理论教育 修汽车电控发动机,分析故障-小百科

修汽车电控发动机,分析故障-小百科

时间:2023-10-11 理论教育 版权反馈
【摘要】:如果发动机能够起动,故障的原因可能是空气流量传感器;否则故障的原因可能不是空气流量传感器。在发动机无法起动的情况下,如果系统中没有高压火花,而喷油器喷油电路正常,可以判断故障在火花塞、高压线及点火线圈、点火模块,可以初步排除曲轴位置转速信号及ECU的可能性。

修汽车电控发动机,分析故障-小百科

1.望闻问切法

问诊法:问诊时除了要听清楚客户对车辆故障现象的描述外,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)问询故障情况: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。

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。

注意:客户毕竟不专业,描述故障的能力有时是有限的。

触摸法

有些故障其实是可以摸出来的,通常就是通过感受元件的温度(也有用手感觉一些元件的振动)来判断元件的好坏。有些电气元件如果工作不正常可能会出现高温现象,如点火线圈、点火模块如果高温就可以判断为点火线圈、点火模块损坏;导线发热说明连接不好或有短路现象,如接地线发热就是接地不良;蓄电池接柱发热一般可以说明接柱上有锈。

其他方法

除了问诊法、触摸法,还可以使用观察法、听诊法和闻诊法。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气缸了。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(或元件)工作或不工作,来判定该系统(或元件)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,使该缸不工作,这样来判定该缸是否工作良好。

②断开EGR系统的连接管,来判断EGR是否参与工作。

③断开EVAP系统的连接管,来判断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,来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件用无故障的元件替换的方法。无故障的元件可以是备用的新件,也可以是其他同类车上的元件,或者是将同一台发动机的同样的元件调换。例如,有的发动机有多个同样结构的点火线圈,就可以采用元件调换法。

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,费时费力,原来祸根在配件。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。可到了最后,却发现原因恰恰是在配件。遇到这种情况,应该说维修人员并没有太多的错,一切都是配件惹的祸。

(3)利用保护功用来比较(拔插接器法)

有些传感器有故障,但是ECU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用,把传感器信号断开(点火开关关闭的情况下拔开连接插头),让发动机利用失效保护功用来工作,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。如果怀疑空气流量传感器有故障,但是又没有故障码,这个时候可以拔下空气流量传感器的插接器,让ECU启动失效保护功用将空气流量传感器的信号忽略。如果发动机能够起动,故障的原因可能是空气流量传感器;否则故障的原因可能不是空气流量传感器。应用这种方法的时候要注意拔下插接器的时候要断开点火开关。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ECU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,ECU启用失效保护功用,冷却液温度信号的失效保护预定值为19.5℃,这样与常温很接近,所以能够起动。

3.排除法

把这些影响因素一一列出来,按步骤,逐步进入发生问题的实际部位的方法,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,我们可以先检查容易检查的元件,如火花塞、高压线、点火线圈(高压包)和导线等,再检查传感器信号和发动机控制,如果都没有问题就检查点火模块的电源线及接地线,如果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元件,可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ECU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花,而喷油器喷油电路正常,可以判断故障在火花塞、高压线及点火线圈、点火模块,可以初步排除曲轴位置转速信号及ECU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。运用此法的时候要注意: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可随混合气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。

诊断时的步骤

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上施加负压)检查氧传感器的感应电压,来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。注意:进行读码前一定要排除MIL的故障。

1)故障码分析步骤。

①首先读取并记录(可打印)所有故障码。

②清除所有的故障码。

③确认故障码已被清除(在再次读取故障码时,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。

注意: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;然后是读取故障码;维修完后清除故障码。

故障码的触发方式

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“接地端子”。丰田凯美瑞等系列汽车是跨接诊断插座内TE1和E1端子;三菱车系、本田车系是跨接A和B端子。

b.拧转ECU上的“诊断开关”,日产ECCS喷射系统属于此类。

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。

注意:进行读码前一定要排除MIL的故障。

故障码的触发方式

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。

注意: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用。

诊断测试模式

一是静态测试模式,简称“KOEO”(Key ON Engine OFF)模式,即点火开关置于“ON”,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码和在静态测试状态下发生故障的故障码。

