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帕萨特1.8T电控发动机故障诊断与检修
第1章绪论
1.1电控发动机发展趋势
随着排放法规的不断严格和电子技术的迅速发展,汽油机电控技术取得了显著的进步,作为一种新技术已在汽车工业中建立了坚实的基础。
目前,汽油机电子控制的发展趋势还十分强劲。
汽油机电控系统的研究和发展主要表现在几个方面:
(1)控制器
随着电子技术的飞速发展,发动机的控制器在小型化的同时功能越来越强。
目前,电控单元的硬件不断丰富,集成化程度越来越高,数据采集、计算和通讯速度不断提高,对燃烧压力的瞬态变化也能进行实时处理。
发动机控制向综合控制方面发展,不仅能实现对发动机本身的控制还同时兼有车辆自动变速、主动悬架及车速控制等的汽车综合管理系统。
当前,16位机取代8位机成为车用微机的主流机型,而且向32位机迈进,这将有力地支持控制系统发展更多、更高级的功能。
(2)传感器
传感器的发展趋势是走向小型化、集成化及智能化,能够对温度、电压进行自动补偿,并自动恢复由于长期使用造成的性能衰退;具备自诊断及自修复功能,并直接输出数字信号,简化控制单元;传感器本身有较强抗干扰能力,增强了系统的可靠性。
目前新型传感器的开发主要集中在燃烧数据传感器研制和发动机输出参数检测两领域。
(3)新机构的研制
①变尺寸进气系统,根据工况选择不同进气管长度以获得较高充气效率;
②气门正时和气门升程控制;
③爆震控制实现高压缩比和变压缩比系统;
④排气、冷却系统和噪声方面的控制;
⑤涡流和燃油雾化的控制。
(4)控制软件的发展突出表现在新型控制理论在发动机控制中的实际应用,汽油机的控制理论从开环控制走向闭环控制,从最优控制走向自适应、自学习控制,最终走向神经网络智能控制。
未来一段时间,控制软件发展主要表现在几个方面:
①为新的变量开发控制算法;
②为开发控制算法进行仿真研究;
③为车外诊断的专家系统和在车使用的控制系统进行仿真应用研究。
总之,电子控制在当前发动机控制发展中起了核心作用。
今后的发动机电控将随着社会的各种要求和各种新技术、新材料的发展向高精度、紧凑化方向发展。
1.2电控发动机的组成
电子控制系统的功能是根据发动机运转状况和车辆运行状况确定燃油的最佳喷射量。
该系统由传感器、电控单元(ECU)和执行器三部分组成,如图1-1所示。
图1-1电控系统的基本组成
电控发动机的控制原则以电控单元(ECU)为控制核心,以空气流量和发动机转速为控制基础,以喷油器为控制对象,保证发动机在各种工况下都能获得与所处工况相匹配的最佳空燃比。
相同的控制原则决定了各类电控汽油喷射系统具有相同的组成和类似的结构。
电控汽油喷射系统大致可分为进气系统、燃油系统和电子控制系统三个部分。
1.2.1进气系统
进气系统,又称空气供给系统,其功能是提供、测量和控制燃油燃烧时所需要的空气量。
1.2.2燃油系统
燃油系统的功能是向汽缸或进气管喷射燃烧时所需的燃油量。
燃油从燃油箱由电动汽油泵吸出,经汽油滤清器后,再由压力调节器加压,将压力调节到比进气管压力高出约250Pa压力,然后经输油管配送给喷油器和冷起动喷油器,喷油器根据电控单元发来的脉冲信号,把适量燃油喷射到气缸。
1.2.3电子控制系统
电控系统是电控单元根据传感器检测到的发动机运行工况和汽车运行工况来确定喷油量及点火提前角,从而控制发动机在最佳工况下的运转。
第二章帕萨特1.8T电控发动机控制原理分析
2.1ECU端子分析
ECU是发动机控制系统的核心部件。
ECU的存储器中存放了发动机各种工况的最佳喷油持续时间,在接收了各种传感器传来的信号后,经过计算确定满足发动机运转状态的燃油喷射量和喷油时间。
