理论教育 电控发动机故障分析方法及检修技术

电控发动机故障分析方法及检修技术

时间:2023-10-07 理论教育 版权反馈
【摘要】:换件法比较 换件法就是将怀疑有故障的元器件用无故障的元器件替换的方法。断开发动机插接器后,电控单元启用失效保护功能,冷却液温度信号的失效保护预定值为19.5℃,这样与常温相接近,所以能够起动。

电控发动机故障分析方法及检修技术

1.望闻问切法

首先是问诊法,问诊时除了要听清楚客户对车辆故障的描述外,还要针对不同的故障现象,引导客户补充必要的故障说明以供维修参考。

(1)询问故障情况 询问时需了解的内容:该故障出现在什么时候(早上、中午或晚上等),出现了多久,出现故障的现象怎样,在什么路面情况下出现(烂路、泥路、水泥路面或沥青路面等),在什么天气或温度下出现(下雨、雪、炎热或寒冷等),何人驾驶(驾驶习惯),何种工况(起动、怠速、加速或减速,巡航等),如果属于周期性故障还要询问以往是否在其他地方修过以及修过什么等。要注意,不同的故障所询问的参考资料不尽相同。

(2)核实故障现象 问清楚故障现象后,要根据故障情况进行核实,必要时邀请车间主管或试车员进行路试确认,核实工作是非常重要的,因为客户本人并不是专业人士,对于汽车本身的认识处于很粗浅的阶段,有时很难说清楚是哪个系统出了故障或者该现象对于某种车型来说并不一定是故障,如果照搬车主的叙述直接制定工作单而不进行核实,就有可能使下一步的维修工作陷入误区。

通过以下实际案例对上述步骤加以理解:客户报修项目为发动机早上有时难起动。由于接车员缺乏经验,没有问清楚难起动的具体故障现象(起动机是否工作有力等),就直接按照客户描述制定了早上难起动的维修接车单,车间维修人员按照发动机起动的三要素(压缩压力、点火及空燃比)进行检查,两天过后却没有发现异常,也试不到难起动的故障现象,无奈之下只好交车,就在准备交车时却发现发动机真的不能起动了,同时也发现了不能起动的真正现象,即在转动点火钥匙起动时起动机没有反应,很快检查到是起动机的50号供电端子的插头腐蚀松动,造成电池电源不能供给,使起动机不能工作。因为该车进厂后一直停放在维修工位上不曾移动,准备洗车交车,移动车辆时碰巧就出现了故障。如果接车人员能将故障现象问得更清楚一些,那么就不会浪费两天的时间了。

问诊法虽然能直接反映故障的一些情况,但是要注意客户毕竟不专业,描述故障的能力有时是有限的。有些故障其实是可以摸出来的,这就是触摸法。通常就是通过感受元器件的温度(也有用手感觉一些元器件的振动),来判断元器件的好坏,如点火线圈、点火模块高温就可以判断点火线圈、点火模块损坏;导线发热说明连接不好或有短路现象,如搭铁线发热就是搭铁不良;电池接柱发热一般可以说明接柱上有锈。

除了触摸法,还可以使用观察法、听诊法和闻诊法。例如,观察发动机冒蓝烟就是烧机油,冒黑烟就是混合气燃烧不完全,冒白烟就是可能有水进入了气缸。观察法应用最多的是观察火花塞的颜色、氧传感器的颜色等,火花塞的状态如受潮、熏黑、绝缘体表面形成沟痕、电极消耗等都能目测出来。听诊法主要用于对异响的诊断,闻诊法主要用于对排气、线路短路等的诊断,这里不再赘述。

2.比较法

(1)是否参与工作比较 通过一定的手段,使需要判断的系统(或元器件)工作或不工作,来判定该系统(或元器件)是否损坏。例如:

①断缸法。通过断开某气缸的高压线或喷油器插接器,使该气缸不工作,以判定该气缸是否工作良好。

②断开EGR系统的连接管,以判断EGR是否参与工作。

③断开EVAP系统的连接管,以判断EVAP系统是否参与工作。

④断开三元催化转化器与排气管的连接,以判断三元催化转化器是否堵塞。

(2)换件法比较 换件法就是将怀疑有故障的元器件用无故障的元器件替换的方法。无故障的元器件可以是备用的新件,也可以是其他同类车上的元器件,或者是将同一台发动机的同样的元器件调换,如有的发动机有多个同样结构的点火线圈,就可以采用元器件调换法。

