电控发动机疑难故障分析(2)

2019-04-14 22:34

障。波形分析应用最多而且最有效的地方是对氧传感器信号波形的分析。它通过对氧传感器波形分析,可诊断出真空漏气、点火不良、喷油不平衡等故障。

例如,一辆上海桑塔纳2000型轿车,行驶8万多公里,发动机出现了怠速不稳,加速无力,有时还有回火现象。

本着由简到繁的原则,先对点火线圈、高压线、火花塞、分电器进行了检查,同时清洗了节气门、进气歧管和喷油器,都未排除故障。根据故障现象,用波形分析法重点对点火系进行了检查,特别是对点火正时的检查。用F98示波器测试点火系统,波形显示无异常,说明点火系统正常,用修车王解码器检查,出现了故障码0561,其意是混合气失配,这可能就是故障的原因。

桑塔纳混合气的检测是靠氧传感器来进行的。用F98示波器对氧传感器信号进行了检测,发现信号电压在600mV以上,有时偶尔下到100mV以下,并且在某一范围变化没有任何规律。说明氧传感器检测的信息是混合气过浓。引起混合气过浓的原因有:油压过高、喷油脉宽太长、燃烧不完全。检测油压,怠速时为0.25MPa,加速时为0.29MPa,说明油压正常。用F98示波器检测第一缸喷油脉宽为4.3ms,有时为1.73ms,看来喷油脉宽不正常。检测二、三缸也有类似情况。检查第四缸,脉冲宽度为3.3ms,有时达到12ms,从以上测得数据可以说明该车喷油完全失控,并且从整体上看喷射量不定也是导致出现0561故障码的主要原因。

引起第4缸喷油异常的原因有:线束断续接地、电脑ECU不良、电脑搭铁线不良。于是仔细对线束等进行了详细检查,均未发现异常,那就是电脑ECU有问题。更换了新的ECU故障也就排除了。

五、疑难故障模拟技术诊断法

在读不出故障码和故障难以再现的情况下,可采用模拟技术来诊断。所谓模拟技术就是以调查研究和科学试验方式,让修理车辆以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,确切诊断出故障部位并加以排除。模拟技术诊断有以下三种方法。 (一)环境模拟法

汽车电控系统有一些故障发生在特定环境中,其主要原因是由于电子元件对特定外界环境(振动、发热和受潮)等因素非常敏感,致使电控系统产生故障。这种环境模拟法的特点是;采用振动、高温和渗水的方法,使故障得以再现,无需什么专用的仪器设备,可直接准确地判断出故障的部位和原因。缺点是:速度相对缓慢,对维修人员的技术素质和基础理论要求较高,诊断必须耐心仔细,否则容易错过故障。环境模拟法分为振动法、加热法和水淋法三种。

(1)振动法。通过在水平和垂直方向对连接器、配线、零件与传感器等的振动,观察原发生的故障是否会再现的方法叫振动法。这种振动法适合时有时无的故障或者是车辆停下来后故障就不再现的情况,利用振动法应注意检查是否有虚焊、松动、接触不良、触点烧蚀、导线断裂等。使用振动法还应注意不要用力过大,以免损坏电子元件。

(2)加热法。通过电热吹风或类似工具加热有故障的零件,使其原发生故障再现的方法叫加热法,这种加热法适用于电子元件因受热而发生故障的情况。使用中注意,加热温度一般不超过60~80℃,ECU中的零件绝对不能加热。

(3)水淋法。通过喷水的方法,使其原发生故障再现的方法叫水淋法。这种方法适用于电子元件因在雨天或高温环境下或洗车之后而发生故障的情况。使用中注意,在喷淋前应对电子元件予以保护,以免积水锈蚀电子元件,注意喷水角度,尽量喷到空中,让水滴自由落下,不可直接喷在发动机零件或电子元件上,或者将水喷在散热器前面间接改变温度和湿度。

(二)增减模拟法

汽车电控系统有一些故障发生是由于负载问题而引起,此时必须产生与故障相似的负载条件下才能使原发生故障再现。这时可使用增减模拟法来诊断。也就是利用油路电路中增减负载的办法来模拟验证油路电路的故障症状,以诊断由负载引起的疑难故障。增减模拟法共有两种。

