發(fā)動機(jī)電控系統(tǒng)的故障診斷研究

李明杰

(遼寧機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院 黃海汽車工程學(xué)院，遼寧 丹東 118000)

發(fā)動機(jī)電控系統(tǒng)的故障診斷研究

李明杰

(遼寧機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院 黃海汽車工程學(xué)院，遼寧 丹東 118000)

隨著電子技術(shù)在汽車發(fā)動機(jī)上的應(yīng)用，其故障診斷方法也隨之發(fā)生改變.在介紹電控發(fā)動機(jī)組成部分的基礎(chǔ)上，提出典型故障診斷程序、診斷方法，針對具體的案例進(jìn)行故障排除，總結(jié)出電控發(fā)動機(jī)故障診斷的原則.

電控發(fā)動機(jī)；故障診斷；診斷方法

0 引言

汽車發(fā)動機(jī)電控系統(tǒng)的工況對發(fā)動機(jī)的運轉(zhuǎn)性能有很大的影響，系統(tǒng)的任何一環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題，都會對發(fā)動機(jī)的起動性、動力性、經(jīng)濟(jì)性、排放性等造成影響.當(dāng)汽車的發(fā)動機(jī)電控系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，能夠及時準(zhǔn)確地制定維修方案，快速地找出產(chǎn)生該故障的最終原因和位置是汽車故障診斷與檢測的重要研究方向.

1 電控發(fā)動機(jī)的基本組成

發(fā)動機(jī)電控系統(tǒng)主要由各類傳感器、電子控制單元(ECU)、執(zhí)行器組成[1]12.

傳感器是一種轉(zhuǎn)換器，用來感知發(fā)動機(jī)外部條件與自身性能的變化，并及時將這些信息傳給電子控制單元(ECU).

電控系統(tǒng)中的ECU相當(dāng)于人體的“大腦”，能夠?qū)Ω鱾鞲衅鱾鱽淼男盘栠M(jìn)行分析、計算，并將計算結(jié)果與存儲的標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行對比然后得出結(jié)論，并下達(dá)“指令”給執(zhí)行機(jī)構(gòu).

執(zhí)行器接收到ECU發(fā)出的指令后，進(jìn)行相關(guān)動作，如延長或縮短噴油時間或改變點火時刻，從而使發(fā)動機(jī)在任何工況下都保持最優(yōu)的工作狀態(tài)，提高汽車的性能.

2 診斷的一般程序

發(fā)動機(jī)電子控制系統(tǒng)的檢測診斷[2]70，可按以下程序進(jìn)行，如圖1所示.

圖1 電控發(fā)動機(jī)的診斷程序

3 電子控制系統(tǒng)部件的檢測診斷方法

3.1 傳感器故障的檢查診斷

3.1.1 發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速與曲軸位置傳感器(磁感應(yīng)式)

該傳感器的檢查包括直觀檢查、線圈與轉(zhuǎn)子的氣隙檢查、線圈的電阻檢查.

1)直觀檢查

檢查傳感器與轉(zhuǎn)子的安裝情況；轉(zhuǎn)子齒圈有無缺齒、裂紋現(xiàn)象.

2)傳感器線圈與信號轉(zhuǎn)子的氣隙檢查

空間間隙檢查采用的工具為塞尺.該空氣間隙標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)為0.2～0.4 mm.

3)傳感器線圈的電阻檢測

將萬用表撥到電阻檔，用兩只電筆插接傳感器的導(dǎo)線插接口，測量傳感器線圈的各電阻.如果傳感器線圈短路，則電阻值趨近于0；如果傳感器線圈出現(xiàn)斷路，則電阻值為∞[3]65-66.

3.1.2 空氣流量傳感器(以“豐田佳美1VZ-FE發(fā)動機(jī)”為例)

用萬用表分別測量空氣流量傳感器各端子的電壓值和電阻值.當(dāng)測量電壓值時，點火開關(guān)處于“ON”位置，萬用表撥到電壓檔；當(dāng)測量電阻值時，點火開關(guān)處于“OFF”位置，萬用表撥到電阻擋.豐田佳美1VZ-FE發(fā)動機(jī)的空氣流量傳感器各端子的電阻值和電壓值的標(biāo)準(zhǔn)值分別如表1所示.

3.1.3 節(jié)氣門位置傳感器(以“凌志1UZ-FE發(fā)動機(jī)”為例)

傳感器端子的電阻檢測：拆下傳感器的導(dǎo)線插頭，用萬用表電阻擋測量各端子間的電阻應(yīng)符合表2規(guī)定.