在维修过程中,要注意经常出现以下情况:当维修人员找到了故障原因,采取相应措施,更换相应的配件后,故障并没有排除。这时,维修人员首先想到的是故障判断可能有误,于是又考虑其他相关因素,进行故障排除。结果操作了半天,还是觉得第一次故障判断、排除并没有错。再仔细检查,发现原来换上的配件质量存在问题。那为什么一开始维修人员考虑不到呢?关键是这些配件都属于正品,使维修人员对其不敢产生怀疑。

(3)利用保护功能来比较(拔插接器法) 有些传感器有故障,但是电控单元并没有发现,依然按照传感器的信号来控制喷油和点火,这就有可能产生各种各样的故障。利用发动机的失效保护功能,把传感器信号断开(点火开关关闭的情况下拔下连接插头),让发动机利用失效保护功能来工作,这样来判定传感器是否异常。例如,发动机有起动征兆,但是无法起动。如果怀疑空气流量计有故障,但是又没有故障码。这个时候可以拔下空气流量计的插接器,让电控单元起动失效保护功能对空气流量计的信号进行忽略。如果发动机能够起动,故障的原因可能是空气流量计,否则故障的原因可能不是空气流量计。应用这种方法时要注意拔下插接器的时候须断开点火开关。现用以下案例说明此方法的运用:

桑塔纳2000发动机起动困难,拔下冷却液温度传感器后,发动机能起动,更换冷却液温度传感器后故障排除。故障分析:发动机冷却液温度传感器给电控单元错误信号,使混合气及点火提前角与当前工况不匹配。断开发动机插接器后,电控单元启用失效保护功能,冷却液温度信号的失效保护预定值为19.5℃,这样与常温相接近,所以能够起动。

3.排除法

汽车电控发动机和化油器发动机故障一样,它的某一故障产生可能是由多种原因造成的。因此在排除故障时,可按传统方法,把这些影响因素一一列出来,按步骤进入问题的实际部位,称为排除法。例如,电控发动机的点火系统不能产生高压火花,可以先检查容易检查的部件,如火花塞、高压线、点火线圈(高压包)、导线等,再检查传感器信号和发动机电控单元的控制,如果都没有问题就检查点火模块的电源线及搭铁线,如果也没有问题就需要更换点火模块。利用排除法可以检查那些较难检查的部件,也比较快地发现故障的部位。例如,丰田汽车发动机的点火模块上一般都有IGT点火信号和IGF点火确认信号,如果电控单元没有收到IGF信号就会停止发动机的燃油供给,切断喷油器喷油电路,反过来,只要喷油器喷油正常就能初步判断有IGT和IGF信号,在发动机无法起动的情况下,如果系统中没有高压火,而喷油器喷油电路正常就可以判断故障在火花塞、高压线及点火线圈、点火模块,初步排除曲轴位置转速信号及电控单元存在故障的可能性。

4.利用电控发动机正常工作三要素来分析诊断故障

所谓电控发动机正常工作三要素是指气缸能建立足够的气缸压力、足够的点火能量与正确的点火时刻、发动机在不同工况下要求不同浓度的混合气(混合气要能进入气缸和废气能排出)。三要素可简称为油、压、火。运用此法时须注意:火花塞或高压线在气缸外跳火并不代表火花塞就能在气缸内跳火,更不能说明火花是符合要求的;油管内有油压并不能说明油就进入了气缸,更不能排除混合气引起故障的可能性。

5.利用氧传感器信号特征诊断法

利用氧传感器输出电压随混合气的浓度变化而变化的特性,检查和诊断电控发动机故障的方法,称为氧传感器诊断法。这种方法主要诊断在氧传感器完好的情况下,由空气系统、燃油或者机械部分引起混合气过稀或过浓的原因。诊断步骤如下:

1)检查氧传感器,确定氧传感器良好(参照氧传感器的检查)。可人为加浓混合气(拔下燃油压力调节器的真空管)和调稀混合气(L型发动机可拔下其他的真空管,D型发动机可利用手动真空泵给燃油压力调节器施加负压)检查氧传感器的感应电压,以确认氧传感器的性能。

2)根据氧传感器的电压来检查混合气过浓或过稀的原因。

6.读取故障码法

故障码的读取方法有两种:一种是手工读码法;另一种是利用故障诊断仪来读取故障码。目前维修时绝大多数是利用故障诊断仪来读取故障码,读码前一定要排除MIL的故障。

1)在进行故障码分析时,建议按照以下步骤进行:

