桑塔纳2000系列轿车发动机电控系统的检修

2023年11月28日发(作者：大众polo的优缺点)

桑塔纳2000系列轿车

发动机电控系统的检修

桑塔纳2000GLi型轿车采用了电子控制燃油喷射式AFE型发动

机，AFE型发动机是由上海大众汽车有限公司与德国波许公司（BOSCH）

合作开发，其形式为D型集中控制式，称为Motronic（莫特朗尼克）

系统，全称是闭路电子控制多点燃油顺序喷射系统，其突出特点是将

点火系统与燃油喷射系统复合在一起。桑塔纳2000GLi型轿车发动机

电子控制燃油喷射系统的核心部件是电控单元，它将燃油喷射及点火

两者的控制互相联系起来。电子控制系统只需要一台微型计算机、一

个电源及外壳；另外，传感器（测量传感器）可为燃油喷射和点火共

用，结构得到简化，降低了制造成本。因此，该系统有助于进一步提

高发动机经济性，降低环境污染，改善汽车的驾驶舒适性。

“98新款桑塔纳2000GSi”型轿车（整车型号为330K8L LOL TF2），

别称“时代超人”。桑塔纳2000GSi型轿车装用的是AJR型发动机，

该发动机是由上海大众公司、德国大众公司和奥迪汽车公司联合开发

的，AJR型发动机采用了德国波许（BOSCH）公司先进的Motronic3.8.2

电子控制顺序多点燃油喷射系统。热膜式空气质量流量计、电磁式转

速传感器、水温传感器、氧传感器等对发动机进行全方位监控，有效

地保证了发动机在不同工况下具备最佳的供油量和点火提前角，从而

使整车具备卓越的动力性、经济性和较低的排放。

第一节 桑塔纳2000GLi型轿车电子控制汽油喷射系统的检修

一、电子控制汽油喷射系统组成

桑塔纳2000GLi型轿车电子控制汽油喷射系统由电控单元

（ECU）、六个传感器、点火线圈、分电器、油压调节器、喷油器等组

成，其基本组成和布置，如图8-1所示。

如图8-2所示，驾驶员通过节气门控制进气量，节气门位置传感

器检测节气门开度的信息传给电控单元（ECU），由电控单元综合诸因

素调整喷油量，使混合气最佳。发动机工作时，节气门位置传感器检

测驾驶员控制的节气门开度，进气压力传感器检测进入气缸的空气

量，这两个信号作为汽油喷射的主要信息输入ECU，由ECU计算出喷

油量。再根据水温、进气温度、氧、爆震等四个传感器输入的信息，

ECU对上喷油量进行必要的修正，确定出实际喷油量，最后再根据霍

尔传感器检测到的曲轴转角信号，ECU确定出最佳喷油和点火时刻并

指令喷油器喷油、火花塞跳火。

系统中有一个爆震传感器，当发动机产生爆震时，通知电控单元

适当推迟点火正时而减弱爆震。爆震传感器不仅可保证使用低牌号汽

油时不损坏发动机，同时也保证发动机在使用高质量汽油时能发出最

大功率；系统中的水温传感器可保证发动机在冷起动时，能适当加浓

混合气浓度；而系统中的氧传感器则可随时监测发动机的燃烧情况，

由电控单元随时调整喷油量，从而将排气污染减小到最低程度；ECU

是一个32位计算机，它可处理及控制发动机的喷油时间。喷油持续

时间和点火提前角等指令，使喷油嘴和火花塞最佳工作。

电子控制汽油喷射系统分为汽油供给系统、空气供给系统和控制

系统三部分。

图8-1 电子控制汽油喷射系统的基本组成和布置

l-活性炭罐（位于右前翼子板内侧） 2-活性炭罐电磁阀（位于空气

滤清器旁） 3-进气软管 4-节气门位置传感器 5-汽油分配管 6-

