第二节 发动机系统执行器
一、喷油器诊断
1. 燃油高压系统
汽油发动机通过直接喷射工作，直接喷射用于提高功率，这时燃油压力最高达200bar（怠速50bar，满负荷200bar，1bar=105Pa）。使用直接喷射系统，可在整个燃烧室内实现均匀的混合气形成。均匀的混合气形成意味着，可像进气管喷射装置一样按化学计算（空气过量系数=1）调节空燃比。通过均匀的混合气形成可以使用常规排气再处理。每个气缸各自的全顺序喷射装置具有下列优点。
（1）每个气缸的最佳混合气制备。
（2）喷射时间与发动机运行状态（发动机转速、负荷和温度）匹配。
（3）在交变负荷时有选择地修正各个气缸的燃油喷射（在一个进气行程期间可以通过追加燃油喷射、延长或缩短来校正喷射时间）。
（4）能够有选择地关闭气缸（例如在点火线圈损坏时）。
（5）能够诊断每个喷射阀。
2. 部件说明
将描述燃油高压系统的下列部件：带流量调节阀的高压泵；油轨压力传感器；电磁阀式喷油嘴。
（1）带流量调节阀的高压泵 高压泵是带有柱塞并具有提升燃油压力和向油轨输送燃油功能的燃油泵。它用螺栓拧紧在真空泵的后端上，其驱动轴与正时链驱动的真空泵驱动轴相连。
流量调节阀固定在高压泵上。流量调节阀是一个脉冲宽度调制控制的阀门。在激活流量调节时，PCM用不同的脉冲负载参数控制流量调节阀，从而设置PCM计算出的油轨标准压力。
高压泵在油轨中不断产生系统压力。为调节必要的油轨压力使用两个阀门：流量调节阀和油轨压力调节阀。
正确的油轨压力可根据情况利用下列三种可用的调节方式之一来调整。
① 通过流量调节阀调节油量 流量调节阀只允许由低压侧流入一定的燃油，这足以产生所需的油轨压力，这时不把高压泵中的气缸用燃油完全注满。电流越高，油轨压力越小。油轨压力调节阀通强电，致使油轨压力调节阀保持关闭。
② 通过油轨压力调节阀进行压力调节（例如在滑行阶段） 高压泵不断向油轨中输送高压燃油。油轨压力调节阀控制过多输送到油轨中的燃油量进入燃油低压系统。电流越高，油轨压力越小。此时流量调节阀已关闭。
③ 通过油轨压力调节阀和流量调节阀同时进行组合调节 在喷油量很少且小于约4mg时（怠速时），油轨压力调节阀必须略微减少燃油高压系统中的燃油。原因是高压泵不具有零供油能力。这意味着，高压泵即使在流量调节阀关闭时也向燃油高压系统中输送燃油，从而导致油轨压力过高，并因此导致调节偏差。通过持续切换“流量调节”和“压力调节”调节方式避免过高的油轨压力。
在下列情况时调节激活。
① 在发动机启动时，全面输送。
② 发动机运转时，根据负荷变化在三种调节方式之间切换。
高压泵见图2-10。
图2-10 高压泵
1—高压泵；2—通往油轨的高压管路的接头；3—量控阀；4—2芯插头；5—来自燃油泵的低压管路的接头
根据负荷变化通过三种调节方式调整油轨压力。这样，高压泵准确输送发动机所需的燃油量，于是可降低高压泵的功率并降低发动机油耗。
（2）油轨压力传感器 油轨压力传感器见图2-11。
图2-11 油轨压力传感器
1—3芯插头；2—油轨压力传感器；3—燃油分配器（轨道）
油轨压力传感器旋入燃油分配器（油轨）的末端。
此传感器向PCM提供高压泵后的燃油压力。
油轨压力传感器用于油轨压力控制。油轨压力传感器的信号是PCM的一个重要输入信号，用于控制量控阀。量控阀是高压泵的一个部件。
使用应变仪探测油轨压力。施加压力时，传感器中装有应变仪的膜片会发生变形。应变仪的电阻变化将通过一个测量电桥，以电子方式进行记录并分析。然后，电压测量结果将作为实际值输入到油轨压力控制中。
油轨压力信息通过一条信号线传送到PCM。油轨压力的有效信号根据压力变化而波动。测量范围0.5～4.5V，对应于从0～25MPa（0～250bar）的油轨压力，见图2-12。
图2-12 压力和电压
高压调节：量控阀调节从低压侧向高压侧的燃油输入。通过三种调节方式调整所需的油轨压力。
油轨压力传感器或高压泵失灵时，PCM不再控制量控阀。通过高压泵的集成式旁通阀可在限制的行驶模式下继续驾驶。
（3）电磁阀式喷油嘴（喷油器）
电磁阀式喷油嘴将燃油在高压下喷入燃烧室内。电磁阀式喷油嘴是一个向内打开的阀门，喷束分布范围变化性高（角度和形状）。喷嘴孔决定射流直接喷射的形状，可获得均匀分布。
向内打开的电磁阀式喷油嘴即使在燃烧室内压力和温度等因素影响下也能保持分布稳定。高压下（介于50～200bar之间）朝燃烧室内的燃油喷射在进气和压缩冲程中进行。在暖机阶段还发生一个追加燃油喷射，喷射少量燃油以便更快达到废气催化转换器的工作温度（废气催化转换器加热）。在冷机启动时，燃油量分成多个脉冲在压缩冲程中喷射。于是可产生非常可靠的冷机启动，并显著改善有害物质的排放和燃油消耗。图2-13、图2-14为喷油器。
图2-13 喷油器（一）
1—喷射装置；2—2芯插头
图2-14 喷油器（二）
1—喷油器；2—电气接头；3—直接连接油轨