①首先读取并记录(可打印)所有故障码。

②清除所有故障码。

③确认故障码已被清除(再次读取故障码时,应显示此时无故障码)。

④模拟故障产生的条件进行路试以使故障重视。

⑤再读取并记录此时的故障码。

⑥区分间歇性(软)故障码和当前(硬)故障码。

⑦区分与故障症状相关的故障码和无关的故障码。

⑧区分诸多故障码或相关故障码中的主要故障码(它可能是导致其他故障码产生的原因)。

⑨按照上述分析,进一步精确地检查测量故障码所代表的传感器、执行器或控制单元及相关的电路状态,以便确定故障点发生的准确位置。

车辆类型不同手工读码的方法也不一样,读取故障码一般分为三个步骤:首先进入自诊断测试,也称为读取故障码的操作方法或触发故障码;然后读取故障码;维修完毕后清除故障码。

故障码的触发方式有很多类型,以下列举三种:

a.点火开关位于“ON”,不起动发动机,用跨接线跨接“诊断输入端子”和“搭铁端子”。丰田佳美等系列汽车是跨接诊断插座内端子TE1和E1三菱车系、本田车系短接A和B。

b.转动电控单元上的“诊断开关”,日产ECCS喷射系统属于此类。

c.将点火开关在5s内由ON→OFF→ON→OFF→ON依次完成一个循环,北京切诺基汽车属于此类。

进入自诊断测试状态时,不同的自诊断模式,将完成不同的诊断测试功能。一般有两种诊断测试模式:一种是静态测试(KeyONEngineOFF,KOEO)模式,即点火开关置于“ON”位置,在发动机不运转情况下测试。测试的目的主要是提取存储器中的间歇性故障的故障码和在静态测试状态下发生故障的故障码。另一种是动态测试(Key ON Engine Run,KOER)模式,在发动机运转的情况下测试,该模式测试的目的是读取在动态测试状态下发生故障的故障码;或进行混合气成分的监测。

当故障码被触发以后,就可以读取了,故障码的显示方式也有很多的种类。以下列举三种:

a.数字显示,在部分豪华级轿车上采用数字直接显示故障码。

b.用LED(发光二极管)显示,LED可以安装在电控单元中或设置在诊断插座上。

c.用“CHECKENGINE”警告灯闪烁显示,如图9-1所示,故障码不同,闪烁的频率不同。

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图9-1 故障灯的位置及显示方式

维修完毕后故障码信息仍保留在存储器中,因此故障排除后,应设法将存储器中无用的故障码清除。清除的方法如下:一般汽车可拆下蓄电池的负极至少10s以上,以清除故障码,气温低时断电时间可适当延长。很多有防盗的汽车不允许用上述方法,那么可拔下“EFI”熔丝30s以上,以清除故障码。

现在读取故障码一般都是使用汽车故障诊断仪,手工调码因为调出的故障码需要查询其含义,必须具备完整的维修资料才可以,目前应用不多。这里以奇瑞A250轿车为例简单介绍发动机控制系统故障码的人工读取方法及故障码含义。

2006年上市的奇瑞A5轿车,搭载的是SQR484F发动机,排量是2.0L,当电控系统有故障时,接通点火开关,仪表板上的故障指示灯将一直点亮。

该系统采用“K”线通信协议,并采用ISO 9141—2标准诊断座,其中用于发动机管理系统EMS的是标准诊断座上的4、7和16号插脚,4号插脚连接车上的搭铁线,7号插脚连接电控单元的71号插脚,16号插脚连接蓄电池。将诊断座的7号插脚搭铁超过2.5s后,仪表板上的故障指示灯将闪烁显示故障码的数值,如故障码P0302的闪码方式为:连续闪10次—间歇—连续闪3次—间歇—连续闪2次。如果系统没有故障,将诊断座的7号插脚搭铁超过2.5s后,仪表板上的故障指示灯以2Hz的频率闪烁。手工读码后需要查询故障码的含义,这就需要很多的维修资料(表9-1),所以不是很方便。

9-1 发动机故障码

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2)故障码指示的是电控单元所控制的仅发动机的电喷部分,而无法兼顾(监测)发动机的全部(尤其是纯机械部分)。通过解读故障码,大多能正确区别故障可能发生的原因和部位。有时也会出现判断失误,造成误导。实际上,故障码仅是一个是或否的界定结论,不可能指出故障的具体原因;若欲判定故障部位,还需根据发动机的故障现象,进一步分析和检查才能做到。

