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4G6发动机电控燃油喷射系统三菱汽车系统

4G6发动机电控燃油喷射系统（三菱汽车系统）

第一章　绪论

目前世界上绝大多数汽车的动力来自燃用汽油或柴油的内燃机。

内燃机经过100多年的发展，不论是从原理还是从结构等方面看都已相当完善。

但随着时代的进步，不同时期会提出不同的要求，并且这些要求会越来越高。

当今对汽车最主要的要求是节能和排放，为了解决节能和排放两大课题，首先是改进现有的发动机，在提高性能的同时，降低油耗，减少废气排放中的有害物质。

一、电控燃油发动机的发展

汽车是现代交通运输的重要工具，从它问世至今已有百年历史，但它的生产和发展仍然经久不衰。

从60年代起，随着汽车数量的日益增多，汽车废气排放物与燃油消耗量的不断上升，影响了人们的生活环境，在全世界范围内的能源危机也不断困扰着人们，迫使人们去寻找一种能使汽车排气净化，节约燃料的新技术去代替已有几十年历史的化油器。

汽油喷射技术的发明和应用，使人们这一理想能得以实现。

汽油喷射分为机械式和电子控制式两种。

机械式汽油喷射装置是一种以机械液力控制的喷射技术（K型），早在30年代就应用在飞机发动机上，50年代开始应用在德国奔驰300BL轿车发动机上。

在1967年，德国波许公司成功地研制了D型电子控制汽油喷射装置，用在大众轿车上。

这种装置是以进气管里面的压力做参数。

波许公司此后又开发了一种称为L型电子控制汽油喷射装置，它以进气管内的空气流量做参数，可以直接按照进气流量与发动机转速的关系确定进气量，据此喷射出相应的汽油。

这种装置由于设计合理，工作可靠，广泛为欧洲和日本等汽车制造公司所采用，并奠定了今天电子控制燃油喷射装置的雏型。

至1979年起美国的通用、福特，日本的丰田、三菱、日产等汽车公司都推出了各自的电子控制汽油喷射装置，尤其是多气门发动机的推广，使电子控制喷射技术得到迅速的普及和应用。

到目前为止，欧、美、日等主要汽车生产大国的轿车燃油供给系统，95%以上安装了燃油喷射装置。

我国为了减少大气污染、节省能源，也先后推出了发动机采用燃油喷射装置的各项法规。

北京从1999年1月1日起，只有采用电子控制汽油喷射装置的轿车才能准予销售。

而《国务院办公厅关于限期停止生产销售使用车用含铅汽油的通知》（国办[1998]129号）第五条更是明确规定，从2000年1月1日起，新生产的轿车要采用电子喷射装置并安装排气净化装置。

第二章　电控燃油喷射系统（EFI）简介

一、系统和特点

EFI系统是用空气流量计或绝对压力传感器测量发动机进气量，电子控制单元（ECU）根据各种传感器提供的信号进行计算、控制并修正喷油嘴喷油的持续时间，使发动机获得该工況下运行所需的最佳空燃比。

其优点是：

能准确控制混合气的质量，保证气缸内的燃料燃烧完全，使废气排放物和燃油消耗都能够降得下来，同时它还提高了发动机的充气效率，增加了发动机的功率和扭矩。

电子控制燃油喷射装置的缺点就是成本比化油器高，因此价格也就贵一些，故障率虽低,一旦坏了就难以修复（各种传感器、执行器及ECU只能整件更换），但是与它的运行经济性和低排放性相比，这些缺点就微不足道了。