按照情况所需的燃油量通过电磁阀式喷油嘴喷射到燃烧室中。这个量可以通过以下两个调节参数影响到。
① 油轨压力。
② 电磁阀式喷油嘴开启时间。
打开时间通过喷射信号控制，通过PCM设定开启时间，根据电磁阀式喷油嘴的控制持续时间得出开启行程，通常始终设置为最大行程。
电磁阀式喷油嘴由PCM在接地侧控制。
如图2-15所示，控制分为四个阶段：打开阶段；启动阶段；保持阶段；关闭阶段。
图2-15 喷油器控制
1—打开阶段；2—启动阶段；3—保持阶段；4—关闭阶段
3. 喷油器故障诊断
喷油器（维修中通常称喷油嘴）的喷油由电磁阀控制，在精密计算喷油量及喷油时间长短后将燃油送入气缸内，能使燃油在各种负载及转速下产生最佳的燃烧。空气温度、压力信号、氧传感器信号输入至PCM后，PCM经过内部运算后输出驱动信号至喷油嘴，使空燃比维持在理想值。喷油嘴是一种小而精密的电磁阀。PCM供给喷油嘴电路接地信号时，喷油嘴的线圈会通电。通电的线圈会将针阀往回拉，并让燃油流过喷油嘴进入燃烧室内。燃油喷射量依喷射脉冲持续时间而定。脉冲持续时间就是喷油嘴保持开启的时间长度。PCM会根据发动机对燃油的需求控制喷射脉冲持续时间。喷油器故障码见表2-10。
表2-10 喷油器故障码
故障码P0261分析
（1）故障描述 喷油嘴1控制电路电压过低。
（2）故障原因 可能故障原因：
① 喷油嘴熔丝损坏。
② 喷油嘴线束接头不良。
③ 喷油嘴电路断路。
④ 喷油嘴故障。
（3）故障生成原理 PCM对每个气缸启用相应的喷油器脉冲。喷油器电源电压由蓄电池提供。控制模块通过驱动器的固态装置使控制电路搭铁，以控制各喷油器。控制模块监测各驱动器的状态。如果控制模块检测到对应于驱动器指令状态的电压不正确，则设置一个喷油器控制电路故障诊断码。
（4）故障识别条件 发动机控制模块检测到喷油器高电压控制电路对搭铁短路，并持续2s以上。
在燃油泵继电器正常作动、系统燃油压力维持在300～350kPa、系统供电电压介于11～16V的状态下，如果PCM中喷油嘴驱动晶体管，察觉实际电压值与其喷油嘴作动时机不符合设定标准值时，被设置故障码P0261。
故障码P0262分析
（1）故障描述 喷油嘴1控制电路电压过高。
（2）故障原因 可能故障原因：
① 喷油嘴熔丝损坏。
② 喷油嘴线束接头不良。
③ 喷油嘴电路短路到接地。
④ 喷油嘴故障。
（3）故障生成原理 PCM对每个气缸启用相应的喷油器脉冲。喷油器电源电压由蓄电池提供。控制模块通过驱动器的固态装置使控制电路搭铁，以控制各喷油器。控制模块监测各驱动器的状态。如果控制模块检测到对应于驱动器指令状态的电压不正确，则设置一个喷油器控制电路故障诊断码。
（4）故障识别条件 发动机控制模块检测到喷油器高电压控制电路对电压短路，并持续2s以上。
在燃油泵继电器正常作动、系统燃油压力维持在300～350kPa、系统供电电压介于11～16V的状态下，如果PCM中喷油嘴驱动晶体管，察觉实际电压值与其喷油嘴作动时机不符合设定标准值时，被设置故障码P0262。
故障码P0201分析
（1）故障描述 喷油器1控制电路断路。此诊断监控喷油嘴的电气控制。
（2）故障原因
① 发动机控制单元和喷油嘴1之间的电线束损坏。
② 喷油嘴1损坏。
（3）故障生成原理 如果喷油嘴电压＞210V并且喷油嘴上的电荷＜300µA·s，则识别到该故障，设置故障码P0201。
（4）故障识别条件
① 电压条件：车载网络电压＞10V。
② 温度条件：冷却液温度＞-20℃。
③ 时间条件：无。
④ 其他条件：发动机运转。
（5）故障存储条件和显示 立刻记录故障。
（6）故障处理措施
① 检测PCM和喷油嘴1之间的电线束。
② 检测喷油嘴1：测量喷油嘴线脚之间电阻［标准值：（200±10）kΩ］，如果未达到标准值，则更换喷油嘴。
4. 电路检测
① 将点火开关置于OFF（关闭）位置，断开相应的线束连接器。
② 将点火开关置于ON（打开）位置，观察相应的故障诊断仪各个气缸喷油器控制电路状态。该参数应显示为“开路”。
如果不是规定值，则测试相应的高电源电压电路发动机控制模块侧是否对搭铁短路，或相应的高电压控制电路发动机控制模块侧是否对电压短路。如果电路测试正常，则更换发动机控制模块。
③ 将点火开关置于ON（打开）位置，在相应的高电源电压电路和高电压控制电路之间连接一个测试灯。喷油器控制电路状态应从开路变为正常。
如果不是规定值，则测试发动机控制模块侧线束是否存在以下情况。
a. 高电源电压电路开路/电阻过大。
b. 高电压控制电路开路/电阻过大。
c. 高电压控制电路对搭铁短路。
d. 高电源电压电路对电压短路。
如果电路测试正常，则更换发动机控制模块。
④ 将点火开关置于OFF（关闭）位置，测量相应的高电源电压电路和搭铁之间的电阻，应该为∞（无穷大）。
如果小于规定范围，则测试高电源电压电路和高电压控制电路是否对搭铁短路。如果电路/连接测试正常，则测试或更换相应的喷油器。
