M)概念便應運而生。這個概念的實施包括兩個步驟：第一步是通過檢測找出排放超標的問題車，這就是“I”，此乃英文“Inspec-tion”（檢測）一詞的第一個字母；第二步是通過維修使其恢復到應有的排放水平，這就是“M”，此乃英文“Maintenance”（維修）一詞的第一個字母。這兩項工作合起來就稱為“I/M”。I/M工作在我國正逐步展開，但卻面臨著相關人才緊缺的尷尬。按照傳統觀念，汽車維修人員的任務是使汽車恢復正常的運行性能，而在排放治理方面並沒有明確的要求。可是，I/M除了常規的維修工作以外，還要求將排放治理放在首位。因此，要求維修人員不僅具備汽車發動機的機械結構知識，還要求掌握影響發動機污染物排放的各種因素，包括機械的、電子的、燃油和尾氣後處理以及故障診斷方面的知識。
為了滿足以上兩方面的要求，客觀上需要一本合適的教材。本書正是為了滿足這一需要而編寫的。
作者在同濟大學長期講授汽車發動機專業課程，從多年的教學實踐中深切地感到，我國大專院校汽車相關專業在教材和課程設定方面存在以下問題有待解決：第一，尚未形成將最新的汽車技術研究成果引入教材中的長效機制；第二，缺乏將內燃機工作過程和電子控制結合起來的優秀教材；第三，汽車行銷和售後服務課程的設定存在重經濟輕技術、重行銷輕維修的傾向，以致出現售後服務課程居然不講授汽車維修技術的怪事。基於這樣的認識，作者從一開始就將本書的目標讀者群體鎖定為大專院校汽車專業的師生、汽車行銷和售後服務人員、I/M技師和感興趣的汽車行業工程技術人員；在內容方面以電子控制為主線，力求做到汽油機工作過程和排放治理並重，機械結構和電子控制並重，基礎理論和維修實踐並重，並注重反映最新上市的車用汽油機的技術水平，如汽油直噴、汽油機增壓、縮小排量、可變進氣管長度控制、可變氣門控制、進氣量電子控制、部分氣缸封閉、起動。停車運行模式等。所以，本書用一半以上的篇幅介紹車用汽油機電子控制和排放治理的基本知識以及控制策略，引入了車用汽油機電子控制系統許多典型零部件的技術參數。這部分內容納入上篇“汽油機電子控制基礎”。其餘篇幅則用於討論在用車的I/M問題，包括簡易的排放檢測方法、車載故障診斷OBD和車用汽油機故障查找技術等。這部分內容納入下篇“汽油機車載故障診斷OBD及其在I/M中的套用”。書中以表格的形式詳細地列出了根據故障信息和發動機症狀查找故障的具體步驟並給出恰當的操作思路提示。每章都附有思考題，以幫助讀者自學。
與一般的汽車維修書籍相比，本書具有以下特點：第一，闡明了汽油機電子控制和尾氣後處理的原理；第二，引入了I/M和OBD等新的內容，更多地關注如何通過I/M來治理在用汽油車的污染物排放；第三，給出了汽油機電子控制系統零部件典型的技術參數；第四，以表格的形式列出了汽油機故障查找和修理步驟（見第五章）。希望本書能夠用作大專院校汽車行銷和售後服務專業的師生和I/M技師培訓的教學參考書，以及汽車行業工程技術人員用於拓展專業知識的參考資料。
本書的寫作思路只是一種嘗試，是否成功尚有待於實踐的檢驗。作者熱忱地歡迎讀者和同行專家們提出寶貴意見。
編著者
圖書在版
汽油機電子控制與檢測維修（I/M）技術/錢人一編著.