二、分类

电子控制汽油喷射装置，由执行器、传感器和电子控制单元（ECU）三大部分组成。

其分类方式有以下几个方法：

1、按喷油器的安装位置来分，有单点（SPI）及多点（MPI）：

当喷油器安装在原来化油器位置上，称为单点电控燃油喷射装置；当喷油器安装在每个气缸的进气管上，称为多点电控燃油喷射装置。

2、按进气量的检测方法，可分为两种型式：

D型电子控制汽油喷射装置。

这种装置是以进气管里面的压力做基本参数，并参照发动机的其它运行参数，最终计算出燃油喷射量。

L型电子控制汽油喷射装置。

它以进气管内的空气流量做参数，可以直接按照进气流量与发动机转速的关系确定进气量，据此喷射出相应的汽油。

三、系统组成

发动机控制系统大致可分为进气系统、燃油系统、点火系统和控制系统四部分。

1、进气系统

进气系统为发动机可燃混合气的形成提供必需的空气。

它包括空气虑清器、空气流量计（压力传感器）、节流阀体、进气总管、进气岐管、怠速旁通道（包括怠速步进电机）、温度传感器、节气门位置传感器等。

2、燃油系统

汽油依靠燃油泵从油箱内以一定压力泵出，经汽油滤清器流到各喷嘴，并最终喷入进气道（或进气岐管、或燃烧室内）。

包括：

电动汽油泵、燃油滤清器、燃油压力调节器、燃油导轨、碳罐控制阀、燃油喷射器等组成。

3、点火系统

ECU控制点火定时，点火定时信号经点火模块控制点火线圈点火。

包括：

点火线圈、高压线、发动机转速传感器、凸轮轴位置传感器、爆震传感器等。

4、电控系统

其核心是电子控制单元（ECU）。

包括：

ECU、线束（带有故障诊断接口、防盗接口）及各种传感器、执行器等。

ECU是一个微型计算机，内有集成电路以及其它精密的电子元件。

它汇集了发动机上各个传感器采集的信号，在极短的时间内分析和计算出下一个循环所需供给的油量，并及时向喷射器发出喷油的指令，使燃油和空气形成理想的混合气进入气缸燃烧产生动力。

它可以实现的控制策略有：

燃油喷射控制、电子点火提前控制、怠速控制、故障诊断及防盗等。

第三章　中华轿车采用的三菱汽车MPI系统

中华轿车搭载带有自动变速箱的动力总成，其所采用的为日本三菱汽车的顺序多点电子控制系统（MPI）。

MMC（三菱汽车）的MPI控制系统所采用的是质量流量型的控制方式。

通过对喷油器驱动正时和喷油正时进行控制，从而对发动机提供最佳的空气/燃油混合比，与不断变化的发动机运转工况相适应。

一.三菱汽车的MPI系统介绍

本系统为电子控制多点顺序燃油喷射系统，发动机的电控单元（ECU）利用安装在发动机不同部位上的各种传感器，测得发动机的各种工作参数，按预先在电脑中设定的控制程序，通过控制喷油器，精确地控制喷油量，使发动机在各种工况下都能获得最佳浓度的混合气。

此外，电子控制汽油喷射系统通过电脑中的控制程序，还能实现起动加浓、暖机加浓、加速加浓、全负荷加浓、减速调稀、强制怠速断油、自动怠速速度控制等功能，满足发动机特殊工况对混合气的要求，使发动机获得良好的燃料经济性和排放性，同时也提高了汽车的使用性能。

另外ECU也有几种故障诊断模式，可以简化寻找故障的工作。

二、系统的控制策略

1、燃油喷射控制

ECU控制喷油器驱动时间和喷油正时，使发动机在各种工况下都能获得最佳浓度的混合气。

每个缸的进气口均装有一只喷油器，燃油箱内的燃油泵将燃油泵出，送到燃油分配管内，燃油压力调节器使喷油压力保持稳定，喷油器将燃油直接喷射到每缸的气道内。

在发动机的每个工作循环中（曲轴每转两圈），各缸喷油一次（喷油顺序为1－3－4－2），这种喷射方式称为顺序喷射。

当发动机在冷车或高负荷状态下运转时，为保持良好的性能，ECU进行开环控制，提供较浓的混合气；当发动机在正常工作状态下（中小负荷），ECU通过氧传感器反馈的信号，进行闭环控制，以得到最佳的空燃比，使三元催化转换器达到最佳的净化效率。