⑤ 测试相应的高电源电压电路和高电压控制电路之间的电阻是否在2～3Ω之间。
如果小于规定范围，则测试高电源电压电路和高电压控制电路之间是否短路。如果电路/连接测试正常，则测试或更换相应的喷油器。
如果大于规定范围，则测试高电源电压电路和高电压控制电路是否开路/电阻过大。如果电路/连接测试正常，则测试或更换相应的喷油器。
二、点火开关和喷射装置过载保护继电器
1. 功能概述
点火开关和喷射装置过载保护继电器使总线端KL87用于连接控制单元和组件。
总线端15接通后，发动机控制单元控制点火开关和喷射装置的过载保护继电器。
在通过发动机控制单元控制后，总线端30线接触励磁线圈，点火开关和喷射装置过载保护继电器吸合，从而将总线端KL87（供电电压）切换到连接的控制单元和组件。继电器见图2-16。
图2-16 继电器
2. 内部电路
机械式继电器按照电磁铁原理工作。励磁线圈内的电流将产生一个穿过铁磁芯的磁流。在其边上，是一个活动支承的同样是铁磁性的电枢。在空气间隙上，形成了对于电枢的作用力，以切换触点。一旦线圈不再被激励，电枢便会通过弹力被复位到初始位置。图2-17为继电器内部电路。
图2-17 继电器内部电路
1—励磁线圈；2—开关触点；KL.30—总线端KL.30长时正极；SIG—控制励磁线圈（总线端KL15接通后通过发动机控制单元）；U—总线端KL87供电导线（例如至配电器）；U2—总线端KL87供电导线（取决于装备）
3. 标准参数
点火开关和喷射装置过载保护继电器参数见表2-11。
表2-11 点火开关和喷射装置过载保护继电器参数
三、电动风扇诊断
1. 诊断说明
电动风扇安装在冷却器后面。发动机控制系统控制电动风扇。发动机控制系统通过总线端30经一个继电器切换供电。
电子分析装置对临界状态进行一次内部故障诊断。如果识别到某个故障，则尽可能久地保持运行。如果通过脉冲宽度调制的控制失效，则用一个固定脉冲负载参数控制电动风扇紧急运行。
2. 功能概述
电动风扇由发动机控制单元通过一个按脉冲宽度调制的信号控制（分析通过风扇电子装置进行）。发动机控制单元通过一个按脉冲宽度调制的信号（7%～93%）控制水箱风扇的不同转速。小于7%和大于93%的脉冲负载参数都不会触发控制，而只被用于故障识别。水箱风扇转速受冷却液出口（水箱）处的冷却液温度和空调器中的压力影响。随着行驶速度的上升，水箱风扇转速被降低。
在电动风扇空转时，发动机控制系统将频率降到10Hz。通过脉冲负载参数可以选择时间（最长11min）和风扇转速。电动风扇见图2-18。
图2-18 电动风扇
1—电动风扇驱动装置；2—4芯插头；3—集风罩
3. 内部电路
电动风扇驱动装置是一个无刷电动机。电动风扇有一个自己的电子分析装置，并通过一个按脉冲宽度调制的信号调节转速。正常运行时的脉冲负载参数（100Hz）被转换成转速信号。
① 7%脉冲负载参数：待机模式（电子分析装置保持清醒）。
② 11%脉冲负载参数：最小风扇转速（33%额定转速）。
③ 93%脉冲负载参数：最大风扇转速。
④ 97%脉冲负载参数：用于电子分析装置自诊断的命令。
图2-19为电动风扇内部电路。
图2-19 电动风扇内部电路
1—电子分析装置；2—电动风扇驱动装置；KL.31L—负荷接地；KL.87—经过水箱风扇断路继电器的总线端KL.30蓄电池电压；PWM—脉冲宽度调制信号
4. 失效影响
电动风扇失效时，将出现以下情况。
① 在发动机控制单元中记录故障代码。
② 功率降低（发动机过热时）。
③ 组合仪表上出现检查控制信息。
④ 发动机关闭后，车前部的热临界部件会损坏（发动机停车升温）。
5. 电动风扇故障分析
车辆在怠速或车速过慢时，空气流动的速率就不足以及时带走发动机散发的热量，这时候，冷却风扇把外界空气抽取进来帮水箱散热。PCM依各种不同状况提供高速或低速风扇运转。
故障码P0480分析（一）
（1）故障描述 风扇控制，低速，输出故障。
（2）故障原因 可能的故障原因：
① 熔丝烧毁。
② 风扇控制电路接头线束产生断路。
③ 风扇控制电路接头线束产生短路到接地或短路到电源。
④ 风扇控制电路接头线束接触不良。
⑤ 低速风扇继电器故障。
（3）故障识别条件 当点火电压（蓄电池电压）正常，PCM要求作动风扇继电器，控制电路检测到高电位，不作动时控制电路检测到低电位，且PCM在80次连续监控中，有40次测量到上述情形时，此故障码就会被设定。
故障码P0480分析（二）
（1）故障描述 电动风扇，控制，断路。该诊断监控电动风扇和发动机控制单元之间的导线。
（2）故障原因
① 电线束损坏。
② 电动风扇断电继电器损坏。
③ 电动风扇损坏。
（3）故障生成原理 如果电动风扇无供电，则识别到该故障。
（4）故障识别条件 总线端15接通。
① 电压条件：车载网络电压＞10V。
② 温度条件：环境温度＞-20℃。
③ 时间条件：5s。
④ 其他条件：无。