二是动态测试模式,简称为“KOER”(Key ON Engine Run)模式,即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。

故障码的显示方式

a.数字显示,在部分豪华轿车上采用数字直接显示故障码。

b.用发光二极管(LED)显示,LED可以安装在ECU中或设置在诊断插座上。

c.用“CHECK ENGINE”警告灯闪烁显示。故障码不同,闪烁的频率也不同。

故障警告灯的位置及显示方式

故障码的清除方法

注意:维修完后故障码信息仍保留在储存器中,因此故障排除后,应设法将储存器中无用的故障码清除。

一般可用拆下蓄电池负极电缆至少10s的方法来清除故障码。气温低时断电时间可适当延长。很多有防盗系统的汽车不允许使用上述方法,可拔下“EFI”熔丝30s以上,来清除故障码。

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。

注意:进行读码前一定要排除MIL的故障。

2)故障码指示的是仅是发动机的电控部分,而无法兼顾(监测)发动机的全部(尤其是纯机械部分)。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ECU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,首先必须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。

注意: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ECU相关的某些器件。

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ECU的有关部分)。

注意: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,一丝不苟地执行。

③即便是电控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。

注意:在对ECU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,应特别注意加机油口和机油尺管孔是否密封可靠、空气流量传感器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。ECU在对传感器信号进行检测时,只能通过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、导线插接器、导线进行检查,找到并排除断路、短路的故障点,即告成功。

注意:若因某种原因使传感器的灵敏度下降(虽在ECU设定的范围之内,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代码。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故障。

举例: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,首先应考虑(怀疑)是空气流量传感器或者是进气歧管(真空)压力传感器出了故障。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。维修不当也会引发错误的故障码。

举例:在发动机运转过程中,若随意拔下传感器插头进行试验,则每拔掉一个传感器插头,ECU就会记忆一个相应传感器的故障码。

注意: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,那些残存的日码仍然会重复显示,给维修工作带来混乱及困难。

7.参照流程图(表)法

流程图(表)用来表示从开始到结束的维修步骤。下表是别克GL83.0L(LW9)发动机控制系统DTC P0401废气再循环(EGR)流量不足的故障诊断流程表。(www.daowen.com)

别克DTC P0401废气再循环(EGR)流量不足的故障诊断流程表

8.故障征兆模拟诊断方法

(1)振动模拟方法 在问诊的时候如果客户提到只有在颠簸的道路上才出现故障的时候,可采用振动法。振动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;用手轻拍传感器、继电器或其他零件,检查其是否失灵。以下案例检修时就运用了振动法。

捷达前卫行车偶尔熄火,V.A.S5051检测无故障码,燃油压力正常。试车,当熄火时发现无高压火花,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。用木锤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)增减模拟方法 在发动机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方法。它利用在油、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才能再现,一般常用以下两种增减模拟方法进行检测诊断:增加模拟方法和减少模拟方法。

8.故障征兆模拟诊断方法

(3)输入模拟方法 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,给发动机电控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进行发动机电控系统的检测诊断。输入模拟方法实质上就是如果怀疑电路中某些元器件有故障,就将电路参数(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方法。

①电阻输入模拟方法。电阻输入模拟方法又称串联法,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,可将一只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电压输入模拟方法。电压输入模拟方法又称并联法,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其他电子设备性能的好坏。

③电流输入模拟方法。在发动机电控系统的检测诊断中,利用万用表的电流档,给怀疑有故障的电子元器件施加电流,即模拟电子元器件工作状态去诊断故障,该方法诊断故障较为精确、实用。例如,在诊断发动机电控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)状态模拟方法 状态模拟法是在发动机电控系统检测诊断时,将电子电路中怀疑有故障的元器件某电路状态改变,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断电模拟方法。当怀疑某晶体管有故障,以及对电路电压不清楚时,可采用断电法模拟检测诊断。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通电模拟方法。通电模拟方法是在电路通电状态下进行电压测定的方法,是检测发动机电控系统电子设备中晶体管和IC好坏的一种行之有效的方法。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。

(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,一般选用电吹风加热可避免温度超过60℃,防止电子元器件损坏。

