上篇 汽油机电子控制基础 1
第一章 汽油机电子控制基本原理 1
第一节 汽油机工作过程概述 2
一、汽油机工作过程的特点 2
二、汽油机的工况及其对燃油／空气混合气浓度的要求 3
三、汽油机混合气的生成 4
四、汽油机污染物的生成 5
五、电子控制是汽油机污染物排放治理的基础 6
六、汽油及其添加剂 6
七、汽油品质与I/M的关系 9
第二节 汽油机电子控制系统概述 9
一、传感器 9
二、电子控制单元 10
三、执行器 11
第三节 汽油机燃油系统的组成及其电子控制 13
一、电子控制汽油机燃油系统的组成 13
二、四冲程汽油机多点喷射的喷油方式 26
三、空燃比和过量空气系数及其对汽油机性能和排放的影响 27
四、汽油机燃油定量电子控制的核心问题 28
五、负荷信息传感器及冷却液温度传感器 28
六、转速传感器及曲轴位置和凸轮轴位置传感器 39
七、电磁喷油器的喷油速率和无回油系统 44
八、汽油机燃油定量电子控制的实施 45
九、起动控制 46
十、起动后控制 46
十一、暖机控制 47
十二、怠速转速控制 47
十三、部分负荷控制 52
十四、燃油定量闭环控制 52
十五、氧传感器 54
十六、倒拖工况燃油定量控制 60
十七、超速断油控制 61
十八、加速减速控制（过渡工况补偿） 61
十九、全负荷控制 62
二十、环境参数修正 62
二十一、蓄电池电压修正 62
二十二、燃油箱蒸发排放物控制及炭罐控制阀 62
第四节 汽油机点火系统的组成及其电子控制 65
一、点火系统概述 65
二、以机械方式控制点火定时的点火系统 66
三、以电子方式控制点火定时的点火系统 73
四、爆燃及爆燃控制 79
五、汽油机点火闭合角的控制 82
六、火花塞 82
第五节 汽油机可变进气管长度电子控制 101
一、可变进气管长度电子控制原理 101
二、可变进气管长度电子控制所需的传感器和执行机构 102
第六节 汽油机可变气门电子控制 105
一、可变气门定时电子控制 106
二、可变气门升程电子控制和部分气缸封闭技术 111
三、全可变气门电子控制 117
第七节 汽油机增压和增压压力电子控制 120
一、汽油机增压概述 120
二、废气涡轮增压器的调节 122
三、废气涡轮增压压力和爆燃的联合闭环控制 124
四、汽油机涡轮增压的技术进步 125
第八节 进气量电子控制 125
一、进气量电子控制的必要性 125
二、进气量电子控制系统的组成 126
第九节 起动-停车运行电子控制 127
第十节 空调压缩机电子控制 128
第十一节 冷却风扇电子控制 128
第十二节 掺烧甲醇电子控制 129
第十三节 汽油机二次空气电子控制 129
一、二次空气及其作用机理 130
二、二次空气电子控制系统的组成 130
三、二次空气及相关参数的控制策略 132
第十四节 汽油机排气再循环电子控制 132
一、排气再循环概述 132
二、汽油机外部排气再循环电子控制系统的组成 133
三、排气再循环对汽油机油耗和排放的影响 133
第十五节 与变速器换档相关的发动机电子控制 134
思考题 135
第二章 汽油机稀薄燃烧和汽油直喷电子控制 137
第一节 汽油机稀薄燃烧电子控制 137
一、汽油机实现稀薄燃烧必须解决的问题 137
二、稀薄燃烧涉及的电子控制项目 138
三、涡流比电子控制 138
四、稀薄燃烧喷油定时电子控制 141
五、稀薄燃烧点火定时电子控制 141
六、稀薄燃烧λ闭环控制 141
七、稀燃极限电子控制 142
八、稀薄燃烧NOx排放的控制策略 142
第二节 汽油直喷（GDI）电子控制 142
一、汽油直喷（GDI）概述 142
二、现代GDI与20世纪30年代缸内喷射和进气口喷射的区别 144
三、GDI能够节油的原因 145
四、各种工作模式在GDI中的运用 146
五、现代GDI的燃烧系统 147
六、GDI燃油供给系统和燃油喷射系统的组成 149