（5）故障存储条件和显示 如果故障存在时间超过5s，则被记录。
（6）故障处理措施
① 检查发动机控制单元和电动风扇之间的电线束。
② 检查电动风扇的供电。
③ 拔下电动风扇并在供电和控制之间测量电动风扇电阻。如果电阻大于1MΩ，则更换电动风扇。
④ 检查电动风扇断电继电器电线束。
⑤ 更换电动风扇断电继电器。
故障码P0481分析
（1）故障描述 风扇控制，高速，输出故障。
（2）故障原因 可能的故障原因：
① 风扇控制电路接头线束产生断路。
② 风扇控制电路接头线束产生短路到接地或短路到电源。
③ 风扇控制电路接头线束接触不良。
④ 高速风扇继电器故障。
⑤ 风扇作动继电器故障。
（3）故障识别条件 当点火电压（蓄电池电压）正常，PCM要求作动风扇继电器，控制电路检测到高电位，不作动时控制电路检测到低电位，且于125ms中80次连续监控，有40次测量到上述情形时，此故障码就会被设定，生成故障码P0481。
四、制冷剂压力传感器诊断
1. 概述
冷暖空调的制冷剂压力传感器安装在冷凝器和蒸发器之间的高压管路内。冷却运行时，制冷剂压力通过制冷剂压力传感器感测并在冷暖空调控制单元中分析（“IHKA”表示“自动恒温空调”）。
根据传感器信号，在制冷剂压力过高时通过冷暖空调控制单元调节或关闭空调压缩机。根据制冷剂压力，通过冷暖空调控制单元感测风扇挡，并将风扇挡通过总线传输至发动机控制单元。
2. 功能说明
制冷剂压力传感器通过感压元件分析制冷循环回路高压管路中存在的制冷剂压力。制冷剂压力传感器获得恒定不变的电压。实际的测量信号是一个受制冷剂压力影响的线性传感器输出电压。然后，该压力信号再被转换为数字信号并通过总线发送给冷暖空调控制单元。制冷剂压力传感器见图2-20。
图2-20 制冷剂压力传感器
1—制冷剂压力传感器；2—3芯插头
3. 内部电路
控制单元（JBE或FEM或BDC）给制冷剂压力传感器提供5V电压和接地。图2-21为制冷剂压力传感器内部电路。
图2-21 制冷剂压力传感器内部电路
1—制冷剂压力传感器；KL.31E—总线端KL.31E电子接地线；SIG—信号线；5V—供电电压
4. 参数和特性
制冷剂压力传感器的信号波动取决于压力。0.4～4.6V的测量范围对应10kPa～3.5MPa（0～35bar）的压力。相应的风扇挡仅受制冷剂压力影响。表2-12为制冷剂压力传感器参数。
表2-12 制冷剂压力传感器参数
5. 失效影响
制冷剂压力传感器失灵时，预计会出现下列情况。
① IHKA控制单元内出现故障代码存储记录。
② 空调压缩机被关闭或未打开。
6. 制冷剂压力传感器故障分析
制冷剂压力传感器位于储液筒上，它将空调管路内的制冷剂压力转换成电压值，然后输入给PCM。PCM会依照制冷剂压力传感器所传送的制冷剂管路压力信号来决定“开启”或“关闭”压缩机。当高压侧的管路压力高于3.1kPa时，压缩机电磁离合器会释放。当高压侧的管路压力低于1.7kPa时，压缩机电磁离合器会接合。
故障码P0532分析
（1）故障描述 空调制冷剂压力传感器电压太低。在制冷剂压力传感器上识别到对地短路。
（2）故障原因 可能故障原因：
① 制冷剂压力传感器电路接头线束产生断路。
② 制冷剂压力传感器电路接头线束产生短路到接地或短路到电源。
③ 制冷剂压力传感器电路接头线束接触不良。
④ 制冷剂压力传感器故障。
（3）故障识别条件 当点火电压（蓄电池电压）正常，开启AC开关与鼓风机，制冷剂压力传感器电路检测到的电压值低于测量刻度值2%，且于125ms中160次连续监控，有80次测量到上述情形时，此故障码就会被设定。
如果故障持续存在的时间至少达到10s，则记录到故障代码存储器中。
（4）故障处理措施 检查制冷剂压力传感器的供电电压。
① 如果拔下制冷剂压力传感器后在电线束上测得的供电电压明显低于5V，必须检查至传感器的导线是否损坏。如果导线正常，则更换控制单元。
② 如果拔下制冷剂压力传感器后，在电线束上测得的供电电压约为5V，则更换制冷剂压力传感器。
故障码P0533分析
（1）故障描述 空调制冷剂压力传感器电压太高。在制冷剂压力传感器上识别到对正极短路。
（2）故障原因 可能故障原因：
① 制冷剂压力传感器电路接头线束产生断路。
② 制冷剂压力传感器电路接头线束产生短路到接地或短路到电源。
③ 制冷剂压力传感器电路接头线束接触不良。
④ 制冷剂压力传感器故障。
（3）故障识别条件 当点火电压（蓄电池电压）正常，开启AC开关与鼓风机，制冷剂压力传感器电路检测到的电压值高于98%，且于125ms中160次连续监控，有80次测量到上述情形时，此故障码就会被设定。
如果故障持续存在的时间至少达到10s，则记录到故障代码存储器中。
（4）故障处理措施 检查制冷剂压力传感器的供电电压。
① 如果拔下制冷剂压力传感器后在电线束上测得的供电电压明显高于5V，则必须检查至传感器的导线是否损坏。如果导线正常，则更换控制单元。