ECU还可对多种信息进行处理,实现EFI系统以外其他诸多方面的控制,如点火控制、怠速控制、废气再循环控制、防抱死控制等。
ECU的端子如图2-1所示,端子的用途如表2-1所示。
图2-1帕萨特ECU端子
表2-1帕萨特ECU端子的用途
ECU端子的用途
端子
条件
端子用途
标准值
9
用遥控装置驱动
电源
系统电压
2、5、13和25
搭铁端
0Ω
8和9
进气温度传感器
160~300Ω
8和7
起动时,并逐渐踏下加速踏板
空气流量计
电阻值会变化
8和5
空气流量计
340~450Ω
21
点火开关“ON”
系统电压
10和25
水温传感器
冷机:
1080~2750Ω
热机:
150~500Ω
4
起动机运转时
起动信号
蓄电池电压
3
遥控装置驱动时,节气门全开
节气门位置传感器
14
遥控装置驱动时,节气门全闭
节气门位置传感器
9和12
9和24
1、4缸喷油器电阻器
2、3缸喷油器电阻器
3.9~4.5Ω
1
点火开关“ON”,1处有“+”电压
与点火线圈端子1连接
15和20
用导线连接15和20,再断开点火控制插头,并检查端子16和17间电阻
应是0Ω
2.2主要传感器分析
2.2.1氧传感器
帕萨特1.8T电控发动机有前后2个传感器。
前氧传感器的作用主要是检测排气中氧的含量,向ECU输入空燃比的反馈信号,进行喷油量的闭环控制。
前氧传感器G39的基本电路如图2-2所示。
图2-2前氧传感器的基本电路
前氧传感器有六条线:
一条加热电阻电源线,一条搭铁线,两条信号线,一条氧源泵电源线,一条参考电压线。
后氧传感器G130的基本电路如图2-3所示。
图2-3后氧传感器的基本电路
后氧传感器共计有三条电线,一条是搭铁,一条是信号线,一条是加热电阻的电源线。
它的部有二个电阻,以及一个钛金属氧化感知体,当12V的电源,经由继电器送达第一个加热电阻后,再经第二个分压电阻到搭铁,同时取出1.2V的分电压给钛金属体,让钛金属氧化感知体能够发出含氧信号。
加热电阻在获得12V电源后,约20~30秒时间,即可达到300~400°C的工作温度。
2.2.2节气门位置传感器
在汽油发动机上,通常用节气门来控制发动机的负荷(即进气量),节气门位置传感器是用来检测节气门开度及开度变化的传感器。
帕萨特1.8T节气门位置传感器G187、G188是电位计式,基本电路图如图2-4所示。
图2-4节气门位置传感器的基本电路
2.2.3进气温度传感器
进气温度传感与进气压力传感器一体安装于节气门之后的进气管上,用以检测进气温度,向ECU输入进气温度信号,作为燃油喷射和点火正时的修正信号。
帕萨特1.8T进气温度传感器G72是负温度系数热敏电阻式,基本电路图如图2-5所示。
图2-5进气温度传感器的基本电路
2.2.4曲轴位置传感器
曲轴位置传感器是确定点火提前角、确认曲轴位置的信号,用于检测活塞上止点、曲轴转角及发动机转速。
帕萨特1.8T曲轴位置传感器G28是磁感应式,基本电路图如图2-6所示。
图2-6曲轴位置传感器的基本电路
曲轴位置传感器有三条线,一条搭铁线,一条两条信号线。
2.2.5凸轮轴位置传感器
凸轮轴位置传感器向ECU输入凸轮轴位置信号,是顺序喷射和点火控制的主控制信号。
帕萨特1.8T凸轮轴位置传感器G40是霍尔式,基本电路图如图2-7所示。
图2-7凸轮轴位置传感器的基本电路
凸轮轴位置传感器有三条线,一条搭铁线,一条信号线,一条电源线。
2.2.6空气流量计
空气流量计是检测发动机吸入空气量、确定喷油量的基本信号。