(1)增加法。当怀疑故障可能是由于油路负载过大而引起故障,故障症状表现又不明显时,可用增加油路负载的方法进行模拟验证,使故障部位和症状充分显示出来,以便于诊断和排除。对电路中由于负载过大而引起的故障,可以采用接通用电设备(如鼓风机、空调、冷却风扇、前照灯等)来增加负载,以模拟验证是否发生故障,以便进行诊断与排除。 (2)减少法。当故障是由于某一局部电路短路而引起负载过大烧断熔丝时,可采用减少法来进行模拟诊断。其方法是:将一部分电路断开,然后用万用表测量电阻、电压或电流。用的最多的是测量电流,观察总电流的变化,就可以诊断出故障的大致范围,若断开被怀疑的某一电路后,总电流立即降为正常值,则说明故障在这一电路中。 (三)输入模拟法

维修中,若怀疑某一电路中某些元器件有故障时,可用输入模拟法来诊断。其方法是把电路参数(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。输入模拟法有三种。

(1)电阻法。用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的方法叫电阻法。电阻法的连接方式为串联,所以这种方法称为串联法。例如,怀疑冷却液温度传感器有故障时,可用一只与冷却液温度传感器阻值相似的电阻,串联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损坏。

(2)电压法。用外接电压来替代某些被怀疑有故障的传感器进行模拟验证的方法叫电压法,电压法的连接方式为并联,它可诊断传感器的好坏。

(3)电流法。就是用万用表,给怀疑有故障的电阻或元件施加电流,即模拟电子元件的工作状态去诊断故障。

六、排除疑难故障的实用方法

在我国各地对排除电控发动机的疑难故障都积累了不少好的经验。很多方法虽不是灵丹妙药,什么问题都能解决,但它确实非常实用,会帮你解决在排除疑难故障过程中的一些困难。究竟选择哪一种实用秘方,就要看你对故障症状分析了解得如何,以及你的修理经验而定。 (一)常规检查与专项检查法

借鉴传统化油器式发动机的修理经验,本着由易到难,由简人深的原则,把电控发动机的检查方法分为常规检查与专项检查两个方面来进行,称为常规检查与专项检查法。

(1)常规检查。常规检查包括以下内容:空气滤芯、汽油滤芯、节气门是否脏污;故障灯是否正常,蓄电池电压是否正常;是否有漏气现象,各种插头是否插接良好、导线是否正常;各缸工作压力是否在标准范围内,各熔丝和继电器是否良好等。

这种方法不需要专用的检查工具和检测仪器,用肉眼和一些简单工具就可以了,看问题的部位很快就可以处理了。

(2)专项检查。经常规检查还找不到故障原因时,就要使用专用仪器、仪表和工具,配合专业维修资料进行较为复杂的检修,就是进行专项检查。

专项检查包括以下项目:检查燃油压力是否正常;检查各传感器是否正常;检查各执行元件的工作情况;检查电脑ECU与传感器及连接导线情况;检查电脑各插脚的电压情况,最后检查ECU内部电路。 (二)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,逐步进入问题的实际部位的方法,称之为排除法。例如,氧传感器故障码出现,换一个新的不一定起作用。因为燃油压力、配气正时、气缸压缩压力、电动汽油泵、喷油器等影响发动机正常工作的部件发生故障时,都是以氧传感器故障码的形式出现的,所以在排除故障时,可借用排除化油器式发动机故障的思路,先易后难,逐一排除,最后找出故障所在。 (三)综合法

化油器式发动机故障的排除都是把它分为油路和电路两部分来分析判断的。排除电控发动机故障则不能简单地分成油路和电路来分析,电控发动机可以下面几个部分进行分析和诊断。

首先检查执行机构的工作情况。

其次检查线路连接情况及传感器部分。注意不同车型,传感器的数据不同,使用中要注意这些不同点。 最后检查ECU。

以上这种诊断方法称为综合法。 (四)“傻瓜”修车法

判断一个电控发动机电脑ECU的好坏,可不管它电脑内部如何动作,只要把传感器、电脑ECU、执行元件之间的逻辑关系弄清楚,检查输入电脑的信号是否正常,输出到动作元件的信号是否不正常。如果是的话,进一步检查相关线路,电源线和搭铁线,如果线路没问题,基本上可以判定电脑出了问题。