② 如果拔下制冷剂压力传感器后，在电线束上测得的供电电压约为5V，则必须更换制冷剂压力传感器。
五、凸轮轴电磁阀
1. 概述
凸轮轴进气和排气电磁阀轴向布置在气缸盖前部。凸轮轴电磁阀（内带止回阀）将发动机机油压分配给两个凸轮轴调整装置。
可调式凸轮轴控制装置正时控制系统用于在低转速和中等转速范围内提高扭矩。同时为怠速和最大功率设置最合理的气门配气相位。
2. 功能说明
可调式凸轮轴控制装置改善低速和中等转速范围内的扭矩。通过较小的气门重叠可在怠速下产生数量较少的剩余气体。通过部分负荷区的内部废气再循环降低氮氧化物。此外还有以下作用。
① 废气催化转换器的加热更快。
② 冷机启动后的有害物质的排放更少。
③ 降低燃油消耗。
凸轮轴进气（排气）电磁阀见图2-22。
图2-22 凸轮轴进气（排气）电磁阀
1—凸轮轴进气电磁阀；2—凸轮轴排气电磁阀；3—2芯插头；4—2芯插头
一个凸轮轴电磁阀用于控制此凸轮轴调整装置。可根据转速和负荷信号计算出需要的进气凸轮轴和排气凸轮轴位置（与进气温度和发动机温度有关）。DME控制单元相应地控制凸轮轴调整装置。进气凸轮轴可在其最大调节范围内可变调节。达到正确的凸轮轴位置时，凸轮轴电磁阀保持调节缸两个叶片腔的油容量恒定，因此可将进气凸轮轴保持在该位置上。为了进行调节，可调式凸轮轴控制装置需要一个有关凸轮轴当前位置的反馈信号。进气侧的一个凸轮轴传感器检测凸轮轴位置。在车辆启动时，进气凸轮轴在极限位置上（在“滞后”位置上）。
3. 内部电路
凸轮轴进气电磁阀是通过一个2芯插头连接的。通过总线端KL.15N为凸轮轴电磁阀供电。发动机控制系统发送按脉冲宽度调制的控制信号，如图2-23所示。
图2-23 电磁阀
1—凸轮轴进气电磁阀；KL.15N—总线端KL.15，电源；PWM—脉冲宽度调制信号
4. 配气相位图表和参数
（1）怠速 在怠速时，凸轮轴被调节到只有很小的气门重叠，甚至是没有气门重叠。很少的剩余气量将使得燃烧更加稳定，怠速也因此稳定。达到最小的气门重叠时，伴随着的是很大的进气角度和排气角度，甚至到了最大。此时，VANOS电磁阀不通电，即使在关闭发动机的情况下，仍占据该凸轮轴位置。
（2）功率 为了在高转速时达到良好的功率，排气门较晚打开。这样，燃烧延长到柱塞上。进气阀在上死点后打开，在下死点后较晚关闭。流入空气的动态再增压效果因此可以用于提高功率。
（3）扭矩和功率 为了实现较高的扭矩，必须达到一个较高的气缸进气度。根据进气管压力峰值或进气管压力谷值的相位，必须提前或延迟打开或关闭进气门或排气门。根据进气管长度，不带可变凸轮轴正时控制系统（凸轮轴）的发动机具有准确的最佳气缸进气转速。带凸轮轴的发动机可以在宽的转速范围内用优化的气缸进气来描述，既可以避免新鲜气体被推回进气管，又可以避免剩余气体回流到气缸。
（4）涡轮增压时扭矩升高 涡轮发动机转速较低时，在增压区域扫气压力差为正，气门重叠角较大，因此可以充分扫气并获得明显更大的扭矩。流经发动机的空气比用于燃烧所需要的更多，这样压缩机就不会处于喘振限上。另外，气缸中几乎不再有剩余气体。
（5）部分负荷时的内部废气再循环 与按扭矩或功率优化凸轮轴位置不同，调节进气凸轮轴和排气凸轮轴可能会同时造成废气再循环量增高。对于内部废气再循环量起决定作用的是气门重叠大小以及排气歧管和进气管之间的压力差。
内部废气再循环有下列特性。
① 相对于外部废气再循环反应时间更快（对于内部废气再循环进气集气箱无剩余气体）。
② 废气热量快速回流到气缸中（附加的热量在发动机冷状态时有助于达到更佳的混合气制备并由此达到更低的碳氢化合物排放）。
③ 减小燃烧最高温度并因此减小氮氧化物排放量。
表2-13为凸轮轴电磁阀参数。
表2-13 凸轮轴电磁阀参数
六、制动信号灯开关诊断
1. 概述
在制动信号灯开关（图2-24）内，安装霍尔传感器，作为开关使用。
图2-24 制动信号灯开关
1—制动信号灯开关；2—4芯插头；3—制动踏板已踩下；4—制动踏板未踩下
2. 功能说明
制动信号灯开关根据霍尔传感器信号，自动识别出制动踏板是否已踩下，并转换为数字信号传输到车身中央控制单元上（例如JBE、FEM、BDC）。该控制单元又将信号传输到总线系统上。
制动信号灯开关是不移动部件，并进行非接触式工作。开关状态的改变可通过制动踏板上一个铁磁性释放部件的离开或接近来实现。
霍尔传感器的电阻根据磁势而变化。如果制动踏板未踩下，制动踏板杆处于制动信号灯开关上方。如果制动踏板已踩下，制动踏板杆处于制动信号灯开关下方至少1.8mm。
未操纵制动器时的开关状态：制动信号灯开关输出端导通而制动信号灯测试开关输出端断开。
制动信号灯开关所发出的两个冗余信号都将由便捷进入及启动系统（CAS）读取。CAS将这些信号转发到总线系统上，例如给发动机控制系统。
制动信号灯开关所发出的这些信号还通过硬接线转发至以下系统：倒车灯脚部空间模块（FRM）和制动干预动态稳定控制（DSC）。