表1 葉片式空氣流量計Vc-E2、Vs-E2間的標(biāo)準(zhǔn)電壓、電阻值

表2 傳感器電阻正常的檢測結(jié)果

3.1.4 溫度傳感器

測量溫度傳感器在不同溫度下的電阻值或電壓輸出信號及其特性曲線并與標(biāo)準(zhǔn)值比較即可判斷其傳感器的故障.圖2所示為熱敏電阻式冷卻水溫度傳感器的連接電路.

用萬用表就車測量溫度傳感器的電阻或?qū)⑵浞旁跓崴羞M(jìn)行測量，其電阻值隨溫度的變化而變化，溫度低時電阻值大，溫度高時電阻值小，在熱機(jī)時應(yīng)小于1kΩ.電阻值應(yīng)符合圖3，否則應(yīng)予更換.

圖2 熱敏電阻式冷卻水溫度傳感器的連接電路

圖3 冷卻水溫度傳感器溫度與電阻的關(guān)系曲線

3.2 執(zhí)行器故障的檢查診斷

3.2.1 電子點火器

1)高壓跳火檢測

從分電器上拔出中央高壓線，使其距離發(fā)動機(jī)5～8 mm，起動發(fā)動機(jī)進(jìn)行觀察.若跳火且火花強(qiáng)，則說明電子點火器良好；若無火花或火花弱，則進(jìn)行下步檢測.

2)線路連接檢測

首先查看電子點火器插接器是否松動或接觸不良，然后拔開插接器仔細(xì)檢查各端子有無銹蝕和彎曲.

3)輸入與輸出信號波形檢測

起動發(fā)動機(jī)，用示波器分別檢測電子點火器的輸入觸發(fā)信號波形，輸出電壓波形及反饋信號波形.若觸發(fā)信號波形正常，而輸出電壓波形及反饋信號波形異常，則說明電子點火器存在故障，應(yīng)更換[4]217.

3.2.2 怠速控制閥

在發(fā)動機(jī)暖機(jī)后關(guān)閉點火開關(guān)時，怠速控制閥有聲響，表明其正在工作，如果沒有聲響，說明其沒有工作，那么故障原因有可能時怠速控制閥本身有問題或其連接的相關(guān)線路有問題，檢測時應(yīng)先檢查發(fā)動機(jī)的電控單元、怠速控制閥插接器及其線路，若這些都正常，說明怠速控制閥存在故障.

3.2.3 EGR電磁閥

1)直觀檢查

檢查與EGR電磁閥連接的真空管接頭有無松動和破損，電磁閥插接器連接有無松曠、接觸不良.

2)電阻檢測

關(guān)閉點火開關(guān)，拔下電磁閥插接器，用萬用表電阻檔測量電磁閥線圈電阻，其電阻值應(yīng)符合標(biāo)準(zhǔn)、

3.3 ECU故障的檢查診斷

對電控系統(tǒng)的核心元件ECU進(jìn)行診斷時，可利用故障診斷儀、萬用表測量其相關(guān)線路的電阻值、電壓值，從而判斷ECU是否有故障；也可以采用性能良好的ECU代替原ECU，如果替代后發(fā)動機(jī)工作恢復(fù)正常，則表示原ECU出現(xiàn)問題；如果替代后，發(fā)動機(jī)的工況無變化，則繼續(xù)排查故障.

4 案例

下面以電控發(fā)動機(jī)某傳感器出現(xiàn)故障的案例為例分析其故障診斷過程.

1)故障現(xiàn)象

現(xiàn)有一輛帕薩特轎車連續(xù)啟動發(fā)動機(jī)后仍無法啟動，以為是混合氣過濃，摘掉空氣濾清器濾芯，重新啟動，仍無法啟動.又以為是油大了造成淹缸，于是拆下火花塞，卻發(fā)現(xiàn)電極非常干凈.

2)故障分析

連續(xù)起動后發(fā)動機(jī)仍無法起動，而火花塞電極又非常干凈，則說明混合氣過稀.導(dǎo)致混合氣過稀的原因有：空氣流量傳感器輸出信號過低、噴油嘴堵塞、進(jìn)氣溫度傳感器斷路或接地線接觸不良、空氣流量傳感器的進(jìn)氣系統(tǒng)密封不良以及冷卻液溫度傳感器短路.但維修實踐證明，除冷卻液溫度傳感器短路會造成連續(xù)起動后發(fā)動機(jī)仍無法起動外，其他控制噴油脈寬的傳感器即使有故障，最多也就是造成起動困難，不會造成無法起動.冷卻液溫度傳感器屬于負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻傳感器，當(dāng)線束短路時，數(shù)據(jù)流出現(xiàn)虛假的高溫信號.如果數(shù)據(jù)流顯示發(fā)動機(jī)冷卻液溫度超過100 ℃，則會造成混合氣過稀而使發(fā)動機(jī)無法起動.