①在电控单元自诊断系统正常的前提下,若发动机有故障现象而故障警告灯未亮(即无故障码出现),这些故障往往与电喷控制系统无关。因此,在进行维修时,必须首先正确区别故障的发生部位和表现特征,方能准确、迅速地判定和排除故障。

此时,应按传统发动机故障的判断步骤进行排查,切记不要盲目检查电控系统的执行器、传感器和电路,否则不仅徒劳无功,稍有不慎反会损坏与电控单元相关的某些器件。例如,当火花塞的高压线有缺陷时,往往会出现怠速不稳、加速断火、排气“放炮”等故障现象,而电控单元并不能检测到这类故障。

②电喷发动机控制系统的工作可靠性很高,使用中出现故障的概率很小。故在一般的检修中不要随便拆检其器件或无意识地拆除其插接器或导线(尤其是电控单元的有关部分)。只有在确认发动机本身及点火系统已排除机械类故障后,才可对其进行检查。检查时,要根据本车型资料,按规定的程序和要求进行。

③即便是电喷控制系统本身的故障,往往也是以一般的机械故障形式出现,如接线不良、喷油器或滤清器脏污堵塞、进气道有积炭等。

因此,在对电控单元自诊断系统所显示的故障进行检查时,也应首先从简单的机械故障查起。尤其是显示“进气系统故障”时,应特别注意加注机油口和机油尺管孔是否密封可靠、空气流量计与进气系统相配零件是否松脱、进气歧管压力传感器的真空软管是否破裂或密封不严甚至脱落等。

④自诊断系统也有显示不出来的传感器故障。电控单元在对传感器信号进行检测时,只能接收其内设范围以外的(传感器)超常信号,从而判别传感器有无故障。

一般在解读故障码后,只要对相应的传感器、插接器、导线进行检查,找到并排除断路、短路的故障点,即算成功。但是,若因某种原因使传感器的灵敏度下降(虽在电控单元设定的范围内,但反应迟钝、输出特性偏移等),则自诊断系统就检测不出来了。尽管发动机确有故障表现,但自诊断系统却输出了表示无故障的正常故障码。这时就应该根据发动机的故障症状进行分析判断,继而对传感器单体进行针对性的检测,以找到并排除传感器的故障。

例如,当发动机怠速不稳并伴有行驶中发动机运转失调,系统又无故障码输出时,首先值得考虑(怀疑)的便是空气流量计或者进气歧管(真空)压力传感器出现了故障。因为这两个传感器性能的好坏直接影响到基本燃油喷射量,尽管此时没有显示相应的故障码,也应该对它们进行检查。

⑤故障码所指示的内容有可能不是故障的部位。维修不当会引发错误的故障码,如在发动机运转过程中,若随意拔下传感器插头进行试验,则每拔下一个传感器插头,电控单元就会记忆一个相应传感器的故障码。另外,若上一次对电喷汽车修理后,由于操作不当而未能完全消除旧的故障码,那么在本次读码时,那些残存的旧码仍然会重复显示,给维修工作带来混乱及困难。

自诊断系统可能显示错误的故障码,是由于工况信号失误而引起的。例如,一辆搭载V6发动机的奥迪2.8L轿车,故障码显示的是“冷却液温度传感器短路或断路”故障;而发动机的故障症状却是无论冷车或热车都不好起动,并且伴有回火、怠速不稳,发动机的转速始终无法提高。显然这些故障与冷却液温度传感器的关系并不密切(检查冷却液温度传感器,并无故障)。后经调查询问才知道该车曾加注过含铅汽油。当将三元催化转化器从车上拆下后,发动机工作恢复正常,剖开三元催化转化器后,发现其内部严重堵塞,可断言该车的故障是由此而引起的。

有一些特殊的故障码值得注意,如大众汽车公司警告说,如果在以下车型的发动机中加注了过量的机油,就会导致在PCM中激活失火诊断故障码:最新型的高尔夫捷达帕萨特、箱式货车和新型甲壳虫。大众汽车公司建议,发动机的机油灌注量应比最大容量小0.57L左右。加注适量的机油后,可起动发动机,将它预热至正常工作温度。这时,关掉发动机,等候约3min,检查量油尺。最后,如有必要,再灌注0.57L机油。