喷油器 7-电控单元（ECU，位于驾驶员侧仪表板下） 8-爆震传感

器 9-4针插头连接器（用于氧传感器） 10-点火分电器 11-怠速

调节器 12-进气压力和进气温度传感器 13-空气滤清器

图8-2 电子控制供油喷射系统示意图

1-ECU 2-节气门位置传感器 3-怠速旁通阀 4-进气压力传感器

5-汽油滤清器 6-爆震传感器 7-进气温度传感器 8-油压调节器

9-喷油器 10-氧传感器 11-点火线圈 12-水温传感器 13-分电

器 14-电动汽油泵

1、汽油供给系统主要部件

汽油供给系统的作用是根据ECU的指令，以恒定的压差将一定数

量的汽油喷入进气管中：它主要包括汽油箱、汽油分配管、电动汽油

泵，汽油滤清器、油压调节器、喷油器等组成，如图8-3、图8-4和

图8-5所示。

图8-3 汽油供给系统零件图

l-回油软管 2-进油软管 3、8、28-油管夹头 4、7、9、21、26-

夹箍 5-汽油滤清器罩壳 6-汽油滤清器 10-固定螺钉

11-回油管 12-通气细管 13-进油管 14-锁紧螺母（用工具3217

拆卸和安装） 15-凸缘（注意在汽油箱上的安装位置） 16-密封

圈 17-汽油油位传感器 18-汽油泵 19-汽油箱（拆卸时，用发动

机和变速器框杆V.A.G1383支撑） 20-安装汽油泵固定环 22-固定

螺钉 23-卡环 24-支承座 25-防尘罩 27-橡胶连接管。

图8-4 汽油箱加油管总成

l-固定支架 2-中间支架 3、6、7-螺栓（拧紧力矩4N·m） 4-

加油管（带止回阀） 5-夹箍 8-集油罩 9-卡簧 10-密封塞

11-油箱锁盖

图8-5 喷油器部分零件图

l-供油软管 2-回油软管 3-喷油器电阻器 4-夹箍 5-喷油器总

供油管 6-密封圈 7-喷油器 8-曲轴箱强制通风阀（PCV阀） 9-

水温传感器 10-安装支架 11-油压调节器

油压调节器与喷油器相连接，控制供油系统的压力，使喷油器中

的油压与进气管负压之差始终保持在0.24MPa，这样可使喷油量只受

通电时间长短的控制。喷油器根据ECU指令将汽油以雾状喷入进气

管。

电动汽油泵将汽油从汽油箱中吸出，经汽油滤清器过滤后，送往

汽油分配管。汽油分配管将汽油均匀分配到电子控制的喷油器中，喷

油器再适时地将汽油喷入进气管中。汽油分配管上有一个油压调节

器，使汽油压力与进气管压力之间的压力差保持不变，并经回油管将

多余的汽油送回汽油箱。汽油供应系统不断受到汽油冲涤，故经常提

供冷的汽油，从而避免了汽油形成泡沫，改善了高温起动特性。

（1）汽油泵

电动汽油泵的结构如图8-6所示，它是由永磁电动机驱动的带滚

柱的转子泵，主要由驱动油泵的直流电动机、滚柱式油泵、保持汽油

输送管压力不致过高的限压阀和保持剩余压力的单向阀组成。电动汽

油泵安装在汽油箱中，并不断受到汽油冲涤，使电动机充分冷却。汽

油泵的供油量大于发动机的最大汽油需要量，以便所有发动机工况下

都能保持汽油供给系统中的油压。

图8-6 电动汽油泵

l-限压阀 2-滚柱式油泵 3-电动机 4-单向阀 A-进油口 B-出

油口

起动时，只要起动开关起作用，汽油泵就一直工作。发动机一起

动，汽油泵就处于接通状态，ECU经一个外部的汽油泵继电器控制汽

油泵的。为安全起见，在点火开关接通（不起动发动机）及发动机停

止工作时，汽油泵不泵油。

（2）汽油箱

桑塔纳2000GLi型轿车汽油箱内的汽油蒸汽不是排入大气，而是