2、怠速控制

　根据怠速状况和怠速时发动机负荷的变化控制节气门的旁通空气量，使怠速保持在最佳的转速上。

根据发动机冷却液温度和空调负荷，ECU驱动怠速控制马达（ISC），使发动机在预设的目标怠速转速下运转。

另外，当发动机在怠速运转时，将空调开关打开或关闭，ISC马达将根据发动机的负荷状况调整旁通空气量，避免怠速不稳。

3、点火正时控制

电控单元控制功率晶体管的开和关控制点火线圈内初级电流的导通。

点火正时的控制是为了获得最佳的点火时期以满足发动机变化工况的需求。

ECU根据发动机转速、进气量、进气温度、发动机冷却液温度和大气压力来确定点火时期。

4、自我诊断操作

（1）当某一传感器和执行器被探测到不正常时，发动机故障检查灯亮，用以提醒驾驶员。

（2）当某一传感器和执行器被探测到不正常时，与故障情况对应的故障代码即被输出。

（3）ECU内与传感器和执行器有关的RAM数据，通过MUT－Ⅱ（诊断仪）可以读到。

另外，在某种情况下，执行器能被强制驱动。

5、其它控制操作

（1）燃油泵控制

当发动机起动和运转时，燃油泵继电器开启，将电流供应给燃油泵。

（2）A/C继电器控制

将空调压缩机开启或关闭。

（3）净化电磁阀控制

（4）EGR电磁阀控制

（5）风扇电机控制

三、三菱汽车的EMS系统

1、系统组成

2、系统简图

3、系统各部件的基本规格

项目

规格

节气门体

节气门腔mm

54

节气门位置传感器

可变电阻式

怠速控制伺服机构

步进电机型式（旁通空气控制系统，带空气量限制器）

怠速位置开关

旋转接触式，在节气门体传感器内

传感器

空气流量传感器

卡曼涡流式

大气压力传感器

半导体式

进气温度传感器

热敏电阻式

冷却液温度传感器

热敏电阻式

车速传感器

磁阻元件式

防手动换档开关

接触开关式

凸轮位置传感器

霍尔元件式

曲轴转角传感器

霍尔元件式

动力转向开关

接触开关式

执行器

发动机控制继电器型式

接触开关式

燃油泵继电器型式

接触开关式

喷油器形式和数量

电磁式，4个

喷油器型号

CDH240

EGR控制电磁阀

负载循环式电磁阀

燃油压力调节器

调节压力kPa

329

4、各部件的参数

项目

标准值

基本怠速r/min

750±50

节气门位置传感器调节电压mV

400－1000

节气门位置传感器电阻Ω

28－33（在20°C时）

进气温度传感器电阻kΩ

20°C

2.3－3.0

80°C

0.30－0.42

冷却液温度传感器电阻kΩ

20°C

2.1－2.7

80°C

0.26－0.36

燃油压力kPa

真空软管已脱开

极限怠速时约324－343

真空软管已连接

极限怠速时约265

喷油器线圈电阻Ω

13－16（在20°C时）

混合气调节螺钉（可变电阻器）的电阻kΩ

4－6

第四章　系统部件介绍

一、供油系统

1、喷油器与油轨

燃油管中的燃油压力保持在3.5巴。

2、燃油滤清器与燃油管路

燃油滤清器应按整车生产要求，在规定的行驶里程内进行更换。

在更换时注意先放掉燃油管路中的残余燃油，并连接好更换后的燃油滤清器接头，最后加压进行检查。

3、燃油箱与燃油泵

二、进排气系统

1、节气门体

2、进气岐管总成

3、排气管总成

　4、怠速步进电机

5、空气流量计

三、点火系统

本系统备有内置功率晶体管的两个点火线圈（A和B），它们分别用于第1缸和第4缸以及第2缸和第3缸。

中断点火线圈A初级侧的电流将会在点火线圈A的次级侧产生高压电。

由此产生的高压电加到第1缸和第4缸的火花塞上而产生火花。

在两个火花塞上产生火花时，如果1个气缸处于压缩行程，另一气缸处于排气行程，那么仅处于压缩行程的那个气缸中的压缩的空气/燃油混合气被点火。

同样，当流到点火线圈B内初级电流被切断时，则产生的高压电就加到第2缸和第3缸的火花塞上。

发动机-ECU使点火线圈内的两个功率晶体管交替地接通和断开。