使用中注意,电脑ECU接收各传感器传送来的信号,它控制的信号主要有三个:点火正时、喷油时刻及喷油时间和怠速控制阀。

例如,一辆本田阿库拉2.5L轿车,使用过程中发现,发动机在2000r/min转速以上时,抖动厉害,排气管冒黑烟。行驶中,车速超过100km/h时,车子就跑不起来。在检查中运用“傻瓜”修车法检查,它的点火提前角、点火顺序、闭合角度、点火正时都没问题。在检查喷油控制方面,当转速超过2000r/min时,由于喷油时间过长,导致喷油量过多,混合气太浓,燃烧不完全,从而造成上述故障现象。

据有关资料介绍,本田车喷油控制在加速情况下,喷油时间会适当延长,以改善加速性能。当转速上来后,喷油时间又缩短至基本喷油时间,以保证适当的混合比。但这辆本田车只要当转速超过2000r/min,喷油时间增加到6ms就不会再减下来,导致混合气太浓。

最后检查与混合气浓度控制相关的传感器与线路,没有发现故障,说明该机电脑ECU已损坏。

(五)利用氧传感器特性诊断法

利用氧传感器输出电压可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故障的原因。诊断时可按以下步骤进行: (1)检查氧传感器好坏

1)检查氧传感器加热电阻是否合乎标准值。一般来说,电阻应在4~40Ω之间。检查方法可用万用表测量传感器侧1、2号插头间的电阻值,如不符合规定,说明氧传感器需要更换。

2)可通过观察氧传感器顶尖的颜色来判断,若顶尖颜色为淡灰色,说明氧传感器正常,若顶尖颜色为黑色,说明氧传感器受铅污染。这是由于汽油含铅所致。若使用含铅汽油,行驶500km左右,氧传感器整个性能基本会丧失,从而使三元催化转化器中毒,使净化效率大大降低,甚至对尾气不起净化作用。若顶尖颜色为白色,这说明是硅污染造成,这是由于在维修中使用了不符合规定的硅密封胶所造成。

(2)检查氧传感器反馈电压。查阅有关维修手册,找到氧传感器信号线。然后用电线中的铜丝插入相应的插孔,再插好插接器,用数字式万用表直流电压档测量铜丝对于负极的电压。测量时注意:发动机冷却液温度应在80℃以上,转速在2500r/min左右,此刻万用表显示的电压应在0.1~1.0V之间迅速跳动。在10s内电压应在0.1~1.0V之间变化至少8次,否则还要继续往下检查。 (3)拨开插接器,使氧传感器和控制单元分离。用万用表测量信号输出端对负极的电压。这时人为地拔下一根进气管上的真空管,形成稀混合气,此时电压应下降。而当拔下油压调节器真空管,并用手堵住,以形成浓混合气时,电压应当上升。如果氧传感器完好,则故障原因可能在电脑或线路以及燃油、空气或机械方面。应首先检查空气或燃油部分。例如空气系统漏真空,这时排气中氧分子浓度较大,氧传感器输出低电压,电脑便认为混合气稀,发出指令向浓的方向调整,但无论如何也弥补不了漏进系统的大量空气,所以氧传感器一直显示0.1~0.3V的低电压。再比如油压调节器出现故障导致油压过高,会使排气中氧分子含量减少,氧传感器输出高电压,表示混合气过浓,电脑便减少喷油时间,但也无法弥补油压过高造成的混合气过浓,所以氧传感器总显示0.6~0.9V的高电压。

以上说明在氧传感器完好的情况下,混合气过稀,可能是空气系统漏气。混合气过浓,可能是油压过高。此刻还要进一步查找漏气的地方或油压过高的原因。但也有这种情况,测量仪器上无故障码和反馈电压,而利用万用表测量氧传感器插头却有反馈电压,且始终处于0.9V以上,说明混合气偏浓,但为何测量仪上无法反映该电压呢,这只能是氧传感器反馈部分有故障。有一辆奥迪A6 2.0轿车就出现过上述故障现象。该车怠速不稳,冒黑烟,费油。经按上述方法检查,检查反馈部分故障原因,测量传感器到电脑信号线的电阻值及其与搭铁的电阻值,没有发现异常。最后只有对电脑进行检查。拆下电脑ECU,打开保护盖,发现电路板有明显烧蚀(烧蚀部分是接收氧传感器信号功能的部分),更换新的ECU后,故障排除。