虽然有些故障码所指的并不是故障的真正部位,但有时也能利用故障码来分析故障的真正原因。例如,出现失火的故障码,不能简单地理解为点火系统出了故障,要理解其原理。

如图9-2所示,电控单元监控失火故障是这样的:电控单元通过监测发动机转速的不均匀性,判断失火的存在;失火气缸特征和失火模式判断;通过曲轴转角周期进行数学处理,生成诊断参数,诊断参数大于某一特定值时,判断为失火并且开始计数。失火判断:当失火计数器在大于某特定基准值时,判断为失火监控故障。缺火故障码通常是由以下原因造成的:真空泄漏、燃油压力低、喷油器脏或点火问题等。OBD-Ⅱ自诊断系统能跟踪缺火直至个别气缸,缺火率在2%以下为正常。但若汽油中有水或其他原因造成的汽油品质下降,会导致缺火率超过限值而触发故障码。(www.daowen.com)

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图9-2 电控单元对失火故障的监测

7.参照流程图(表)

流程图(表)用来表示从开始到结束的维修步骤,别克GL83.0L(LW9)发动机控制系统废气再循环(EGR)流量不足的故障DTCP0401的诊断流程见表9-2。

9-2 别克GL83.0L(LW9)发动机废气再循环(EGR)流量不足的故障DTCP0401的诊断流程

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(续)

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8.故障征兆模拟诊断方法

对于发动机电脑控制系统的疑难故障可以利用故障征兆模拟的方法进行检测诊断,此方法实际上就是以调查研究和科学试验的方式,让待修车辆以相同或相似的条件和环境再现其故障,然后经过模拟验证和分析判断后,确切诊断出故障原因和部位。故障征兆模拟诊断方法主要有以下三种:

(1)振动模拟法 在问诊的时候如果客户提到在颠簸的道路上才出现故障时,可采用此方法。振动模拟法可以用来检查导线插接器是否松脱或断路,如轻轻摇动插接器或配线即可;用手轻拍传感器、继电器或其他零件,检查其是否失灵。以下案例检修时就是运用了振动模拟法。

捷达前卫行车偶尔熄火,用V.A.S5051检测无故障码,检测燃油压力正常,经试车当熄火时发现无高压火,检测线路无发现异常,检测点火线圈电阻正常,高压线火花塞均正常。用木槌敲击点火线圈时忽然熄火,更换点火线圈后多次试车故障消失。

(2)增减模拟法 在发动机电脑控制系统疑难故障的检测诊断中,针对油路和电路故障常采用增减模拟法。它是利用在油、电路中增减载荷模拟验证油、电路的故障症状,以诊断由载荷(负荷)而引起的疑难故障。当怀疑故障可能是用电负荷过大而引起时,可逐个接通电气负载,检查是否发生故障。

由载荷(负荷)大小所造成的故障,必须在与产生故障时相似的载荷条件下再现,一般常用以下两种增减模拟法进行检测诊断:增加模拟方法和减少模拟方法。

(3)输入模拟法 在电控发动机检测诊断工作中,经常会遇到电路被改动的车辆,给发动机电脑控制系统的检测诊断带来许多困难。例如,车载自诊断检测不能进行,原车的电路图也不能直接使用,检测诊断前还要辨清被改动过的电路部分。在这种情况下,通常采用输入模拟法对发动机电脑控制系统进行检测诊断。输入模拟法实质上就是怀疑电路中某些元器件有故障,将电路参数(电阻、电压、电流)输入到相关的元器件,进行模拟验证后诊断故障。以下是三种基本输入模拟法。

1)电阻输入模拟法。电阻输入模拟法又称为串联法,是以电阻元件代替某些被怀疑损坏的电阻式传感器,进行模拟验证,以便诊断该传感器是否损坏。例如,怀疑冷却液温度传感器可能损坏时,可将一个与冷却液温度传感器阻值相似的电阻(或直接使用可变电阻),串接在冷却液温度传感器的插接器上,进行模拟验证,以便诊断该冷却液温度传感器是否存在故障。

2)电压输入模拟法。电压输入模拟法又称为并联法,是以外接电压或用合适的元器件,来代替某些被怀疑损坏的传感器,进行电压信号模拟验证,以便诊断该传感器是否损坏。利用电压信号模拟还可以诊断除了损坏的传感器以外,其他电子设备性能的好坏。

3)电流输入模拟法。在发动机电脑控制系统的检测诊断中,利用万用表的电流档,对怀疑有故障的电阻式元器件施加电流,即模拟电子元器件工作状态以诊断故障,该方法诊断故障较为精确、实用。例如,在诊断发动机电脑控制系统电子设备的故障时,经初步诊断后,可通过模拟晶体管的导通状态,去判断电子设备的工作性能。用万用表给晶体管基极输送电流,设法使晶体管导通,进而触发电子设备进入工作状态,以诊断故障部位。