汽油機電子控制與檢測維修技術—北京：機械工業出版社，2011.5
ISBN 978-7-111-33948-9
Ⅰ?①汽…Ⅱ?①錢…Ⅲ?①汽油機—電子控制
②汽油機—檢測③汽油機—維修Ⅳ?①TK41
中國版本圖書館CIP數據核字（2011）第054958號
機械工業出版社（北京市百萬莊大街22號郵政編碼100037）
策劃編輯：齊福江 責任編輯：杜凡如
目錄
前言
上篇汽油機電子控制基礎
第一章汽油機電子控制基本原理1
第一節汽油機工作過程概述2
一、汽油機工作過程的特點2
二、汽油機的工況及其對燃油/空氣混合氣濃度的要求3
三、汽油機混合氣的生成4
四、汽油機污染物的生成5
五、電子控制是汽油機污染物排放治理的基礎6
六、汽油及其添加劑6
七、汽油品質與I/M的關係9
第二節汽油機電子控制系統概述9
一、感測器9
二、電子控制單元10
三、執行器11
第三節汽油機燃油系統的組成及其電子控制13
一、電子控制汽油機燃油系統的組成13
二、四衝程汽油機多點噴射的噴油方式26
三、空燃比和過量空氣係數及其對
汽油機性能和排放的影響27
四、汽油機燃油定量電子控制的核心問題28
五、負荷信息感測器及冷卻液溫度感測器28
六、轉速感測器及曲軸位置和凸輪軸位置感測器39
七、電磁噴油器的噴油速率和無回油系統44
八、汽油機燃油定量電子控制的實施45
九、起動控制46
十、起動後控制46
十一、暖機控制47
十二、怠速轉速控制47
十三、部分負荷控制52
十四、燃油定量閉環控制52
十五、氧感測器54
十六、倒拖工況燃油定量控制60
十七、超速斷油控制61
十八、加速減速控制（過渡工況補償）61
十九、全負荷控制62
二十、環境參數修正62
二十一、蓄電池電壓修正62
二十二、燃油箱蒸發排放物控制及炭罐控制閥62
第四節汽油機點火系統的組成及其電子控制65
一、點火系統概述65
二、以機械方式控制點火定時的點火系統66
三、以電子方式控制點火定時的點火系統73
四、爆燃及爆燃控制79
五、汽油機點火閉合角的控制82
六、火花塞82
第五節汽油機可變進氣管長度電子控制101
一、可變進氣管長度電子控制原理101
二、可變進氣管長度電子控制所需的感測器和執行機構102
第六節汽油機可變氣門電子控制105
一、可變氣門定時電子控制106
二、可變氣門升程電子控制和部分
氣缸封閉技術111
三、全可變氣門電子控制117
第七節汽油機增壓和增壓壓力電子控制120
一、汽油機增壓概述120
二、廢氣渦輪增壓器的調節122
三、廢氣渦輪增壓壓力和爆燃的聯合閉環控制124
四、汽油機渦輪增壓的技術進步125
第八節進氣量電子控制125
一、進氣量電子控制的必要性125
二、進氣量電子控制系統的組成126
第九節起動?停車運行電子控制127
第十節空調壓縮機電子控制128
第十一節冷卻風扇電子控制128
第十二節摻燒甲醇電子控制129
第十三節汽油機二次空氣電子
控制129
一、二次空氣及其作用機理130
二、二次空氣電子控制系統的組成130
三、二次空氣及相關參數的控制策略132
第十四節汽油機排氣再循環電子控制132
一、排氣再循環概述132
二、汽油機外部排氣再循環電子控制系統的組成133
三、排氣再循環對汽油機油耗和排放的影響133
第十五節與變速器換檔相關的發動機電子控制134
思考題135
第二章汽油機稀薄燃燒和汽油直噴電子控制137
第一節汽油機稀薄燃燒電子控制137
一、汽油機實現稀薄燃燒必須解決的問題137
二、稀薄燃燒涉及的電子控制項目138
三、渦流比電子控制138
四、稀薄燃燒噴油定時電子控制141
五、稀薄燃燒點火定時電子控制141
六、稀薄燃燒λ閉環控制141
七、稀燃極限電子控制142
八、稀薄燃燒NOx排放的控制策略142
第二節汽油直噴（GDI）電子控制142
一、汽油直噴（GDI）概述142