引入进气管，为此在汽油箱与进气系统之间并联一个汽油蒸汽回收装

置，即活性炭罐，如图8-7所示。

图8-7 活性炭罐部分零件图

1-电源插头 2-活性炭罐电磁阀 3-支架 4-橡胶支架 5-通向发

动机进气系统的管路 6-通气管（来自汽油箱的通气管） 7-螺栓（拧

紧力矩10N·m） 8-活性炭罐（安装在右前车轮罩内）

活性炭罐内的活性炭粒是一种极好的油蒸汽吸附剂，它有很大的

表面积，有利于吸附汽油蒸汽。罐内装有单向止回阀，以防汽油蒸汽

倒流。罐的底部有空气滤网，新鲜空气经滤网进入，从炭粒中带走汽

油蒸汽分子，防止混合气过浓现象。

当汽车停止运行时，在高温作用下，汽油箱内的汽油蒸发产生压

力，使单向阀打开，汽油蒸汽进入活性炭罐，炭粒吸附汽油蒸汽并储

存起来。发动机在热态工作时，活性炭罐电磁阀（N80）在ECU的控

制下打开，通过新鲜空气带走汽油蒸汽，经管路吸入进气管，从而回

收了汽油蒸汽，防止汽油浪费和减小大气污染。

（3）汽油滤清器

电动汽油泵后面接了一个滤清器，它位于中地板下面，包括一个

网目宽为10μm的纸质滤芯及接在后面的纤维质滤网。一块支承板将

滤清器固定在外壳中。滤清器外壳由金属制成，滤清器寿命取决于汽

油的污染程度。

汽油滤清器安装时，注意其上箭头表示汽油的流动方向。

（4） 汽油分配管

汽油分配管的任务是将汽油均匀地分配到所有喷油器中。

汽油分配管具有储油功能，为了克服压力波动，其容积比发动机

每工作循环喷入的汽油量大得多，从而使接在分配管上的喷油器处于

相同汽油压力之下。此外，分配管使喷油器便于拆装。

（5）油压调节器

油压调节器任务是保持汽油压力与进气管压力之间的压力差不

变，从而使喷油器喷出的汽油量仅取决于阀的开启时间。

油压调节器装在汽油分配管上。如图8-8所示，这是一种膜片控

制的溢流调节器，将汽油压力调节到约0.24MPa。它有一个金属外壳。

一个卷进的膜片将此外壳分为两个腔室，一个是弹簧室，有一定预紧

力的螺旋弹簧对膜片施加一个作用力；另一个胶室用于容纳汽油（汽

油室），汽油室直接与供油总管相通。

图8-8 油压调节器

l-进油口 2-回油接头管 3-球阀 4-阀座 5-膜片 6-压力弹

簧 7-进气管接头

（6）喷油器

每个发动机气缸都配置一个电子控制的喷油器，喷油器装在进气

门前的进气道中，其作用是将精确定量的汽油喷到发动机各个进气管

末端的进气门前面。

喷油器由喷油器体、滤网、磁场绕组、针阀、阀体、螺旋弹簧、

调整垫等组成，如图8-9所示。

图8-9 喷油器

l-汽油接头 2-接线插头 3-电磁线圈 4-磁心 5-行程 6-阀体

7-壳体 8-针阀 9-凸缘部 10-调整垫 11-弹簧 12-滤网 13-

喷口

喷油器为电磁式，由ECU的电脉冲控制其打开或关闭。各喷油器

是并联的，当磁场绕组无电流时，喷油嘴针阀被螺旋弹簧压在喷油器

出口处的密封锥座上。磁铁被激励时，针阀从其座面上升约0.1mm，

汽油从精密环形间隙中流出，与空气一起被吸入气缸，并通过旋流作

用在进气和压缩冲程中形成易于点燃的均匀空气汽油混合气。为使汽

油充分雾化，针阀前端磨出一段喷油轴针。喷油器吸动及下降时间为

l～1.5ms。

电子控制的喷油器将汽油喷到各进气歧管末端的气缸进气门前

面。每循环喷入的汽油量基本上决定于喷油器的开启持续时间，此时

间由ECU根据发动机工况算出。