(4)状态模拟法 状态模拟法是根据发动机电脑控制系统检测诊断时,将电子电路中怀疑有故障的元器件的某电路状态改变,即将局部电路或某一元器件断电,或在通电状态下进行检测,以此来诊断故障。这种方法的优点是不将元器件从电路板上脱焊下来,而直接在电子设备上进行模拟检测。以下是两种常用的状态模拟检测诊断方法。

1)断电模拟法。当怀疑某晶体管有故障,以及对电路电压不清楚时,可采用断电模拟法检测诊断。使用较多的是晶体管基极电流切断法,即将发射极和基极之间暂时短路,其集电极负载电阻两端的电压降通常为0V,如果能测到任何电压,即可诊断出晶体管损坏。还可以将万用表接在晶体管的集电极和发射极两端,然后再将基极和发射极之间短路,这时万用表的读数应为电源电压值。如果不是电源电压值,则可判断出晶体管损坏。

2)通电模拟法。通电模拟法是在电路通电状态下进行电压测定的方法,可检测发动机电脑控制系统电子设备中的晶体管和IC的好坏。在晶体管处于放大状态时,分别测定硅管的电压为0.6~0.7V,锗管的电压为0.2~0.3V,否则为晶体管损坏。

(5)加热法 当怀疑某一部件可能是受热而引起的故障时,可用加热法。此方法也可以引申为降温法,这里不再赘述。加热时要注意温度,一般选用电吹风机加热可避免温度超过60℃,从而避免电子器件损坏。

(6)水淋法 当故障在雨天或高湿度环境下产生时,可用水喷淋在车辆上,检查是否发生故障,但应注意不可将水直接喷淋在发动机的电控零件上。

9.读取数据流法

把电控系统的一些主要传感器和执行器正常工作时的参数值(如转速、蓄电池电压、空气流量、喷油时间、节气门开度、点火提前角和冷却液温度等)提供给维修者,然后按不同的要求进行组合,形成数据流或是数据块。这些标准数据流是厂方提供的,或者是车在行驶过程中,故障自诊断系统把各种有关数据资料记录下来。使用中,这些数据资料可通过故障诊断仪,把各种传感器和执行器输入或输出的瞬时值以数据的方式在显示屏上显示出来,这样可以根据汽车工作过程中各种数据的变化与正常行驶时的数据或标准数据流对比,诊断出电控系统故障的原因。

在进行数据分析时要注意以下原则:仔细分析各个参数在发动机各种工况下的数值是否异常,大多数参数需要和其他的参数进行组合分析,必要时还要对此参数采用波形分析。其中不同的参数需要不同的检查方法,如参数的数值范围是否正常;参数的变化幅度及灵敏度;参数的稳定性,在稳定工况时很多参数应该是比较稳定的,尤其要注意变化不定的执行器的参数。下面以广州本田2003年款CM5发动机数据列表中的参数为例进行说明。

1)发动机转速。由发动机转速传感器(CKP)信号转换来的重要参数,由于此信号非常关键,所以往往一旦有故障会造成发动机无法起动,在怠速工况时,也可以作为怠速稳定性的判断数据。

2)车速(km/h)。控制VTEC系统的打开、关闭,在高速行驶时的燃油切断控制,控制在驾驶期间的空燃比调整,用于车速表。

3)冷却液温度传感器(ECT)。一定要注意故障诊断仪的数据显示和实际的冷却液温度是否相同。如果不同会影响控制喷油量、怠速、点火正时、VTEC、起动等。

4)进气温度传感器(IAT)。它用于喷油量和点火的修正信号,须真实反映进气温度。

5)进气歧管绝对压力传感器(MAP)。此传感器的信号在D型发动机中是非常重要的信号,它与进气温度信号一起反映空气量,应非常灵敏。读取数据流时,改变节气门的大小看数值的变化情况。

6)大气压力传感器(EARO)。不同海拔时的标准数据要参考维修资料。

7)节气门位置传感器(TP)。检查节气门位置传感器的全部数据,从全闭到全开。要注意与标准值进行比较。

8)空燃比传感器。注意本田雅阁CM5发动机的空燃比的单位是mA,是一个电流变化信号,用于检查废气中的氧含量。

9)空燃比过量空气系数。表示目前实际的混合气的浓度情况,显示>1时表示混合气稀;等于2时,发动机将熄火;显示<1时表示混合气浓。

10)ST燃油微调——短期性燃油调整(计算)。这是燃油供给系统中非常重要的参数,它的含义是对燃油供油量的短期修正,当氧传感器反馈给电控单元的信号表明混合气过稀时,ST燃油微调数值将增加,同时PCM将控制喷油器脉宽使之更长些。