由此导致点火线圈内的初级电流被交替地接通和断开，从而以1—3—4—2的次序对各个气缸点火。

发动机-ECU利用装在凸轮轴上的凸轮位置传感器以及装在曲轴上的曲轴角度传感器发出的信号来确定被控制的点火线圈。

它还检测曲轴位置，以此提供最合适发动机运转工况的点火正时。

当发动机为冷态或在高海拔下运转时，点火正时稍微提前以确保运转工况下的最佳性能。

此外，当发生敲缸时，点火正时就大大延迟直至敲缸消失。

在自动变速箱换档时，点火正时也延迟来降低输出扭矩和缓冲换档中的冲击。

1、点火系统图

火花塞间隙为1.1mm,高压线阻值22kΩ。

2、点火线图

3、冷却液温度传感器

4、凸轮轴位置传感器

5、曲轴传感器

3

6、传感器在整车上的布置

1.凸轮轴位置传感器　　2.爆震传感器　　3.曲轴转角传感器

4.氧传感器（前）　　5.氧传感器（后）

第五章排放控制

一、燃油蒸气污染物控制系统

燃油蒸气污染物控制系统能防止燃油箱内产生的燃油蒸气进入大气。

燃油箱产生的燃油蒸气通过燃油箱压力控制阀和蒸气管/软管被暂时存储在滤毒器（碳鑵）内。

当汽车行驶时，存储在滤毒器内的燃油蒸气通过净化控制电磁阀和排污口进入进气岐管而被送入燃烧室。

当发动机冷却液温度低或当进气量少时（怠速时），发动机控制器关断净化控制电磁阀以切断燃油蒸气流入进气岐管中。

这样不仅确保了在发动机冷态或低负荷下运转时的行驶稳定性，而且还使排气程度保持稳定。

1、控制系统图如下：

2、真空回路简图

3、真空管路简图

二、排气污染物控制系统

包括空气－燃油比控制装置－MPI系统、废气再循环系统（EGR阀及EGR控制电磁阀）、催化式排气净化器。

1、空气－燃油比控制装置－MPI系统，通过氧传感器反馈控制，使混合气保持在理论空燃比的附近燃烧，降低排气中有害物（HC、CO、NOx）的含量。

2、废气再循环系统，通过控制向进气中加入的废气量，以降低排气中的NOx。

3、催化净化器，利用其中的贵金属（铂、铑、钯）的催化作用，在净化器内形成NOx的还原、HC及CO的氧化环境，使排气中的有害物含量降低到法规所要求的水平。

4、排气后处理简图

1.氧传感器（前）　　2.氧传感器（后）　　3.催化转换器

第六章　EMS系统的检修与防护基础

一、EMS系统检修专用工具

工具

编号

名称

用途

MB9912223

A：

MB991219

B：

MB991220

C：

MB991221

D：

MB991222

配线套件

A：

测试用配线

B：

LED配线

C：

LED配线头

D：

探针

燃油表的简易检查

A：

连接器引脚接触压力检查

B：

电源电路的检查

C：

电源电路的检查

D：

市售测试表测棒

MB991502

MUT-II附件

●读故障代码

●MPI系统检查

MB991348

测试用配线套件

●进行故障排除时测量电压

工具

编号

名称

用途

MB991709

测试用配线

MB991519

交流发电机配线连接器

在进行故障排除时测量电压

MD998463

测试用配线

（6脚，方形）

●怠速控制伺服机构的检查

MD998478

测试用配线

（3脚，3形）

●在进行故障排除时测量电压

MD998709

连接软管

燃油压力测量

MD998742

软管接头

MD998706

喷油器试验套件

检查喷油器的喷雾形状

MD991607

喷油器试验用配线

工具

编号

名称

用途

MD998741

喷油器试验用接头

MD991608

夹子

二、故障的诊断方式

1、发动机警告灯检测

如果发生了下列情况之一，与多点燃油喷射系统（MPI）有关的的不正常情况，发动机警告灯会点亮。

在发动机运转时，如果灯保持点亮或被点燃，则检查故障代码输出。

2、发动机警告灯检查项目

发动机-ECU

空气流量传感器

进气温度传感器

节气门位置传感器

冷却液温度传感器

曲轴转角传感器

凸轮位置传感器

大气压力传感器

喷油器

点火线圈，功率晶体管