帕萨特1.8T空气流量计G70是热膜式,基本电路图如图2-7所示。
图2-8空气流量计的基本电路
2.3主要执行器分析
执行器是控制系统的执行机构,其功用是接受ECU输出的各种控制指令完成具体的控制动作,从而使发动机处于最佳工作状态。
2.3.1喷油器
喷油器是根据ECU的指令,控制燃油喷射量。
帕萨特1.8T电控燃油喷射系统有4个缸分别为N30、N31、N32、N33,全部采用电磁式喷油器,基本电路图如图2-9所示。
图2-9喷油器的基本电路
2.3.2点火模块
帕萨特1.8T是独立点火,分为4个点火模块,分别为N70、N127、N291、N292,,基本电路图如图2-10所示。
图2-10点火模块的基本电路
第三章帕萨特1.8T电控发动机故障诊断的方法
3.1汽车发动机电子控制系统人工检测诊断方法
汽车发动机电子控制系统都装备有故障自诊断系统,利用故障自诊断系统存贮的故障代码诊断故障,具有故障部位明确、针对性强、能实现快速诊断等优点。
但是,自诊断系统检测并存贮故障的能力是有限的,不可能把所有故障都包括在其。
对于那些没有包括在自诊断系统之的故障,和虽包括在自诊断系统之但故障代码不显示或显示无故障代码而故障又确实存在的情况,可采用传统的人工检测诊断方法。
3.1.1直观诊断
直观诊断就是通过人的感觉器官对汽车故障现象进行看、问、听、试、嗅等,了解和掌握故障现象的特点,通过人的大脑进行分析、判断得出结论的诊断方法。
直观诊断方法的基础是:
进行故障诊断操作的人员必须首先掌握被诊断系统的结构和工作原理,对其可能产生故障的现象、原因有一定的了解,并能掌握关键部件的检查方法。
直观诊断的主要容有:
一看。
即目测检查,其目的是了解电控发动机的电控系统类型、车型,在进人更为细致的测试和诊断之前,能消除一些一般性的故障原因。
二问。
为了迅速地查找故障源,首先必须了解故障出现时的情形、条件、如何发生及是否已检修过等与故障有关的情况和信息。
三听。
主要是听发动机工作时的声音有无爆震、有无敲缸、有无失速、有无进气管或排气管放炮等。
四试。
主要是维修人员根据前述检查,有针对性地试车,以便进一步确定故障。
3.1.2基本检查
为了确定故障的性质和部位,少走弯路,在进行直观检查后,可对电控发动机进行基本检查。
主要是对蓄电池电压、曲轴转动情况、发动机起动情况、怠速运转情况、空气滤清器堵塞情况、进气歧管与气缸密封性、点火正时、燃油压力、尾气排放、排气背压、高压线跳火和火花塞技术状况等进行检查测量。
在进行基本检查时,必须使发动机冷却液温度达到正常的工作温度(约800C以上),同时关闭车上所有附加电器装置,如空调、除霜器等。
并且在冷却风扇未动作时进行检查调整,以免风扇动作的电源消耗,影响检查的准确性。
3.1.3资料分析法
资料分析法大体分为两种:
一是在故障诊断过程中,以汽车制造厂提供的有关发动机控制系统结构、原理及故障索引等技术资料为参考依据,对故障进行分析,从而查找出故障原因的一种方法。
另一种是客户调查所得来的资料,向客户了解车辆的基本状况,故障出现的条件、过程、故障征兆以及车辆是否检修过或检修过什么部位等相关情况和信息,为进一步的检测诊断提供依据。
3.2发动机电子控制系统的仪器检测诊断方法
发动机电子控制系统的仪器检测诊断,根据仪器的检测功能不同可以有多种检测诊断方法。
目前,在发动机电子控制系统的检测诊断中常用的仪器检测诊断方法有:
发动机电子控制系统的仪器读取故障代码检测诊断、发动机电子控制系统的万用表检测诊断、发动机电子控制系统数据流检测诊断和发动机电子控制系统波形分析。
下面分别研究利用仪器对发动机电子控制系统进行检测诊断的方法。