七、GDI发动机的电子控制策略 152
八、GDI与汽油机其他节能减排技术的综合运用 156
九、国外GDI发动机实例 159
十、国产GDI发动机实例 166
思考题 171
第三章 汽油机曲轴箱强制通风及尾气后处理 173
第一节 曲轴箱强制通风 173
一、曲轴箱漏气及曲轴箱强制通风概述 173
二、曲轴箱强制通风系统及其组成 173
三、曲轴箱强制通风与燃油定量电子控制的关系 174
四、曲轴箱强制通风阀（PCV阀） 174
五、曲轴箱强制通风系统故障及其对排放和行驶性能的影响 175
第二节 汽油机尾气后处理技术的演变过程 176
第三节 用于理论当量燃烧汽油机的三效催化转化器 177
一、三效催化转化器的构造 177
二、三效催化转化器的工作原理 180
三、三效催化转化器转化性能的评价指标及其影响因素 181
四、对三效催化转化器的要求 181
五、三效催化转化器的试验方法 181
六、三效催化转化器的活性丧失 182
七、三效催化转化器的λ窗 183
八、缩短起燃时间的措施 183
九、三效催化转化器对发动机性能的影响 184
第四节 用于稀薄燃烧和汽油直喷的NOx储存-还原催化转化器 184
一、治理稀薄燃烧和GDI汽油机NOx排放的技术路线概述 184
二、NOx储存-还原催化转化技术简介 185
三、NOx储存-还原催化转化器的工作过程 185
思考题 186
下篇 汽油机车载故障诊断OBD及其在I/M中的应用 188
第四章 针对排放的汽油车检测与维修（I/M）概论 188
第一节 什么是汽车I/M 188
第二节 汽油车I/M检测方法概述 188
一、怠速法、恒速法与工况法 189
二、简易的I/M检测方法有效性的判别指标 189
三、汽油机控制方式对I/M检测方法的影响 189
四、汽油机尾气后处理技术对I/M检测方法的影响 190
五、燃油定量闭环控制对I/M检测方法的影响 190
六、简易的I/M工况法检测设备和行驶循环概述 190
第三节 美国的I/M检测方法 191
一、IM240检测方法 191
二、ASM检测方法 192
三、IG240检测方法（VMAS） 194
四、三种在用车污染物排放检测方法的对比 196
第四节 中国的I//M检测方法 197
一、双怠速法 197
二、稳态工况法 199
三、瞬态工况法 202
四、简易瞬态工况法 206
思考题 208
第五章 汽油机车载诊断（OBD）及故障查找 209
第一节 发动机车载诊断（OBD）概述 209
一、OBD始于美国 210
二、欧洲的车载诊断（EOBD） 210
三、OBD在中国 211
四、OBD相关的法律规定 212
五、OBD中的故障监测 213
六、OBD系统对故障的判定标准 213
第二节 OBD系统的功能 214
一、OBD系统主要的监测和诊断功能 214
二、OBD系统监测功能的扩展 215
三、OBD系统功能的临时关闭 215
第三节 故障监测的原理 216
一、故障监测方法概述 216
二、实施故障监测的条件概述 216
三、故障的状态 216
四、电子控制系统故障表现的类型 217
五、冻结帧 217
六、故障指示器及其激活和熄灭 217
七、故障信息的储存 218
八、故障码的构成 219
九、故障频度计数器和故障码的清除 221
十、故障信息的输出 221
第四节 故障监测的方法及设置故障码的条件举例 225
一、节气门位置传感器信号不可信 225
二、进气歧管绝对压力传感器信号电压超出可能范围 226
三、空气流量传感器信号不可信 226
四、进气温度传感器信号电压超出可能范围 226
五、发动机冷却液温度传感器信号电压超出可能范围 227
六、起动后发动机冷却液升温速度过低 227
七、缺火监测 227
八、三效催化转化器前氧传感器信号不可信 228
九、三效催化转化器后氧传感器信号不可信 230
十、三效催化转化器转化效率过低 231