3、诊断仪检查

读取和清除故障诊断代码的方法，请按照电子诊断仪的使用说明书，用电子诊断仪中的数据表和执行器试验的检查。

●应用数据表和执行器试验功能进行检查。

如果存在不正常，应检查和修理底盘电气配线和元件。

●修理后，用电子诊断仪再检查，检查不正常的输入和输出是否经过修理而恢复正常。

●清除存储器的故障代码。

●拆下MUT-II。

●启动发动机，进行道路试验来确认问题是否已经消失。

三、发动机线束ECU针角说明

1、端子配置如下图所示：

2、各端子的电压数值

端子号

检查项目

检查条件（发动机状况）

正常状况

A01

第一缸喷油器

发动机暖机后怠速运转时，突然踩下加速踏板

电压从11－14V瞬间略微下降。

A14

第二缸喷油器

A02

第三缸喷油器

A15

第四缸喷油器

A04

步进马达线圈A

发动机：

暖机后，立即起动发动机

系统电压－0V（重复变化）

A17

步进马达线圈B

A05

步进马达线圈C

A18

步进马达线圈D

A06

EGR电磁阀

点火开关：

ON

系统电压

发动机在怠速时，突然踩下加速踏板。

从系统电压瞬间下降。

A08

燃油泵继电器

（ECU无防盗）

点火开关：

ON

系统电压

发动机在怠速时

0－3V

A09

净化电磁阀

点火开关：

ON

系统电压

发动机暖机后以3000rpm运转

0－3V

A10

点火线圈-No.1、No.4（功率晶体管）

发动机3000rpm

0.3－3.0V

A23

点火线圈-No.2、No.3（功率晶体管）

0.3－3.0V

A12

电源供应

点火开关：

ON

系统电压

A25

A19

空气流量传感器再设定信号

发动机：

怠速

0－1V

发动机：

3000rpm

6－9V

A21

风扇控制器

散热器风扇和冷凝器不运转

0－0.3V。

散热器风扇和冷凝器运转

0.7V以上。

A22

A/C继电器

发动机：

怠速

系统电压或瞬间6V以上→0－3V。

 空调开关：

OFF→ON（空调压缩机工作）

A24

A/C开关2

参照故障排除（A/CECU端子侧的检查，发动机ECU输出端子检查）

B03

交流发电机G端子

1、发动机：

预热，怠速（散热器风扇：

OFF）

电压升高0.2－3.5V

2、前灯：

OFF→ON

3、后除霜灯开关：

0FF→ON

4、停车灯：

ON

B06

发动机警告灯

点火开关：

OFF→ON

0－3V→9－13V（经过几秒后）

B07

动力转向开关

发动机：

暖机后怠速运转

方向盘静止

系统电压

方向盘转动

0－3V。

B08

控制继电器（电源）

点火开关：

OFF

系统电压

点火开关：

ON

0－3V

端子号

检查项目

检查条件（发动机状况）

正常状况

B11

交流发电机FR

端子

1、发动机：

预热，怠速（散热器风扇：

OFF）

电压升高0.2－3.5V

2、前灯：

OFF→ON

3、后除霜灯开关：

0FF→ON

4、停车灯：

ON

B15

A/C开关

发动机怠速

A/C开关：

OFF

0－3V

A/C开关：

ON

（压缩机工作）

系统电压

C10

氧传感器（前）加热器控制信号

发动机：

暖机后怠速运转

0－3V

发动机：

5000rpm

系统电压

C08

转速表信号

发动机转速：

3000rpm

0.3－3.0V

D01

点火开关－ST

发动机：

起动

8V以上

D13

冷却液温度传感器

点火开关：

ON

冷却液温度0℃

3.2－3.8V

冷却液温度20℃

2.3－2.9V

冷却液温度40℃

1.3－1.9V

冷却液温度80℃

0.3－0.9V

D12

点火开关－IG

点火开关：

ON

系统电压

D02

进气温度传感器

点火开关：

ON

进气温度0℃

3.2－3.8V

进气温度20℃