3.2.1发动机电子控制系统仪器读取故障代码检测诊断
现代汽车发动机电子控制系统的控制电路都设有专用的故障检测插座,只要将汽车制造厂家提供的该车型专用的电子故障检测仪的检测插头与汽车上的故障检测插座相连接,然后打开点火开关(ON),根据故障检测仪的操作说明就可以很方便地从电子故障检测仪的显示屏上读出所有存储在ECU中的故障代码。
查阅该车型的维修手册,就可以知道相关故障代码所表示的故障容和可能的故障原因、故障围。
帕萨特1.8T电控发动机故障代码见表3-1
表3-1帕萨特1.8T电控发动机故障代码表
V.A.G1551打印输出
可能的故障原因
可能的影响
故障排除
00515-霍尔传感器G40
断路/对正极短路
对地短路
①断路或对正极短路
②传感器盘松动
③G40损坏
①在节气门全开时功率不足
②排放值不合格
③燃油消耗高
检测霍尔传感器
①对地短路
②G40损坏
00528-海拔高度传感器F96
信号过大
信号过小
①断路或对正极短路
②F96损坏
起动不良
检测海拔高度传感器
①对地短路
②F96的供电有故障
③F96损坏
增压压力降低(增压器转速的安全限制)
00532-供电电流
信号过大
信号过小
①从辅助起动器来的电压过高
②发电机损坏
发动机控制单元损坏
检测蓄电池电压
①供电电压低于10V超过1s
②同发动机控制单元的线束连接不可靠
③蓄电池放电
④当点火开关关闭时,有电流损失
①发动机不能起动
②发动机运行困难,可能导致发动机灭火
③节气门控制单元自适应过程不能进行
①检测发动机控制单元的供电电压
②检查蓄电池的充电状况
00543-超过最高转速
①发动机超速(如换挡错误)
②发动机转速超过7100r/min
发动机损坏
矫正机械损伤
00544-超过最高增压压力
①软管缠绕,没装好,堵塞、漏气
②增压控制电磁阀损坏
③增压器损坏
输出功率突然降低(超速切断直到增压压力降到适当水平)
检测增压压力控制
④对地短路
检测增压控制电磁阀
00561-自适应超限(+)
燃油系统压力太低
车辆行驶不平顺
给车添加燃油,并检测供油压力
自适应超限(-)
①空气流量计的信号不正确
①燃油消耗增加
检测空气流量计
②排气系统中,催化净化器前漏气
②怠速不稳
修理漏气处
③空气流过空气流量计时没测量
③车辆行驶不平顺
检查喷油量
④喷油器积炭
00561-混合气自适应没有达到上限(+)
燃油系统压力太高
车辆行驶不平顺
给车添加燃油,并检测供油压力
没有达到下限(-)
①空气流量计的信号不正确
燃油消耗增加
检测空气流量计
②发动机润滑油里有燃油
①怠速不稳
①换机油或在高速路段中行车15min
③空气流过空气流量计时没测量
②车辆行驶不平顺
②修理漏气处
④喷油器渗漏
冒黑烟
检查喷油量
00575-进气歧管的压力
①空气流量计的输出信号太弱
功率增大
检测空气流量计
没有达到调节限度
②在增压器与空气流量计之间有漏气处
检查进气系统
超过调节限度
③增压器的压力单元发卡
④增压控制电磁阀损坏
⑤短路或断路
功率减小
检测空气流量计
①空气流量计的输出信号太强
功率输出减少
检测空气流量计
②增压器的压力单元发卡
③增压控制电磁阀损坏
功率增大
检测增压压力控制
00670-节气门位置传感器G127
①对地短路
①怠速转速太高
①进行节气门控制单元的自适应
信号太弱
②G127的供电有问题
③G127损坏
②没有怠速转速控制
③当松开加速踏板时,发动机不平顺
④在发动机低速时空调压缩机不能工作
②检测节气门位置传感G127
信号太强
①断路或对正极短路
信号不可靠
②G127接地不良
③G127损坏
①节气门卡住
②接G127的线束有问题