喷油器用专门的支座安装，支座为橡胶成型件。其隔热作用可防

止喷油器中的汽油产生气泡，有助于提高发动机的高温起动性能。另

外，橡胶成型件可保护喷油器不受过高振动应力的作用。喷油器经带

保险夹头的连接插座与汽油分配管连接。

2、空气供给系统主要部件的结构和工作原理

空气供给系统作用是提供并控制汽油燃烧所需的空气量。它主要

包括空气滤清器、节气门体、进气压力传感器、稳压箱和附加空气阀

等组成，如图8-10所示。

图8-10 空气供给系统零件图

l-进气连接管 2-节气门体 3-衬垫 4-进气歧管 5-节气门位置

传感器 6-怠速调节器 7-附加空气滑阀 8-热起动节流器

进气压力传感器与稳压箱相连，它的作用是把进气管内的压力变

化转换成信号输给ECU。ECU根据进气压力和发动机转速推算出每一

循环发动机所需的空气量，同时计算出汽油的喷射量。

由空气滤清器过滤后的空气，由节气门体流入稳压箱并分配给各

缸进气管，空气与喷油器喷出的汽油混合后形成可燃混合气后进入气

缸。

（1） 空气滤清器

空气滤清器为恒温式（如图8-11所示〕，它通过用真空控制阀开

启的大小，来控制进入空气滤清器热空气的多少，从而保持进入发动

机的进气温度为某一恒定值。真空控制阀的开店由温控开关控制，当

进气温度低时，温控开关打开，通向节气门体的真空使控制阀打开热

空气道；当温度高时，温控开关关闭，截断通向节气门体的真空通道，

温控开关关闭热空气道。

（2）节气门体

节气门体（如图8-12所示）位于空气滤清器和稳压箱之间，与

加速踏板联动，用以控制进气通路截面积的变化，从而实现发动机转

速和负荷的控制。为检测节气门位置的开度大小，在节气门轴的一端

（下端）装有节气门位置传感器，用来向ECU传递节气门的开度信号。

节气门体上装有旁通道，当节气门关闭、发动机怠速运转时，汽

油燃烧所需要的空气由怠速旁通阀进入发动机。为自动控制怠速转

速，在怠速通道中设置了可以改变通道截面积的旋转滑阀式怠速凋节

器，如图8-13所示。

图8-11 空气滤清器

l-滤芯 2-空气滤清器上部 3、13-夹箍 4-进气软管 5-夹箍

（固定与节气门体连接的进气软管） 6-通向怠速调节阀的进气软管

7-曲轴箱排气管 8真空管（通向节气门体） 9-真空管（通向真

空控制阀） 10-热空气导流板 11-固定螺母 12-热空气软管（连

接热空气导流板和空气滤清器） 14-真空控制阀 15-空气滤清器下

部

图8-12 节气门体、怠速调节器及汽油分配器

1、14、18、20、21、37、42-螺栓（拧紧力矩10N·m） 2-垫圈 3、

10、40-橡胶垫 4-怠速调节器 5、24-密封垫 6-连接体（用于安

装怠速调节器） 7、9-套管 8-橡胶管 11-进气歧管 12-垫片

13-连接体（用于安装进气压力和进气温度传感器） 15-密封圈 16-

进气压力和进气温度传感器 17-螺栓（拧紧力矩3N·m） 19-隔热

板 22-螺栓（拧紧力矩21.6N·m） 23-节气门体（节气门体上的

限位螺钉在工厂内已经调好，不得改变） 25、36、41-垫圈 26、

34-橡胶垫 27-螺栓（拧紧力矩20N·m） 28-节气门位置传感器

29-螺栓（拧紧力矩2N·m） 30-卡簧（固定油压调节器） 31-油压

调节器 32-汽油分配管 33-喷油器 35-密封圈（损坏后要及时更

