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    一輛標致307點火系統(tǒng)故障引發(fā)的電控故障診斷思考

    2020-05-03 13:54:12唐鏢
    汽車實用技術 2020年7期

    唐鏢

    摘 要:點火系統(tǒng)是汽油發(fā)動機的重要組成部分,其性能的好壞直接影響著發(fā)動機能否高效工作。掌握其典型故障的診斷方法是汽車維修工必備技能。文章以一輛東風標致307點火系統(tǒng)故障為例,引申思考一下汽車電控系統(tǒng)的實用診斷方法。

    關鍵詞:點火系統(tǒng);電控診斷;方法思考

    Abstract: Ignition system is an important part of gasoline engine, Its performance directly affects whether the engine can work efficiently. To master the typical fault diagnosis method is a necessary skill for automobile maintenance workers. This paper takes a dongfeng Peugeot 307 ignition system fault as an example to consider the practical diagnosis method of automotive electronic control system.

    1 一輛標致307點火系統(tǒng)故障的排除

    1.1 故障現(xiàn)象

    某標致307車主報修發(fā)動機故障點亮,并伴有偶發(fā)性發(fā)動機抖動、加速無力、冷車啟動困難等現(xiàn)象。來店前在某綜合修理廠進行過維修,用診斷儀讀取的故障代碼為:“P1336持續(xù)性故障,非特定缸大量點火不良”。修理廠更換了該車點火線圈、缸線、火花塞,但第二天故障重現(xiàn)。

    1.2 故障診斷

    1.2.1 故障代碼產(chǎn)生原理

    東風標致307 N6A發(fā)動機ECU記錄點火不良故障代碼的原理是,在做功行程由于缸壓很高,活塞會出現(xiàn)加速度,曲軸每旋轉(zhuǎn)一周,會出現(xiàn)兩個點火行程,所以會形成兩次加速度。發(fā)動機ECU通過測量曲軸位置傳感器信號,來檢測作用在曲軸上的加速度。做功行程時發(fā)動機ECU測得的信號頻率會比其他三個工作行程要高一些。故曲軸信號頻率可用來來判斷發(fā)動機各氣缸是否正常點火做功。發(fā)動機正常運轉(zhuǎn)時,曲軸每旋轉(zhuǎn)一圈ECU會檢測到兩個加速度,如果加速度信號缺失,ECU就會認為個別氣缸點火做功不良,當在一定周期內(nèi)檢測到點火做功不良次數(shù)達到報警值,ECU就會記下故障代碼。

    1.2.2 故障原因

    (1)點火系統(tǒng)自身故障,導致燃燒異常,發(fā)動機抖動,加速無力?;鸹ㄈ?,缸線,點火線圈,點火控制電路等都有可能引起此故障。

    (2)燃油供給系統(tǒng)故障,油壓不足,混合氣過稀,導致燃燒不良,發(fā)動機加速無力抖動等?;蚱蜑V清器堵塞、油品問題、活性碳罐通風管路堵塞等故障都也能引起此故障。

    (3)發(fā)動機積碳污染,氣門積碳密封不良,缸壓下降,混合氣點火困難、燃燒不完全。或火花塞積碳,點火電壓過低,點火能量不足,導致缺火。

    1.3 故障檢查

    考慮點火系統(tǒng)大部分零件已經(jīng)更換,故先排除點火系統(tǒng)故障。剩余燃油供給系統(tǒng)故障與燃燒室積碳污染故障概率較高。進一步分析,發(fā)現(xiàn)送修車輛常在城市道路使用,發(fā)動機長期處于中低轉(zhuǎn)速運行,產(chǎn)生積碳污染可能性較大,于是首先進行進氣管道拆檢。

    1.4 故障排除

    拆檢發(fā)動機進氣歧管,發(fā)現(xiàn)進氣門積碳嚴重,使用內(nèi)窺鏡檢查燃燒室,內(nèi)部積碳嚴重。清洗進氣歧管、進氣門、節(jié)氣門、噴油嘴、燃燒室積碳,車輛故障排除,后續(xù)客戶跟蹤無異常。