01119-档位识别信号
断路/对正极短路
对地短路
①断路或对正极短路
②F125损坏
当挂档或脱档时发动机转速比正常情况有更大的波动
①检测到多功能开关F125的电线束(档位传感器)
②查询变速箱的故障代码
①对地短路
②F125损坏
01165-节气门控制单元-J338
没有达到调整限度
超过调整限度
调整偏差
①节气门发卡
②节气门控制器机构发卡
①怠速增高
②当松开加速踏板时发动机负荷变化剧烈
检测节气门控制单元
到节气门控制器(V60)的电线束断路
检测节气门控制器
01247-活性炭过滤器电磁阀N80对地短路
①对地短路
②N80损坏
①在部分负荷时,车辆行驶不平顺
②车辆会发出汽油味
检测活性炭过滤器的电磁阀1
对正极短路
①对正极短路
②N80损坏
输出断开
①断路
②N80损坏
01249-1缸的喷油器N30
01250-2缸的喷油器N31
01251-3缸的喷油器N32
01252-4缸的喷油器N33
对地短路
对正极短路
输出断开
①对地短路
②喷油器损坏
①发动机运转不平稳
②发动机灭火
检测喷油器
①对正极短路
②喷油器损坏
①断路
②喷油器损坏
01259-燃油泵继电器J17
断路/对地短路
对正极短路
①断路
②燃油泵继电器J17损坏
发动机不能起动
发动机熄火
存储几个故障代码
检测燃油泵继电器
对地短路
点火开关打开时燃油泵连续运转
对正极短路
①发动机不能起动
②发动机熄火
③存储了几个故障
01262-增压压力控制电磁阀N75
对地短路
对正极短路
输出断开
①对地短路
②N75损坏
①功率突然减小(超速切断直到增压压力下降到安全水平)
②增压压力太高
③0544故障被存储过增压压力上限
检测增压压力控制电磁阀
①结正极短路
②N75损坏
①功率减小
②增压压力太低
①电线束中线断
②N75损坏
16486-空气流量计G70
信号太弱
①断路/对正极短路
②G70损坏
③空气漏气
④空气滤清器阻塞
对性能无明显影响
检查空气流量计
检查进气系统
16487-空气流量计G70
信号太强
①断路/对正极短路
②G70损坏
对性能无明显影响
检查空气流量计
16496-进气温度传感器G42
信号太弱
①对地短路
②G42损坏
进入紧急运行状态(替代常数为+19.5℃)
检测进气温度传感器
16497-进气温度传感器G42
信号太强
①断路或对正极短路
②G42损坏
进入紧急运行状态(替代常数为+19.5℃)
检测进气温度传感器
16500-冷却液温度传感器G62
不可靠信号
①在插接处锈蚀
②插接处松动
③G62损坏
①在低温时冷起动困难
②发动机暖机工况不良
③燃油消耗增加
④排放指标不合格
检测冷却液温度传感器
16501-冷却液温度传感器G62
信号太弱
①对地短路
②G62损坏
16502-冷却液温度传感器G62
信号太强
①断路或对正极短路
②G62损坏
16505-节气门电位计G69
不可靠信号
①在插接处锈蚀
②G69损坏
①加速不平顺
②怠速不稳
检测节气门电位计
16506-节气门电位计G69
信号太弱
①断路或对地短路
②G69损坏
①加速不平顺
②当松开加速踏板时负荷变化剧烈
检测节气门电位计
16507-节气门电位计G69
信号太强
①断路或对正极短路
②G69损坏
①加速不平顺
②当松开加速踏板时负荷变化剧烈
检测节气门电位计
16514-λ传感器电路有故障
①电线插接处锈蚀
②λ传感器的信号线和地间短路
λ闭环控制不工作(混合气通过开环控制形成)
检测λ控制
信号线中的电流太弱(λ传感器脏污或λ传感器的缝隙阻塞或脏污)
①怠速不稳
②排放指标不合格
③燃油消耗高