(六)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正常的机械技术状态、足够的点火能量与正确的点火时刻和供给发动机在不同工况下要求不同浓度比例的混合气。这是分析电控发动机故障的重要依据。

正常的机械技术状态是指发动机机械结构能提供足够的压缩力,实际缸压不少于标准的75%,各缸压力偏差不大于0.3MPa;进气管无漏气,发动机怠速运转时的进气管真空度能稳定在500mmHg(1mmHg=133Pa)左右。若达到以上指标,说明该机机械状态正常,就可以保证可燃混合气能有效地燃烧与作功。 对电火花能量与点火时刻的要求分别是足够与正确。若电火花能量过弱,会导致燃烧不充分甚至不着火;若点火过迟或过早,都会影响发动机的功率下降,严重时会影响发动机的起动。

供给发动机在不同工况下要求不同浓度比例的混合气,其指标是:在怠速和小负荷时,提供浓的混合气,空燃比为12左右;在中小负荷时,为获得较好的经济性,应提供较稀的混合气,空燃比约16~17,大负荷运行时,为满足功率要求,应提供较浓的混合气,空燃比约13左右;冷起动及加速时还需提供附加的燃油。空燃比过大或过小,均可导致发动机熄火,正确的空燃比,能使发动机具有良好的起动、怠速、加速等性能。

电控发动机若发生故障而又不显示故障码时,说明存在自诊断系统不能识别故障。此刻应首先了解无故障码的一些常见因素。这些因素有发动机力学性能、火花塞、高压线圈、喷油器脏污等。然后仔细分析发动机故障现象,密切联系发动机正常工作的三要素,本着先易后难、先简后繁的原则,边测试、边判断,最后排除故障。

例如,有一辆福田单点喷射乘用车,发动机怠速不稳,用检测仪器诊断,无故障码显示。遇到这种情况,一般来说电控系统线路及传感器基本上可认为是正常的。从发动机正常工作的三要素分析,该车是新车,机械技术状态和燃油供给系统可能问题不大。怠速不稳的原因可能是由于进气管漏气或点火系统工作不良所造成。用真空表检测发动机怠速时的真空度为500mmHg(1mmHg=133Pa),痹积常的进气歧管真空度稍低一些,稍低的原因可能不是进气管漏气,而是个别缸点火不良所引起。检查火花塞及高压线,发现第三缸高压线电阻无穷大,这就使2、3缸点火能量过弱,工作不良,导致怠速不稳(福田面包车是两个缸一个点火线圈,2、3缸串联点火)。更换第三缸高压线,发动机故障排除,进气管真空度实测也达到了550mmHg。

(七)用测量压力诊断和排除故障

电控发动机发生的故障中,有一部分是因为喷油回路中的压力失常而引起的,这种故障往往不会有故障码出现,因此也较难判断。如果能抓住回路中各段喷油压力参数的变化情况,再加工一些简单机具,就可用压力表来进行测量,以诊断出故障的原因。

如果是由于燃油泵磨损造成供油压力下降;滤清器或油泵滤网堵塞使供油量不足;压力调节器损坏,使系统压力不稳;喷油器堵塞造成各缸供油不均匀等原因引发的故障,都可用此方法排除。这部分故障包括无法起动、起动困难、怠速不稳、加速不畅或无高速等。

这种测量压力排除故障的方法具体操作是这样的:

先准备两块压力表,直径为100mm,量程为0~1MPa。准备安装在汽油滤清器的进口和出口处。压力表通过软管和接头与其相连。

为方便安装,可加工一垫环,环厚约3mm,内环槽深约1mm左右,在其内孔穿一个空心油道螺钉,以保证油路和压力表的畅通,互不影响。软管接头可与垫环焊接在一起。


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