二、現代GDI與20世紀30年代缸內噴射和進氣口噴射的區別144
三、GDI能夠節油的原因145
四、各種工作模式在GDI 中的運用146
五、現代GDI的燃燒系統147
六、GDI燃油供給系統和燃油噴射系統的組成149
七、GDI發動機的電子控制策略152
八、GDI與汽油機其他節能減排技術的綜合運用156
九、國外GDI發動機實例159
十、國產GDI發動機實例166
思考題171
第三章汽油機曲軸箱強制通風及尾氣後處理173
第一節曲軸箱強制通風173
一、曲軸箱漏氣及曲軸箱強制通風概述173
二、曲軸箱強制通風系統及其組成173
三、曲軸箱強制通風與燃油定量電子控制的關係174
四、曲軸箱強制通風閥（PCV閥）174
五、曲軸箱強制通風系統故障及其對排放和行駛性能的影響175
第二節汽油機尾氣後處理技術的演變過程176
第三節用於理論當量燃燒汽油機的三效催化轉化器177
一、三效催化轉化器的構造177
二、三效催化轉化器的工作原理180
三、三效催化轉化器轉化性能的評價
指標及其影響因素181
四、對三效催化轉化器的要求181
五、三效催化轉化器的試驗方法181
六、三效催化轉化器的活性喪失182
七、三效催化轉化器的λ窗183
八、縮短起燃時間的措施183
九、三效催化轉化器對發動機性能的影響184
第四節用於稀薄燃燒和汽油直噴的NOx儲存?還原催化轉化器184
一、治理稀薄燃燒和GDI汽油機NOx排放的技術路線概述184
二、NOx儲存?還原催化轉化技術簡介185
三、NOx儲存?還原催化轉化器的工作
過程185
思考題186
下篇汽油機車載故障診斷OBD及其在I/M中的套用
第四章針對排放的汽油車檢測與維修（I/M）概論188
第一節什麼是汽車I/M 188
第二節汽油車I/M檢測方法概述188
一、怠速法、恆速法與工況法189
二、簡易的I/M檢測方法有效性的判別指標189
三、汽油機控制方式對I/M檢測方法的影響189
四、汽油機尾氣後處理技術對I/M檢測方法的影響190
五、燃油定量閉環控制對I/M檢測方法的影響190
六、簡易的I/M工況法檢測設備和行駛循環概述190
第三節美國的I/M檢測方法191
一、IM240檢測方法191
二、ASM檢測方法192
三、IG240檢測方法（VMAS）194
四、三種在用車污染物排放檢測方法的對比196
第四節中國的I/M檢測方法197
一、雙怠速法197
二、穩態工況法199
三、瞬態工況法202
四、簡易瞬態工況法206思考題208
第五章汽油機車載診斷（OBD）及
故障查找209
第一節發動機車載診斷（OBD）概述209
一、OBD始於美國210
二、歐洲的車載診斷（EOBD）210
三、OBD在中國211
四、OBD相關的法律規定212
五、OBD 中的故障監測213
六、OBD系統對故障的判定標準213
第二節OBD系統的功能214
一、OBD系統主要的監測和診斷功能214
二、OBD系統監測功能的擴展215
三、OBD系統功能的臨時關閉215
第三節故障監測的原理216
一、故障監測方法概述216
二、實施故障監測的條件概述216
三、故障的狀態216
四、電子控制系統故障表現的類型217
五、凍結幀217
六、故障指示器及其激活和熄滅217
七、故障信息的儲存218
八、故障碼的構成219
九、故障頻度計數器和故障碼的清除221
十、故障信息的輸出221
第四節故障監測的方法及設定故障碼的條件舉例225
一、節氣門位置感測器信號不可信225
二、進氣歧管絕對壓力感測器信號電壓超出可能範圍226
三、空氣流量感測器信號不可信226
四、進氣溫度感測器信號電壓超出可能範圍226
五、發動機冷卻液溫度感測器信號
電壓超出可能範圍227
六、起動後發動機冷卻液升溫速度過低227
七、缺火監測227