检测λ传感器信号线是否工作
16515-λ传感器电压太低
①对地短路或与λ传感器信号线的屏蔽短路
②对地短路或与λ传感器的接地参考线的屏蔽短路
③λ传感器损坏
①λ闭环控制不工作(混合气通过开环控制形成)
②怠速不稳
③排放指标不合格
①检测λ控制
②检测λ传感器信号线及λ传感器是否工作
16516-λ传感器电压太高
信号线对正极短路
④燃油消耗高
16518-λ传感器没工作
①接地参考线对地短路
②λ传感器损坏(弄污)
①怠速不稳
②排放指标不合格
③燃油消耗增加
检测λ控制
λ传感器没加热
④火花塞积炭
检测λ加热
16519-λ传感器加热元件的电路有故障
断路或短路
λ加热不起作用
检测λ加热
16705-发动机转速传感器G28不可靠信号
①传感器盘松动或弯曲
②转速传感器G28损坏
③接头松动
④屏蔽线断路
⑤起动困难
①拆下油底壳并检查传感器盘
⑥发动机失火
②检测发动机转速传感器
16706-发动机转速传感器G28没有信号输出
①断路或短路
②发动机转速传感器G28松动或损坏
③发动机不能起动
④发动机熄火
检测发动机转速传感器
16711-爆震传感器1G61信号太弱
传感器松动或插接处锈蚀
①高的燃油消耗率
爆震传感器的紧固力矩为20N·m
16716-爆震传感器2G66
②性能不良
信号太弱
①断路或对地短路
②爆震传感器损坏
检测爆震传感器
16885-车速信号不可靠
①车速传感器G22与仪表板插接座之间的电线断路
②发动机控制单元与仪表板插接座之间电线断路
③G22损坏
④仪表板插接不良
①发动机控制单元不能切断空调压缩机
②不良的负荷变化性能
检查车速信号
16989-控制单元损坏
发动机控制单元损坏
发动机不能起动
更换发动机控制单元
17733-1缸爆震控制
燃油质量不好(低于91号)
①高的燃油消耗
加注不低于91号的汽油
17734-2缸爆震控制
②性能不良
17735-3缸爆震控制
③发动机运转不平顺
17736-4缸爆震控制
爆震传感器的拧紧力矩不对
用20N·m的力矩紧固爆震传感器
达到了控制极限
不正常的发动机异响(附件松动)
检测爆震传感器
17913-怠速开关F60
开关不关闭/断路
①油门拉线的设置
②地板垫压下加速踏板
③节气门卡住
④断路或对正极短路
⑤怠速开关F60损坏
①怠速太高
②怠速控制不起作用
③当松开加速踏板时负荷变化剧烈
④空调压缩机在发动机低速时不能接通
①调整油门拉线
②检测怠速开关
17914-怠速开关F60
开关不关闭/断路
①节气门的线束插座锈蚀
②对地短路
③怠速开关F60损坏
17953-节气门控制失效
①断路
②节气门不灵活或脏污
③G69和G127损坏
④怠速太高
⑤当松开加速踏板时发动机负荷变化剧烈
检测节气门控制单元
17966-节气门驱动器G186
电路有故障
①对地短路
②对正极短路
③节气门控制器V60损坏
怠速太高
检测节气门控制器
17967-节气门控制单元-J338
基本设置有问题
①断路或怠速开关断开
②节气门卡住不能关闭
③没有得到发动机转速传感器信号
节气门控制单元的自适应没有完成
检测节气门控制单元
17972-节气门控制单元-J338
基本设置时电压低
在基本设置时电压低于10V
检测蓄电池电压,读取测量数据块,显示组03,显示区2
17978-发动机控制单元断路
①有目的的改动
②信号线短路
③止动器控制单元损坏或丢失
发动机起动后马上熄火
①电子止动器与发动机控制单元匹配
②检测电子止动器电器系统
18010-电压供
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