在燃油供给系统开环控制时,ST为1,表明此时PCM会忽略氧传感器的数值,执行开环控制。开环控制的工况有:起动时,起动后的一段暖机时间,氧传感器的温度未到正常值时,大负荷,中断供油时,氧传感器有故障时等。

在开环控制时影响供油量的原因有:燃油系统压力不足;用来控制喷油量的传感器信号不准确;进气系统有漏气(包括从EGR等系统泄漏的);气缸工作不正常。

在闭环工况下,正常时ST将会在1左右变化,当同样发生以上故障时,PCM会根据A/F传感器反馈的信号进行喷油脉宽的修正,尽量保证在闭环工况时混合气的浓度在理论空燃比附近。

ST数值的变化范围为0.69~1.47,0.69是达到了调稀混合气的极限,已经无法调整,如果这时氧传感器仍然传来混合气浓的信号,有的车型设置了故障码,故障码内容为氧传感器信号过高;1.47是达到了调浓混合气的极限,已经无法调整,如果这时氧传感器仍然传来混合气稀的信号,有的车型设置了故障码,故障码内容为氧传感器信号过低。有的车型没有故障码,但有油耗增压、排放增加等故障现象。

当ST燃油微调的数值没有在范围内时,说明有故障。根据数值和其他的故障现象进行诊断。

11)LT燃油调整——长期性燃油调整(计算)。从短期性燃油调整数值中获得,用于燃油供油量的长期性修正,用于开环控制时确定基准喷油量,如果显示的数值不是1,表明存在长期的影响,造成了需要调整基本喷油量。

例如,喷油器磨损,喷油量就多一些。为了改善开环控制时的故障症状,就需要LT燃油调整,LT燃油调整的数值从短期性燃油数值中获得,与进气压力信号、发动机转速信号一起决定基本喷油量数值,这样可以在一定程度上改善了这些故障发生时开环的故障症状。

12)从氧传感器数据得出的有PCM控制目标空燃比,怠速时的范围是14.2~15.2。

13)FSS(燃油系统状态)。燃油系统状态引起的开环控制;由驱动引起的开环控制;由DTC引起的开环控制;由氧传感器故障引起的开环控制。它指出反馈条件和燃油系统处于给定操作模式的理由,用于反映目前处于燃油供给控制的状态是开环控制还是闭环控制,对于判断燃油供给方面的故障有帮助。在一个需要闭环控制的工况下,发生了开环控制,表明有故障,需要进行维修。

14)氧传感器加热器(打开/关闭)。氧传感器加热器的打开/关闭由PCM控制,并且平时它是处于常开位置。在冷却液温度低于0℃、蓄电池电压过高、发动机停止时它会关闭。

10.波形分析法

发动机发生的故障,有时属于间歇性故障,时有时无,很难用数据流分析和判断。同时在电控系统,很多传感器和执行器的信号采用电压、频率或其他数字形式表示。在发动机实际运转过程中,由于信号变化很快,很难从这些不断变化的数字中发现问题所在。但用示波器显示的波形却能捕捉到故障中细小的、间断的变化。它利用电控发动机正常工作时各种传感器信号所描述的波形图与有故障时的波形图相比较,若有异常之处,则表示该信号的控制线路或部件本身出现了问题。读取电子部件的信号必须采用示波器,有些解码器也带有示波功能。

波形的识读如图9-3所示,汽车示波器在汽车电子控制故障诊断中,有两种应用方式:某个电器或电路的故障分析,可以用来确定在整个系统运行正常的情况下,某个电器或某段电路的故障;整个系统运行状态的分析,可以用来确定整个系统运行的情况。

电器电路故障分析,这项分析可以帮助分析某个电器电路是否有故障。汽车电子信号根据特征可以分为直流信号、交流信号、频率调制信号、脉宽调制信号和串行数据信号,见表9-3。对于某一个传感器或执行器以及其他电路信号,可以用幅值、频率、形状、脉宽、阵列来加以判断,其意义分别是:幅值——信号最高电压;频率——信号的循环时间;形状——信号的外形模样;脉宽——信号的占空比或所占时间;阵列——信号的重复特性(如同步脉冲或串行数据)。