换） 38-进气歧管密封垫 39-气门罩盖 43-螺栓（拧紧力矩6N·m）

图8-13 旋转滑阀式怠速调节器

1-接线插头 2-外壳 3-永久磁铁 4-电枢 5-空气通道 6-转

速调节滑阀

在冷起动结束后、发动机进入暖机阶段，发动机需要附加的暖机

加浓。附加空气滑阀（见图8-10中7所示）作为节气门的旁通阀，

根据发动机温度向发动机输送附加空气。在计量空气量时，已考虑到

这部分附加空气量，喷油器会输送更多的汽油。发动机温度升高时，

附加空气滑阀减少通往节气门的旁通支路中的附加空气量。

附加空气滑阀由一孔板控制，而孔板又由一个双金属片控制。孔

板控制分通管道（即旁通阀）的开启截面，双金属片是用电加热的，

随着发动机温度的上升，它逐渐减小附加空气滑阀的开启截面。附加

空气滑网安装位置选在发动机上易感受其温度的部位。从而当发动机

暖机结束后，附加空气滑阀不再工作。

当减速时，驾驶员突然松开加速踏板，节气门迅速关闭，进入气

缸的空气量急减，发动机输出功率大幅度下降，导致不应有的冲击，

甚至熄火，为了防止这种不良现象的产生，在节气门外部设有节气门

缓冲装置，如图8-14所示。

图8-14 节气门缓冲装置

1-空气滤网 2-阻尼孔 3-阻尼弹簧 4-膜片 5-杠杆 6-节气

门

3、控制系统的主要部件

控制系统的作用是收集发动机的工况信息并确定最佳喷油量、最

佳喷油时刻及最佳点火时刻，它由电控单元（ECU）、水温传感器、氧

传感器、节气门位置传感器、进气温度传感器、进气压力传感器、爆

震传感器及霍尔传感器等组成。传感器是检测发动机实际工作状况、

感知各种信号的主要部件，并将各种信号传送给ECU，ECU通过计算

分析后，发出相应指令，使发动机在最佳的工作状态下工作。

（1）电控单元

电控单元俗称电脑或ECU。ECU是一种电子综合控制装置，它是电

子控制汽油喷射装置的控制中枢，它由模拟数字转换器，只读存储器

ROM，随机存储器RAM、逻辑运算装置和一些数据寄存器等组成。它

通过分析各种传感器提供的发动机工况数据，并借助于编好程序的综

合特性曲线，发出喷油器和点火提前角的控制脉冲。ECU安装在驾驶

员仪表板下，如图8-15所示。

图8-15 ECU及氧传感器和水温传感器

1-接线插头 2-ECU 3-固定板 4-插头连接 5-氧传感器 6-搭铁

线 7-接管 8-O形圈 9-水温传感器 10-接线插头

ECU在更换后，应与发动机相互匹配，并进行怠速检测。氧传感

器安装在排气管内，安装力矩为50N·m，需用“G5”润滑螺纹，但

“G5”不得进入传感器体的缝隙。在折卸水温传感器之前，排泄掉冷

却系统内的部分冷却液。

ECU的端子如图8-16所示，端子的用途如表8-l所示。

图8-16 ECU端子

（2）节气门位置传感器

节气门位置传感器安装在节气门体上，用来检测节气门的开

度，它通过杠杆机构与节气门联动，进而反映发动机的不同工况（怠

速、加速、减速和全负荷等）。此传感器可把发动机的这些工况检测

后输入ECU，从而控制不同的喷油量。

表8-1 ECU端子用途

端子 条件 端子用途 标准值

9 系统电压 用遥控装置驱动 电源

0Ω 搭铁端 2、5、

13和

25

进气温度传感160～300Ω

8和9

器

起动时，并逐渐踏空气流量计 电阻值会变化

8和7

下加速踏板

8和5 空气流量计 340～450Ω

21 系统电压 点火开关“ON”