十一、燃油调节幅度超出规定范围 232
十二、喷油器驱动电路故障 232
十三、怠速转速偏差超出规定范围 233
十四、防盗系统燃油激活电路信号监测 233
十五、爆燃传感器电路故障 233
十六、爆燃传感器电路的噪声通道电平超出可能范围 233
十七、蒸发排放物控制系统炭罐清洗阀故障 234
十八、蒸发排放物控制系统泄漏故障 235
十九、EGR阀流量不足的故障监测 235
二十、EGR阀销位置传感器电路故障监测 236
二十一、二次空气系统故障监测 236
二十二、空调制冷剂压力传感器信号电压超出可能范围 236
二十三、系统电压超出规定范围 236
二十四、ECU未编程故障监测 236
二十五、ECU存储器故障监测 236
二十六、ECU的5V参考电路电压超出正常范围 237
二十七、各种驱动电路输出电压超出正常范围 237
第五节 故障应急措施 237
一、ECU输入部分的故障应急措施 237
二、ECU输出部分的故障应急措施 238
第六节 故障诊断仪的应用 238
一、大众汽车公司故障诊断仪的应用 238
二、通用汽车公司故障诊断仪的应用 240
三、万能故障诊断仪的应用 242
第七节 故障信息与故障的关系 242
一、空气流量传感器信号不可信的潜在原因 243
二、起动后发动机冷却液升温速度过低的潜在原因 243
三、发动机缺火的潜在原因 243
四、氧传感器信号不可信的潜在原因 243
五、燃油调节幅度超出规定范围的潜在原因 244
六、怠速转速偏差超出规定范围的潜在原因 244
七、蒸发排放物炭罐清洗阀开启时真空开关没有真空度而关闭时反而有真空度的潜在原因 244
八、EGR阀闭环控制时阀销位置传感器输出信号实际值与设定值不符的潜在原因 244
第八节 排放超标与实际故障的关联性分析 244
第九节 汽油机电控系统零部件和线路的基本特点 245
一、点火开关 245
二、电子控制单元ECU 245
三、线束和插头 246
四、电源 247
五、传感器 247
六、执行器 247
七、继电器 248
八、接地方式 249
第十节 汽油机及其电子控制系统专用的检修工具 249
一、专用于检修发动机电子控制系统的转接器 249
二、跨接线 250
三、测试灯 251
四、自带电池的测试灯 251
五、燃油压力表 252
六、喷油器车下清洗和流量测试系统 252
七、喷油器随车清洗器 253
八、汽油机气缸压缩压力表 253
九、排气背压压力表 253
第十一节 根据故障码实施故障诊断的步骤 254
一、温度传感器信号不可信 254
二、节气门位置传感器信号不可信 255
三、爆燃传感器故障 256
四、进气歧管绝对压力传感器信号不可信 257
五、氧传感器信号不可信 257
六、凸轮轴位置传感器信号不可信 259
七、感应式转速传感器信号不可信 259
八、电磁喷油器驱动级故障 260
九、炭罐清洗阀驱动级故障 261
十、故障指示器驱动级故障 262
十一、EWD3怠速执行器驱动级故障 263
十二、步进电动机怠速执行器驱动级故障 264
第十二节 根据发动机症状实施故障诊断的步骤 265
一、起动电动机无法拖转发动机或拖转缓慢 266
二、起动时发动机可以拖转但不能起动成功 267
三、热车起动困难 271
四、冷车起动困难 273
五、热车起动和冷车起动都困难，但起动成功后转速正常 277
六、暖机过程中怠速不稳 280
七、暖机结束后怠速不稳 282
八、暖机过程中和暖机结束后都有怠速不稳 286
九、使用负荷（空调等）时怠速不稳或熄火 290
十、怠速转速过高 291
十一、加速时转速上升不明显或熄火 293
十二、加速时反应迟缓 296
十三、无法加速到正常水平 299
十四、空调系统故障 303
第十三节 系统维修安全事项 304
一、汽油喷射电子控制系统诊断维修注意安全事项 304
二、安全措施 305
思考题 305