3. 内部电路
霍尔集成电路和磁铁牢固安装在开关壳体中。制动踏板不需要施加制动信号灯开关复位力。制动信号灯开关由便捷进入及启动系统（CAS）供电（总线端KL.30B）。图2-25为内部电路。
图2-25 内部电路
1—霍尔传感器；2—电子单元；KL.30B—总线端KL.30B基础运行；SIG1—霍尔传感器1信号；SIG2—霍尔传感器2信号；KL.31—接地端
4. 制动信号灯开关参数
表2-14为制动信号灯开关参数。
表2-14 制动信号灯开关参数
5. 失效影响
制动信号灯开关失效时，将出现以下情况。
（1）便捷进入及启动系统（CAS）内出现故障代码存储记录。
（2）动态稳定控制系统（DSC）内出现故障代码存储记录。很多车现在逐渐使用总线系统，不再硬接线，而是发送一个总线信号至DSC。
（3）脚部空间模块（FRM）内出现故障代码存储记录。
（4）由于总线系统上缺少信息，发动机控制系统内出现故障代码存储记录。
6. 制动信号灯开关故障分析
当踩下制动踏板时，制动开关不导通而制动灯开关导通，PCM会根据此项信号来检测制动踏板的状态。
检查制动开关必须在安装制动踏板支架的状态下。
故障码P0504分析
（1）故障描述 制动开关联动性问题。
（2）故障原因 可能故障原因：
① 制动开关电路断路。
② 制动开关电路短路到电源或接地。
③ 制动开关故障。
（3）故障识别条件 定速状态下行驶超过20km以上，制动灯开关与制动踏板开关作动时间差超过2s，故障码会被设定。
七、点火线圈
1. 独立点火线圈
发动机具有一个带静态点火分电系统的感应式点火装置。每个气缸都有一个单独的点火线圈。这个线圈点火系统的点火电路由带初级和次级线圈的点火线圈和发动机控制单元中的点火终极组成。火花塞，与次级线圈相连。每个火花塞都由一个单独的点火线圈（杆状点火线圈）以及发动机控制单元中一个单独的点火终极用高压控制。图2-26为独立点火线圈。
图2-26 独立点火线圈
1—点火线圈；2—插头连接器；3—火花塞
2. 功能概述
点火终极在希望的点火时刻前使车载网络中的一个电流流过初级线圈。在初级电路闭合期间（关闭时间），在初级线圈中建立起一个磁场。在点火时刻，流过初级线圈的电流重新中断。磁场的能量通过磁耦合的次级线圈放电（感应）。这时在次级线圈中产生一个高压，此高压在火花塞上产生点火火花。
火花塞上必要的点火电压（点火电压需求）必须始终低于点火装置可能的最大点火电压（点火电压供应）。在点火火花击穿后，剩余的能量在火花持续时间内在火花塞上转换掉。因此必须精确调整点火火花点燃燃烧室内的油气混合气的点火时刻。这样可以保证最佳扭矩以及低油耗，且同时有害物质的排放最小。
主要影响参数如下。
（1）发动机转速。
（2）发动机扭矩。
（3）增压压力。
（4）当前过量空气系数。
（5）冷却液温度和进气温度。
（6）燃油等级（辛烷值）。
（7）发动机运转工况（发动机启动、怠速、部分负荷、满负荷）。
3. 结构及内部线路
点火线圈按照变压器原理工作。在一个共用铁芯上安放着两个线圈。初级线圈由一根粗金属丝组成，匝数少。线圈的一端通过总线端KL.15过载保护继电器连接在车载网络电压正极（总线端KL.15）上，另一端（总线端KL.1）连接在点火终极上，这样点火终极能够接通初级电流。次级线圈由一根匝数很多的细金属丝制成。图2-27为独立点火线圈线路。
图2-27 独立点火线圈线路
1—初级线圈；2—次级线圈；3—火花塞；KL.15—供电（通过总线端KL.15过载保护继电器）；SIG—点火信号，总线端KL.1；KL.4a—总线端，接地
4. 信号曲线及参数
点火信号的计算还确保在正确的气缸中以最佳点火提前角使用必要的能量进行火花的点火，为此探测曲轴的转速信号。发动机控制单元由此计算出曲轴角度和当前发动机转速。
这样，在每个所需的曲轴角度上进行点火终极的接通和关闭。汽油发动机的有效范围为上止点前-70°曲轴转角至上止点后+30°曲轴转角。对于四冲程发动机，由于必须在发动机每旋转两圈后点火一次，因此要求凸轮轴传感器与气缸一致对应。点火线圈曲线见图2-28。
图2-28 点火线圈曲线
1—点火线圈总线端KL.1上的电压（来自点火终极）；2—初级线圈充电电流
连续火花点火的基础是重复接通和关闭点火线圈，于是实际的点火火花扩展成一个火花带。通过提前后续扫气将中断单个点火，于是火花塞上没有更多能量传递到油气混合气中，剩余能量保留在点火线圈中。这样能够将后续扫气时间缩到最短。只能在低转速范围中以及暖机阶段时采用连续火花点火（清洁火花塞）。点火线圈参数见表2-15。
表2-15 点火线圈参数
5. 故障分析
发动机控制模块使用曲轴位置传感器的信息确定何时出现发动机失火，并且使用凸轮轴位置传感器的信息确定哪个气缸正在失火。发动机控制模块通过监测各缸曲轴转速的变化，可以检测到各个失火。如果发动机控制模块检测到失火率足以使排放水平超出法定标准，则设置故障码P0300。