冷机：1080～ 水温传感器

2750Ω 10和

热机：150～25

500Ω

4 起动机运转时 起动信号 蓄电池电压

3

遥控装置驱动时，节气门位置传

节气门全开 感器

14

节气门全闭 感器

1、4缸喷油器电 3.9～4.5Ω

9和12 阻器

9和24 2、3缸喷油器电

阻器

点火开关“ON”，1与点火线圈端

1

处有“+”电压 子1连接

15和

20，再断开点火控

20

制插头，并检查端

应是0Ω 用导线连接15和

遥控装置驱动时，节气门位置传

子16和17间电阻

节气门位置传感器属于开关触点式，如图8-17所示。它主要由

活动触点、怠速触点、功率触点。节气门轴、控制杆、导向凸轮和槽

等组成。活动触点可在导向凸轮槽内移动，导向凸轮由固定在节气门

轴上的控制杆驱动。

图8-17 节气门位置传感器

l-导向凸轮 2-节气门轴 3-控制杆 4-活动触点 5-怠速触点

6-功率触点 7-连接装置 8-导向凸轮槽

（3）进气压力传感器

进气压力传感器与稳压器相连，用以将进气管内的压力变化转换

成电信号。它与转速信号一起输送到ECU，作为决定喷油器基本喷油

量的依据。

进气压力传感器采用半导体压敏电阻式（全称是进气歧管绝对压

力传感器）。它由硅膜片、集成电路、滤清器、真空室和壳体等组成，

如图8-18所示。硅膜片是压力转换元件，它是利用半导体的压电效

应制成的。硅膜片的一面是真空室，另一面是导入的进气压力。集成

电路是信号放大装置，它的端头与ECU连接。

图8-18 进气压力传感器

（a）平面图 （b）立体图

1-硅膜片 2-真空室 3-集成电路 4-滤清器 5-进气端 6-接线端

发动机工作时，从进气管来的空气经传感器的滤清器滤清后作用在

硅膜片上，硅膜片产生变形（由于进气流量对应着相应的进气压力，

故进气流量越大，进气管压力就越高，硅膜片变形也就越大）。硅膜

片的变形，使扩散在硅膜片上电阻的阻值改变，导致电桥输出的电压

变化。传感器上的集成电路将电压信号放大处理后，作用进气管压力

信号送到电控单元，此信号成为电控单元计算进入气缸空气量的主要

依据。

（4）进气温度传感器

进气温度传感与进气压力传感器一体安装于节气门之后的进气

管上，用以检测进气温度，测量进气温度的目的是为了确定进气的密

度，它与进气压力传感器联合使用，可以准确地反映进入气缸的空气

量。进气温度传感器的材料采用负温度系数（NTC）热敏电阻，ECU

根据进气温度传感器检测到的进气温度修正喷油量，使发动机自动适

应外部环境的变化。

（5）水温传感器

水温传感器作用是测定发动机冷却液温度，并将它变为电信号送

入ECU，为其修正喷油量提供重要依据。

水温传感器装在发动机的冷却液回路中，如图8-19所示。目前是

利用负温度系数半导体电阻来测定温度。负温度系数的电阻在温度上

升时，其电阻值是下降的。

图8-19 水温传感器

1-负温度系数电阻 2-外壳 3-电气接头

（6）爆震传感器

爆震传感器安装于气缸体上，如图8-20所示。它能将发动机爆震

情况转换成电信号，输入给电控单元，供其修正点火时刻。

图8-20 爆震传感器的安装位置

爆震传感器是一种固有频率大于25kHz的宽带加速度传感器，

控制元件由压电陶瓷制成。为了隔热，传感器用塑料套包起来，允许

工作温度为130℃。

（7）氧传感器

氧传感器（λ传感器）又称空气汽油混合比传感器，用以控制发

动机的燃烧状况，随时向ECU提供修正喷油量的电信号。氧传感器装

在发动机排气管上，伸入到废气流中，外电极端受废气拂过，内电极

端与外界空气接通。

氧传感器基本上由一专用陶瓷体构成，其表面装有可透气的铝电

极，如图8-21所示。传感器起作用的原理是陶瓷材料为多孔的，允

许空气中的氧扩散（团体电解质），陶瓷在高温下是导电的。如果两

电极端的含氧量不一样，则电极上产生一个电压，即测定出排气管中

的含氧浓度，并随时向ECU反馈信号来修正喷油量，以保证空气和汽

油混合气过量空气系数a=l.00（理想混合气）。

图8-21 氧传感器

l-接触部分 2-陶瓷衬套 3-传感陶瓷 4-护套（排气端） 5-电线

接头 6-碟形弹簧 7-护套（空气端） 8-外壳（-） 9-电极（-）

10-电极（+）

氧传器的安装位置如图8-222所示。传感器陶瓷体固定在支架上，

它有护套及电线接头。

图8-22 氧传感器安装位置

（8）霍尔传感器

霍尔传感器安装在分电器内，用以检测发动机曲轴的转角和转

速，为ECU点火时刻和喷油时刻提供电信号。