八、三效催化轉化器前氧感測器信號
不可信228
九、三效催化轉化器後氧感測器信號不可信230
十、三效催化轉化器轉化效率過低231
十一、燃油調節幅度超出規定範圍232
十二、噴油器驅動電路故障232
十三、怠速轉速偏差超出規定範圍233
十四、防盜系統燃油激活電路信號監測233
十五、爆燃感測器電路故障233
十六、爆燃感測器電路的噪聲通道
電平超出可能範圍233
十七、蒸發排放物控制系統炭罐清洗閥故障234
十八、蒸發排放物控制系統泄漏故障235
十九、EGR閥流量不足的故障監測235
二十、EGR閥銷位置感測器電路故障監測236
二十一、二次空氣系統故障監測236
二十二、空調製冷劑壓力感測器信號電壓超出可能範圍236
二十三、系統電壓超出規定範圍236
二十四、ECU未編程故障監測236
二十五、ECU存儲器故障監測236
二十六、ECU的5V參考電路電壓超出正常範圍237
二十七、各種驅動電路輸出電壓超出正常範圍237
第五節故障應急措施237
一、ECU輸入部分的故障應急措施237
二、ECU輸出部分的故障應急措施238
第六節故障診斷儀的套用238
一、大眾汽車公司故障診斷儀的套用238
二、通用汽車公司故障診斷儀的套用240
三、萬能故障診斷儀的套用242
第七節故障信息與故障的關係242
一、空氣流量感測器信號不可信的潛在原因243
二、起動後發動機冷卻液升溫速度過
低的潛在原因243
三、發動機缺火的潛在原因243
四、氧感測器信號不可信的潛在原因243
五、燃油調節幅度超出規定範圍的潛在原因244
六、怠速轉速偏差超出規定範圍的潛在原因244
七、蒸發排放物炭罐清洗閥開啟時真空開關沒有真空度而關閉時反而有真空度的潛在原因244
八、EGR閥閉環控制時閥銷位置感測器輸出信號實際值與設定值不符的潛在原因244
第八節排放超標與實際故障的關聯性分析244
第九節汽油機電控系統零部件和線路的基本特點245
一、點火開關245
二、電子控制單元ECU245
三、線束和插頭246
四、電源247
五、感測器247
六、執行器247
七、繼電器248
八、接地方式249
第十節汽油機及其電子控制系統專用的檢修工具249
一、專用於檢修發動機電子控制系統的轉接器249
二、跨接線250
三、測試燈251
四、自帶電池的測試燈251
五、燃油壓力表252
六、噴油器車下清洗和流量測試系統252
七、噴油器隨車清洗器253
八、汽油機氣缸壓縮壓力表253
九、排氣背壓壓力表253
第十一節根據故障碼實施故障診斷的步驟254
一、溫度感測器信號不可信254
二、節氣門位置感測器信號不可信255
三、爆燃感測器故障256
四、進氣歧管絕對壓力感測器信號不可信257
五、氧感測器信號不可信257
六、凸輪軸位置感測器信號不可信259
七、感應式轉速感測器信號不可信259
八、電磁噴油器驅動級故障260
九、炭罐清洗閥驅動級故障261
十、故障指示器驅動級故障262
十一、EWD3怠速執行器驅動級故障263
十二、步進電動機怠速執行器驅動級故障264
第十二節根據發動機症狀實施故障診斷的步驟265
一、起動電動機無法拖轉發動機或拖轉緩慢266
二、起動時發動機可以拖轉但不能起動成功267
三、熱車起動困難271
四、冷車起動困難273
五、熱車起動和冷車起動都困難，但起動成功後轉速正常277
六、暖機過程中怠速不穩280
七、暖機結束後怠速不穩282
八、暖機過程中和暖機結束後都有怠速不穩286
九、使用負荷（空調等）時怠速不穩或熄火290
十、怠速轉速過高291
十一、加速時轉速上升不明顯或熄火293
十二、加速時反應遲緩296
十三、無法加速到正常水平299
十四、空調系統故障303
第十三節系統維修安全事項304
一、汽油噴射電子控制系統診斷維修注意安全事項304
二、安全措施305
思考題305