(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,或者是在行驶过程中,故障自诊断系统还有记录的功用,它能把各种汽车行驶过程中的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,即可诊断出电控系统故障的原因。

9.读取数据流法

注意: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。不同的参数需要不同的检查方法,包括以下类型: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。

下面以广本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)。

用途: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和起动等。

4)进气温度传感器(IAT)。

用于喷油量和点火的修正信号,要真实反映进气温度。

5)进气歧管绝对压力传感器(MAP)。

在D型发动机中这是非常重要的信号,它与进气温度信号一起反映空气量,要非常灵敏。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从全闭到全开的全部数据。要注意与标准值进行比较。

8)空燃比传感器。

CM5发动机的空燃比单位是mA,它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。显示大于1时表示混合气稀,等于2的时候,发动机将熄火。显示小于1时表示混合气浓。

10)ST燃油微调:短期燃油调整(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ECU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。

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;进气系统漏气(包括从EGR等系统泄漏);气缸工作不正常。

9.读取数据流法

10)ST燃油微调:短期燃油调整(计算)。

闭环工况时,正常时ST将会在1左右变化。当发生以上故障时,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,有的车型将设置故障码,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,有的车型将设置故障码,故障码内容为氧传感器信号过低。有的车型不会设置故障码,但有油耗增加、排放增加等故障现象。

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

11)LT燃油调整。

长期燃油调整(计算)从短期燃油调整数值中获得,用于燃油供油量的长期修正。它用于开环控制时确定基准喷油量,如果显示的数值不是1,表明存在一个长期的影响,造成需要调整基本喷油量。

例如,喷油器磨损,喷油量就会多一些。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燃油调整数值中获得,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这些故障发生时的故障症状。

12)氧传感器数据。

根据氧传感器数据,PCM控制目标空燃比范围是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。它指示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,如果发生开环控制,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,并且平时它处于常开位置。在冷却液温度在0℃以下、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元件本身出了问题。读取电子部件的信号必须采用示波器,有些故障诊断仪码器也带有示波功用。

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。

10.波形分析法

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)

电器电路故障分析可以帮助分析某个电器电路是否有故障,以及验证。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。对于某一个传感器或执行器以及其他电路信号,可以用五种测量尺度来加以判断,它们分别是幅值-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以及阵列-信号的重复特性(例如:同步脉冲或串行数据)。

汽车波形的类型

10.波形分析法

(续)

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五种测量尺度上发生了变化。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。有些电子设备的信号变化速率非常快,变化周期达到1ms。通常测试设备的扫描速度应该是被测信号的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电子信号的这五种判定尺度,如表所示。知道如何去分析电子信号的这五种参数,就能够判定这个电子信号的波形是否正常。通过波形分析可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。

氧传感器的波形

10.波形分析法

(续)

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波形信号即可加以判断。发动机上的电控单元、传感器、执行器及电路的工作很多是为了使空气、燃油混合比在理论空燃比附近,以保证三元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“看门狗”的功用,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,汽车示波器能给出更多的关于随着氧传感器信号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合适良好的波形时,可以确信,修理项目是成功的,整个系统无论是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的方法还可以诊断真空漏气、点火不良、喷油不平衡和气缸压力等问题。

注意:在考虑发动机加速故障及油耗故障时要注意考虑其他系统的故障影响。有的故障现象是发动机原地加速良好,而汽车在行驶时可能加速不良。这有可能是变速器或底盘等其他系统的原因。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。要判断是发动机的故障还是底盘的故障,可以在空档或自动变速器处于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顺畅上升,则说明发动机是正常的。故障排除可能还有一些后续工作,例如,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。有些故障表面上已经排除了,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。为了真正判断是否排除故障,可以进行维修后的OBD测试循环检验。

10.波形分析法

OBD-Ⅱ测试循环从冷起动开始,冷却液温度应低于50℃,而且冷却液与空气的温度差在6℃之内。在冷起动之前,应先将点火开关置于打开位置,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,空气泵和炭罐净化。

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和净化功用。

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

6)保持88~96km/h稳态速度5mim。OBD-Ⅱ检查三元催化转化器效率、缺火、EGR、燃油调整、氧传感器和净化功用。

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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