在一定的行驶条件下，失火率过高会导致三效催化转换器三元催化器过热，可能使转换器损坏。当转换器过热、出现损坏故障和设置故障码P0300时，故障指示灯将闪烁。4缸发动机故障码P0301～P0304对应于气缸1～4；6缸发动机故障码P0301～P0306对应于气缸1～6；8缸发动机故障码P0301～P0308对应于气缸1～8；12缸发动机故障码P0301～P0312对应于气缸1～12。如果发动机控制模块可以确定失火的是哪个气缸，则设置该气缸的故障诊断码。
故障码P0300分析
（1）故障描述 有失火，但失火监测器不能确定具体哪个气缸失火。
（2）故障原因 很多故障都可能造成失火。汽油发动机需要有几个基本条件：空气、燃油、压缩、点火火花等，如不具备这些基本条件，发动机就不会运转。如发动机的某一气缸中缺了这些条件，就会导致这个气缸失火。
（3）故障生成原理 如果曲轴在相应气缸的做功冲程期间相对于其他气缸延时，该诊断监控在一个行驶周期内是否记录了多个“熄火”故障。如果在至少两个气缸上存在熄火，则识别到故障，就会生成故障码P0300。
（4）故障识别条件 总线端KL.15接通。
① 电压条件：供电电压介于9～16V之间。
② 温度条件：无。
③ 时间条件：无。
④ 其他条件：发动机打开。
（5）故障存储条件和显示 如果在曲轴旋转200圈时识别到一个根据特性线的熄火数量，则记录该故障。
（6）故障处理措施 联锁故障。排除下列部件或功能故障。
① 燃油供应。
② 点火开关。
③ 供气。
④ 发动机冷却。
⑤ 发动机机械机构。
故障码P0301分析（一）
（1）故障描述 1缸失火。熄火，1缸，启动过程后产生的废气有害。
此诊断监控做功冲程的持续时间并通过分析转速信号将此持续时间与其他气缸相比较。
（2）故障生成原理 如果曲轴在相应气缸的做功冲程期间相对于其他气缸延时，则识别到故障，就会生成故障码P0301。
（3）故障识别条件
① 温度条件：无。
② 时间条件：无。
③ 控制单元电压：9～16V。
④ 总线端KL.15接通。
⑤ PWF状态：驾驶中。
⑥ 其他条件：发动机运转。
提示：总线端状态或PWF状态的名称分别根据车辆的车载网络选用。
（4）故障存储条件和显示 如果启动之后检测到特定次数的、会产生有害废气的熄火现象，则需对故障进行记录。
（5）故障处理措施
① 排除可能会造成熄火的可能存在的故障。
② 检查燃油系统。
③ 检查点火装置。
④ 检查进气系统。
⑤ 检测气缸压力。
⑥ 检查曲轴箱通风。
⑦ 检查进气管道。
故障码P0301分析（二）
（1）故障描述 1缸失火。1缸熄火，已识别。
此诊断监控做功冲程的持续时间并通过分析转速信号将此持续时间与其他气缸相比较。
（2）故障生成原理 如果曲轴在相应气缸的做功冲程期间相对于其他气缸延时，则识别到故障。
（3）故障识别条件
① 温度条件：冷却液温度高于-7.5℃。
② 时间条件：无。
③ 控制单元电压：9～16V。
④ 总线端KL.15接通。
⑤ PWF状态：驾驶。
⑥ 其他条件：发动机运转。
（4）故障存储条件和显示
① 如果该故障存在时间超过200圈曲轴转动时间。
② 如果该故障存在时间超过4000圈曲轴转动时间并在第一个1000圈曲轴转动结束后仍存在。
③ 如果在发动机启动后曲轴转动1000圈之后故障仍然存在，则将被记录。
（5）故障处理措施 检查是否记录有关于下列部件/功能的故障，如有则应首先排除这些故障。
① 点火开关。
② 燃油供应。
③ 供气。
④ 发动机机械机构。
故障码P0302分析（一）
（1）故障描述 2缸失火。此诊断监控做功冲程的持续时间并通过分析转速信号将此持续时间与其他气缸相比较（分段时间）。
（2）故障生成原理 如果曲轴在相应气缸的做功冲程期间相对于其他气缸延时，则识别到故障。
（3）故障识别条件
① 电压条件：供电电压介于9～16V之间。
② 温度条件：无。
③ 时间条件：无。
④ 总线端状态：总线端KL.15接通。
⑤ 其他条件：发动机打开。
（4）故障存储条件和显示 如果在曲轴旋转200圈时识别到一个根据特性线的熄火数量，则记录该故障。
（5）故障处理措施 检查下列部件。
① 燃油供应。
② 点火开关。
③ 供气。
④ 发动机冷却。
⑤ 发动机机械机构。
故障码P0302分析（二）
（1）故障描述 2缸失火。熄火，2缸，启动过程后产生的废气有害。
该诊断监控做功冲程的持续时间并通过分析转速信号将此持续时间与其他气缸相比较。
（2）故障生成原理 如果曲轴在相应气缸的做功冲程期间相对于其他气缸延时，则识别到故障。
（3）故障识别条件
① 温度条件：无。
② 时间条件：无。
③ 控制单元电压：9～16V。
④ 总线端KL.15接通。
⑤ 其他条件：发动机运转。
（4）故障存储条件和显示 如果启动之后检测到特定次数的、会产生有害废气的熄火现象，则需对故障进行记录。
（5）故障处理措施