    2 故障引發(fā)的引申思考

    隨著消費者對汽車功能、品質(zhì)要求越來越高,加之電子技術越來越成熟,現(xiàn)代汽車大量配置各種先進電子控制系統(tǒng)已成常態(tài),汽車電控系統(tǒng)的大量引入,大大提高了汽車的使用品質(zhì)并拓展了汽車的使用功能。但汽車技術的不斷進步對廣大一線維修人員,卻提出了不小的挑戰(zhàn)。復雜的控制原理、日新月異的電氣結(jié)構(gòu),都是我們故障排除路上的攔路虎,有道萬變不離其宗,在排查電控系統(tǒng)故障時,我們可以參考下面幾個思路:

    (1)牢記汽車電控系統(tǒng)的一般結(jié)構(gòu)模型,電控系統(tǒng)一般由三個部分組成,信號輸入部分、計算機部分、執(zhí)行器部分,如下圖所示:

    在進行電控系統(tǒng)故障分析時,我們可以以信號電路、計算機、執(zhí)行電路為界,劃分為三個部分進行故障假設。切忌電控系統(tǒng)故障診斷思路凌亂,眉毛胡子一把抓,一會這里拆開檢查一下,一會哪里拆開檢查一下,兩三個疑似故障點檢查完沒有問題,就成沒頭蒼蠅。電控系統(tǒng)故障診斷最好將系統(tǒng)電路按功能進行分區(qū),利用排除法逐步排除各區(qū)域故障嫌疑,最終鎖定故障點。

    (2)故障檢查,一定要理清系統(tǒng)電路工作原理。微機(ECU)控點火系統(tǒng)基本原理是ECU根據(jù)發(fā)動機相關傳感器信號(與點火控制有關的傳感器主要有曲軸位置傳感器、凸輪軸位置傳感器、爆震傳感器等),計算點火提前角,發(fā)出點火指令。取消分電器后,由點火線圈結(jié)構(gòu)加ECU控制實現(xiàn)高壓分配,如下圖所示:

    分析電路圖發(fā)現(xiàn),標致307 N6A發(fā)動機點火系統(tǒng)采用雙缸同時點火,此點火系統(tǒng)特點是直接利用點火線圈配電,無需判缸。系統(tǒng)點火時,會同時向兩個活塞到達上止點的氣缸配送高壓電。根據(jù)偶數(shù)缸發(fā)動機運行原理,活塞同時到達上止點的兩個氣缸,一為壓縮缸,另為排氣缸。因排氣缸壓力遠低于壓縮缸,故壓縮缸點火電壓遠高于排氣缸,因而絕大部分點火能量都集中到了壓縮缸,為有效點火。

    綜上我們分析得出1135點火線圈四根接線分別為,1、2號針腳是點火線圈控制信號線,4號針腳為點火線圈供電線,3號針腳是點火反饋信號線。點火電路基本工作原理為ECU根據(jù)相關信號,通過1157、1158兩根點火控制信號線,輪流切斷1、4缸與2、3缸初級點火線圈電流,實現(xiàn)1、4缸與2、3缸同時點火。

    理清系統(tǒng)電路工作原理以后,我們才能有針對性的對系統(tǒng)功能、電氣元件進行通信模擬測試,進而確定故障范圍,利用在線檢測找到故障點。以上圖為例,如果我們懷疑是點火執(zhí)行回路故障,我們可以利用故障診斷儀的執(zhí)行器測試功能,進行跳火實驗,如果火花塞正常跳火,則可以證明整個系統(tǒng)功能正常,若同一組火花塞火花較弱,則可能為對應火線圈、缸線、火花塞問題,須進一步檢查相關疑似故障點。例如檢查1135 1、2號針腳之間初級點火線圈電阻,檢查1157、1158點火控制線有無虛接,檢查火花塞外觀、電極間隙與火花塞熱值,檢查缸線與次級點火線圈電阻等。

    (3)不可主觀臆斷,案例車輛第一次維修時,根據(jù)故障碼指示,懷疑點火執(zhí)行電路故障,維修思路本身沒錯,但一次性更換點火線圈、高壓缸線、火花塞,不免讓人懷疑,維修人員是否對更換零件進行故障檢查確認,難道是希望通過廣撒網(wǎng),撈大魚的方式掃除故障?結(jié)果故障沒有排除,還導致客戶經(jīng)濟白白損失。