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图9-3 波形的识读

1—水平时基的零线,时间点代表触发事件 2—信号垂直幅度的零线(即0V) 3—垂直量程(每格2V,可以利用光标键改变量程) 4—水平时基(每格500μs,可以利用光标键改变量程) 5—自动量程(同时适用于水平时基) 6—根据信号计算机的读数 7—信号波形 8—格线(表示水平和垂直格)

9-3 汽车波形的类型

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故障电路从损坏状态到被修复状态,在汽车示波器上显示的波形几乎总是在它的幅值、频率、形状、脉宽、阵列上发生变化。示波器用电压随时间变化的图形来反映一个电信号,它显示的电信号准确、形象。电子设备的信号有些变化速率非常快,变化周期达到千分之一秒。通常测试设备的扫描速度应是被测信号的5~10倍,许多故障信号是间歇的,时有时无,这就需要仪器的测试速度高于故障信号的速度。汽车示波器不仅可以快速捕捉电路信号,还可以以较慢的速度来显示这些波形。汽车示波器可以显示出所有信号部件电压的波形。知道如何去分析部件信号电压的波形,判定这个信号部件电压的波形是否正常,就可以进一步检查出电路中传感器、执行器以及电路和控制单元等各部分的故障,也可以进行修理后的结果分析。氧传感器信号电压的波形见表9-4。

9-4 氧传感器信号电压的波形

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系统运行情况分析:汽车示波器能够帮助修理人员确认故障是否真的被排除了(而不是仅知道故障码是否清除),通过观察氧传感器修理前后的信号电压波形即可加以判断。发动机上的电控单元、传感器、执行器及电路的工作是为了使空燃比在理论空燃比附近,以保证催化转化器的工作效果,这样可以实现电控发动机的环保性。检查故障时,将燃油反馈控制的氧传感器信号作为一个测试点,进行最初的系统检查和后来的维修验证。氧传感器有作为整个电控发动机的看门狗的功能,利用汽车示波器测量氧传感器电路,可以快速有效地监视整个燃油反馈控制系统的工作。与其他的测试仪表相比,汽车示波器能提供更多的关于随着氧传感器信号的变化所发生情况的全部信息。一个好的氧传感器是非常敏感的,而且容易被各种情况所干扰,因此若氧传感器能够产生良好的波形,可以确信修理项目是成功的,整个系统无论发动机还是电子控制部分都是正常的。用分析氧传感器信号电压波形的方法还可以诊断真空漏气、点火不良、喷油不平衡、气缸压力等问题。

排除故障要注意:在考虑发动机加速故障及油耗故障时要注意考虑到其他系统的故障影响。有的故障现象出现在发动机在原地加速良好,而在汽车行驶时可能是加速不良。有可能是变速器或底盘其他系统的原因。例如,汽车在行驶中出现加速不良,而高速时却很正常,则可能是变矩器导轮单向离合器工作不良,造成功率损失。要判断发动机的故障还是底盘的故障,可以在空档或自动变速器在P位或N位的情况下,对发动机进行急加速,如果发动机转速能在急加速时很顺畅地上升,则说明发动机是正常的。故障排除可能还有一些后续工作,如冒黑烟的发动机在清除故障以后,排气管还会有黑烟,这时要对排气管进行清理。有些故障表面上是排除了,但是并没有找到故障的真正原因,只是暂时性清除了故障码而已。为了真正地判断是否排除故障,可以进行维修后的OBD-Ⅱ测试循环检验。

OBD-Ⅱ测试循环从冷起动开始,冷却液温度低于50℃,而且冷却液与空气的温度差6℃。在冷起动之前,应先将点火开关置于开位置,使加热型氧传感器达到其工作温度。

1)发动机起动后,在怠速状态下打开空调和后除霜器2.5min,OBD-Ⅱ检查氧传感器加热电路,空气泵和EVAP净化。

2)关闭A/C和后除霜器,加速至88km/h,节气门保持半开。OBD-Ⅱ检查点火缺火,燃油调整和炭罐净化。

3)保持88km/h的稳态速度3min。OBD-Ⅱ检查EGR、空气泵、氧传感器和炭罐净化。

4)减速至32km/h,不踩制动和离合器踏板,OBD-Ⅱ检查EGR和净化功能。

5)再加速至88~96km/h,节气门开度为3/4。OBD-Ⅱ再次检查缺火,燃油调整和净化功能。

6)保持88~96km/h稳态速度5min。OBD-Ⅱ检查催化转化器效率、缺火、EGR、燃油调整、氧传感器和净化功能。

7)减速(方式同步骤4))至停车不踩制动踏板,OBD-Ⅱ最后检查EGR和炭罐净化。

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