① 排除会造成熄火的可能存在的故障。
② 检查燃油系统。
③ 检查点火装置。
④ 检查进气系统。
⑤ 检测气缸压力。
⑥ 检查曲轴箱通风。
⑦ 检查进气管道。
故障码P0303分析
（1）故障描述 3缸失火。该诊断监控做功冲程的持续时间并通过分析转速信号将此持续时间与其他气缸相比较。
（2）故障生成原理 如果曲轴在相应气缸的做功冲程期间相对于其他气缸延时，则识别到故障。
（3）故障识别条件
① 温度条件：无。
② 时间条件：无。
③ 控制单元电压：9～16V。
④ 总线端KL.15接通。
⑤ PWF状态：驾驶。
⑥ 其他条件：发动机运转。
（4）故障存储条件和显示 如果在曲轴旋转200圈时识别到一个根据特性线的熄火数量，则记录该故障。
（5）故障处理措施
① 排除可能会造成熄火的可能存在的故障。
② 检查燃油系统。
③ 检查点火装置。
④ 检查进气系统。
⑤ 检测气缸压力。
⑥ 检查曲轴箱通风。
⑦ 检查进气管道。
故障码P0304分析（一）
（1）故障描述 4缸失火。该诊断监控做功冲程的持续时间并通过分析转速信号将此持续时间与其他气缸相比较。
（2）故障生成原理 如果曲轴在相应气缸的做功冲程期间相对于其他气缸延时，则识别到故障。
（3）故障识别条件
① 温度条件：无。
② 时间条件：无。
③ 控制单元电压：9～16V。
④ 总线端KL.15接通。
⑤ 其他条件：发动机运转。
（4）故障存储条件和显示 如果在曲轴旋转200圈时识别到一个根据特性线的熄火数量，则记录该故障。
（5）故障处理措施
① 排除可能会造成熄火的可能存在的故障。
② 检查燃油系统。
③ 检查点火装置。
④ 检查进气系统。
⑤ 检测气缸压力。
⑥ 检查曲轴箱通风。
⑦ 检查进气管道。
故障码P0304分析（二）
（1）故障描述 4缸失火。熄火，4缸已识别。
该诊断监控做功冲程的持续时间并通过分析转速信号将此持续时间与其他气缸相比较。
（2）故障生成原理 如果曲轴在相应气缸的做功冲程期间相对于其他气缸延时，则识别到故障。
（3）故障识别条件
① 温度条件：冷却液温度高于-7.5℃。
② 时间条件：无。
③ 控制单元电压：9～16V。
④ 总线端KL.15接通。
⑤ 其他条件：发动机运转。
（4）故障存储条件和显示
① 如果该故障存在时间超过200圈曲轴转动时间。
② 如果该故障存在时间超过4000圈曲轴转动时间并在第一个1000圈曲轴转动结束后仍存在。
③ 如果在发动机启动后曲轴转动1000圈之后故障仍然存在，则将被记录。
（5）故障处理措施 检查是否记录有关于下列部件/功能的故障，如有则应首先排除这些故障。
① 点火开关。
② 燃油供应。
③ 供气。
④ 发动机机械机构。
八、蒸发排放控制系统阀
1. 蒸发排放控制系统（EVAP）
蒸发排放控制系统（EVAP）用于收集燃油箱中的燃油蒸气，然后将这些燃油蒸气送入发动机气缸中进行燃烧，防止碳氢化合物挥发到周围环境中。因为该系统中如果存在泄漏，都将导致HC排放超标，所以要求OBD系统对EVAP的工作情况进行监测。
2. 工作过程
蒸发排放控制系统（图2-29）活性炭罐收集并储存油箱内形成的燃油蒸气，在发动机工作时通过控制电磁阀将燃油蒸气导入进气歧管参与发动机工作。
图2-29 蒸发排放控制系统
1—发动机控制单元；2—电磁阀；3—活性炭罐
3. EVAP电磁阀诊断
EVAP电磁阀的作用是将燃油蒸气从蒸发排放炭罐吸入到进气歧管中。EVAP电磁阀为脉冲宽度调制（PWM）控制方式。
（1）工作电压 蓄电池经过受ECM控制的主继电器ER08的3号端子到达EVAP电磁阀线束连接器EN10的1号端子。
（2）ECM控制电路
EVAP电磁阀线束连接器EN10的2号端子与ECM线束连接器EN44的37号端子相通。ECM内部设置有一个驱动电路控制电磁阀接地。驱动电路配备了一个反馈电路给ECM，ECM通过监测反馈电压来确定控制电路是否开路、对接地短路或对电压短路。图2-30为发动机控制单元-活性炭罐电磁阀控制电路。
图2-30 发动机控制单元-活性炭罐电磁阀控制电路
九、燃油泵继电器诊断
燃油泵继电器的线圈工作电源由受ECM控制的主继电器供给。ECM通过ECM线束连接器相应的对号端子控制燃油泵继电器的2号端子内部接地，燃油泵继电器吸合。ECM内部设置有一个驱动电路控制继电器线圈接地，驱动电路配备了一个反馈电路给ECM，ECM通过监测反馈电压来确定控制电路是否开路、对接地短路或对电压短路。发动机控制单元-燃油泵继电器控制电路见图2-31。
图2-31 发动机控制单元-燃油泵继电器控制电路
十、空调继电器诊断
空调继电器的工作电源由受ECM控制的主继电器供给。ECM通过ECM线束连接器相应的对号端子控制空调继电器内部接地，继电器吸合。ECM内部设置有一个驱动电路控制继电器线圈接地，驱动电路配备了一个反馈电路给ECM，ECM通过监测反馈电压来确定控制电路是否开路、对接地短路或对电源短路。