2.3－2.9V

进气温度40℃

1.5－2.1V

进气温度80℃

0.4－1.0V

D14

节气门位置传感器

点火开关：

ON

节气门怠速位置

0.3－1.0V

节气门全开

4.5－5.5V

D06

氧传感器（前）

发动机：

暖机后运转到2000rpm（用数字式电压表检查）。

0－0.8V（重复变化）

D05

氧传感器（后）

发动机：

暖机后运转到2000rpm（用数字式电压表检查）。

0－0.8V（重复变化）

D15

大气压力传感器

点火开关：

ON

海拔高度：

0m时

3.7－4.3V

海拔高度：

1200m时

3.2－3.8V

D16

车速传感器

缓慢向前移动车辆

0－5V（反复变化）

点火开关：

ON

D17

怠速位置开关

点火开关：

ON

节气门调整到怠速位置

0－1V

微开节气门

4V以上

D18

凸轮位置传感器

发动机：

转动

0.4－3.0V

发动机：

怠速

0.5－2.0V

D19

曲轴转角传感器

发动机：

转动

0.4－4.0V

发动机：

怠速

1.5－2.5V

D20

空气流量传感器

发动机：

怠速

2.2－3.2V

发动机：

转速：

2500rpm

3、各端子之间的电阻数值

端子号码

检查项目

正常状况

A01—A12

第一缸喷油器

13－16kΩ（20℃）

A14—A12

第二缸喷油器

A02—A12

第三缸喷油器

A15—A12

第四缸喷油器

A04—A12

步进马达线圈A

28－33Ω（20℃）

A17—A12

步进马达线圈B

A05—A12

步进马达线圈C

A18—A12

步进马达线圈D

13－车身接地

发动机ECU接地

导通（0Ω）

26－车身接地

发动机ECU接地

A06—A12

EGR电磁阀

36－44Ω（20℃）

A09—A12

净化电磁阀

36－44Ω（20℃）

D13—D22

冷却液温度传感器

5.1－6.5kΩ（冷却液温度为0℃时）

2.1－2.7kΩ（冷却液温度为20℃时）

0.9－1.3kΩ（冷却液温度为40℃时）

0.26－0.36kΩ（冷却液温度为80℃时）

D02—D22

进气温度传感器

5.3－6.7kΩ（进气温度为0℃时）

2.3－3.0kΩ（进气温度为20℃时）

1.0－1.5kΩ（进气温度为40℃时）

0.3－0.42kΩ（进气温度为80℃时）

D05.D06—D22

氧传感器

大约12Ω

D17—D22

怠速位置开关

导通（节气门在怠速位置）

不导通（节气门轻微开启）

四、EMS系统的部件参数模拟功能

当系统的故障诊断功能检测到主要传感器故障时，它可通过预先设定的保持驾驶安全状况的控制逻辑电路来控制汽车。

下表为EMS系统自行设定的各部件出现故障时代用参数值：

故障项目

故障时控制内容

空气流量传感器

1、利用节气门位置传感器信号和发动机转速信号（曲轴转角传感信号）来从预先设定的图中读取基本喷油器驱动正时和基本点火正时。

2、把ISC伺服机构固定在适当的位置，使怠速控制不执行。

进气温度传感器

按进气温度25°C控制。

节气门位置传感器（TPS）

在加速时不因节气门位置传感器信号而增加燃油喷射量。

发动机冷却液温度传感器

冷却液温度按80°C控制。

凸轮位置传感器

同时向所有的汽缸喷油。

（但是，点火开关被置于ON位置后，完全不检测第1缸上止点。

）

气压传感器

气压按101kPa（海平面）控制

点火线圈，功率晶体管

在不正常点火时切断向气缸供油。

与变速器控制器的通讯

在变速器换挡时，点火正时不推迟（发动机-变速器信号统一控制）

交流发电机FR端子

不根据电负荷进行交流发电机的输出控制

五、故障征兆列表

故障征兆

无法用MUT－II沟通

MUT－II无法与所有的系统沟通

MUT－II无法与发动机－ECU沟通

发动机警告灯及其相关零件

点火开关ON时，发动机警