3)故障診斷

讀取數(shù)據(jù)流，剛剛起動時數(shù)據(jù)流就顯示發(fā)動機(jī)冷卻液溫度傳感器已經(jīng)達(dá)到106 ℃，由此說明冷卻液溫度傳感器存在短路的可能性.帕薩特轎車的冷卻液溫度傳感器在環(huán)境溫度為30 ℃時，冷卻溫度電阻應(yīng)為1 500～2 000歐，但實際測量電阻明顯過低.

4)故障排除

更換冷卻液溫度傳感器，重新試車，可以起動正常，故障排除.

5 結(jié)語

通過以上分析可知，對發(fā)動機(jī)電控系統(tǒng)進(jìn)行故障診斷時，還應(yīng)遵循以下原則：

1)先機(jī)后電原則

電控發(fā)動機(jī)主要由機(jī)械和電控兩大部分組成.當(dāng)其出現(xiàn)故障時，不要盲目地拆卸檢查，所以故障排查時應(yīng)根據(jù)具體的故障現(xiàn)象，從簡單的故障原因入手，逐步排除故障，先明確是否是機(jī)械原因造成的故障，然后再對電控部分進(jìn)行檢查.

2)先外后內(nèi)原則

由于發(fā)動機(jī)電控系統(tǒng)的組成部分屬于精密元件，不易產(chǎn)生故障，所以電子控制系統(tǒng)最常見的故障通常是外部線路問題，很少是元件本身出現(xiàn)損壞.線路問題很有可能是出現(xiàn)斷路、短路或者接觸不良，故在對電控系統(tǒng)進(jìn)行故障診斷時應(yīng)先進(jìn)行外觀檢查，當(dāng)確定外部線路沒問題后再檢測內(nèi)部元件是否損壞.

3)先查后診原則

對電控系統(tǒng)進(jìn)行故障診斷時，一般先以簡單方法檢查可能故障部位.比如采用傳統(tǒng)的“看”“摸”“聽”等直觀方式將一些較為明顯的故障進(jìn)行檢查.若用簡單方法檢查之后，未找到故障位置和原因，再借用現(xiàn)代儀器設(shè)備進(jìn)行故障診斷[5]28.

4)根據(jù)故障征兆進(jìn)行診斷原則

針對電控發(fā)動機(jī)的故障征兆，先進(jìn)行故障分析，總結(jié)所有產(chǎn)生該故障現(xiàn)象的原因，在此基礎(chǔ)上再進(jìn)行故障檢查.這樣既不會對與故障現(xiàn)象無關(guān)的部位作無效的檢查，又可避免漏檢真正的故障部位，從而造成不能迅速排除故障.

[1] 唐士林.汽車電控發(fā)動機(jī)系統(tǒng)故障的診斷與維修研究[J].黑龍江科技信息，2016(02).

[2] 唐黎標(biāo).汽車發(fā)動機(jī)電控系統(tǒng)故障分析和檢修[J].輕型汽車技術(shù)，2016(03).

[3] 黎 清.電控汽車輪速傳感器的檢測及裝配[J].汽車維護(hù)與修理，2007(05).

[4] 袁 新.汽車發(fā)動機(jī)電控系統(tǒng)故障檢測與維修研討[J].中國新通信，2016，18(15).

[5] 沙 莎.淺談汽車電控發(fā)動機(jī)的維修方法[J].黑龍江科技信息，2011(28).

[責(zé)任編輯 梧桐雨]

Fault Diagnosis Method Study of Automobile Engine Electronic Controlled

LI Mingjie

(LiaoningMechatronicsCollege,Dandong118000,China)

With the application of electronic technology on automotive engine, the fault diagnosis method studty of automobile is also changing. This paper sums up the fault diagnosis method and processes about the automobile engine electronic controlled on the basis of its construction. To exclude the fault diagnosis about the specific case，the paper puts forward the principle about fault diagnosis of electronically controlled engine.

electronic-controlled engine; fault diagnosis; diagnostic approach

2016-12-23

李明杰(1982- )，女，遼寧撫順人，遼寧機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院講師，主要從事車輛工程檢測與維修研究。

U472.9

A

1671-8127(2017)04-0089-04