    電控系統(tǒng)故障排除,故障碼產(chǎn)生原理一定要分析清楚,于此故障碼產(chǎn)生的相關故障原因都要進行檢查確認,不可盲目換件,更換元件時一定要對故障嫌疑件進行仔細檢查,確認元件是否為故障件。不可主觀臆斷,甚至出現(xiàn)對某個回路一網(wǎng)打盡的維修方法,多個元件同時出現(xiàn)故障的概率是比較低的。

    通過本文的案例分析,我們發(fā)現(xiàn)該車輛故障實質(zhì)為發(fā)動機積碳污染,冷車啟動時燃油被積碳吸收掉一部分,導致啟動混合氣過膝,致使啟動困難。熱車以后,火花塞積碳污染導致?lián)舸╇妷狠^低,火花能量不足,出現(xiàn)氣缸缺火,加之積碳使氣門密封不嚴,加重氣缸缺火現(xiàn)象,出現(xiàn)加速不良,發(fā)動機抖動等故障現(xiàn)象。又因ECU是以曲軸加速度來判斷點火系統(tǒng)故障,故而才報出點火不良故障代碼。

    (4)不可忽略電控系統(tǒng)的機電一體化屬性,在仔細檢查電氣線路故障無果的時候,我們也要將維修思路拓展至系統(tǒng)相關機械部分,畢竟電控系統(tǒng)功能最終也要對應的機械元件實現(xiàn),如案例中點火不良故障除了點火電路故障以外,積碳污染、氣缸密封、油壓不足等都會引起相似故障現(xiàn)象,最終檢查結(jié)果為發(fā)動機積碳污染,清洗發(fā)動機積碳,故障排除。其他類似情況,還出現(xiàn)過系統(tǒng)報出凸輪軸位置傳感器信號故障,檢查結(jié)果卻是發(fā)動機正時錯位。再如ABS系統(tǒng)報某輪速傳感器故障,檢查結(jié)果卻是磁電式輪速傳感器表面沾有較多鐵削。類似故障案例較多,在此不一一贅述。

    (5)利用專業(yè)知識,看清故障本質(zhì),以專業(yè)知識倒推故障原因,才是一個現(xiàn)代合格汽修人員應有的專業(yè)素質(zhì)。以本文故障為例,點火系統(tǒng)應在發(fā)動機各種工況和使用條件下保證可靠點火,為此點火系應滿足以下基本要求:

    1)能產(chǎn)生足以擊穿火花塞電極間隙的電壓,使火花塞電極之間擊穿產(chǎn)生電火花所需的電壓,稱為火花塞擊穿電壓?;鸹ㄈ麚舸╇妷旱拇笮∨c火花塞間隙,氣缸內(nèi)壓力、溫度、電極溫度、發(fā)動機工況等因素有關。

    2)電火花應具有足夠的點火能量,以可靠點燃可熱混合氣。發(fā)動機工作時,由于混合氣接近自然溫度,因此所需的火花塞能量較?。?-5mJ),傳統(tǒng)的點火系統(tǒng)能量為(15-50mJ),足以點燃混合氣。但在起動,怠速以及突然加速時需要較高的點火能量。為保證可靠點火,一般應保證(50-80mJ)的點火能量,起動時應能產(chǎn)生大于100mJ的能量。

    3)點火提前角與發(fā)動機工況相適應,滿足發(fā)動機工作循環(huán)要求,提升發(fā)動機燃油經(jīng)濟性。

    發(fā)動機報點火不良故障,若我們假設是點火系統(tǒng)本身故障,我們就可以從點火電壓、點火能量、點火提前角控制三個方向入手,進行故障分析。例如假設點火電壓過低導致氣缸缺火,那么對應的可能故障原因就有點火線圈故障、火花塞故障、ECU故障、相關線路連接故障等,我們再利用電控系統(tǒng)的基本模型,將相關故障點分配到對應的故障分區(qū),再通過排除法一一進行分區(qū)排除,就不容易出現(xiàn)診斷思路混亂,盲目換件的現(xiàn)象。

    3 總結(jié)

    現(xiàn)代汽車大量應用電子控制系統(tǒng)提升車輛駕駛品質(zhì),帶來消費體驗提升的同時,也給廣大維修人員帶來了新的挑戰(zhàn),要摒棄傳統(tǒng)的維修思維,積極學習新知識新技術,用科學的維修思維來應對先進的電子控制系統(tǒng),做一個現(xiàn)代化的有良好專業(yè)素養(yǎng)的汽車維修員。

    參考文獻

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