浅论电控发动机常见故障诊断与检测方法.docx
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浅论电控发动机常见故障诊断与检测方法
毕业设计(论文)
标题浅论电控发动机常见故障诊断与检测方法
学生姓名朱显勇
系部:
汽车工程系
专业:
汽车运用技术
班级:
ASEP2
指导教师:
黄敏雄老师
株洲职业技术学院教务处制
目录
要摘3
前言3
1.电控发动机的故障特点和诊断的基本原则.4
1.1故障特点4
1.1.1元件击穿)4
1.1.2元件老化或性能退化5
1.1.3线路故障5
2电控发动机故障诊断方法5
2.1直观诊断法5
2.2利用随车自诊断系统诊断5
2.3万用表诊断法6
2.4故障代码诊断法7
2.5数据流诊断法7
2.6波形分析诊断法8
2.7故障症状模拟诊断法9
2.7.1振动法10
2.7.2加热法10
2.7.3水淋法10
2.7.4电器全接通10
3.故障诊断基本方法流程图11
4.电控发动机常见故障及排除方法12
5.故障诊断流程图14
5.1发动机起动困难的诊断流程图14
5.2怠速不稳诊断流程图15
6.案例16
6.1动机起动困难16
6.2动机加速不良17
总结18
致谢词19
参考文献20
摘要
本文主要从电控发动机的结构方面阐述电控发动机的故障特点及诊断的基本原则和方法,叙述了电控发动机故障诊断方法的具体运用,有具体的实例,详实结合,浅显易懂,适合从事汽车维修人员的阅读,希望能给汽车维修人员有所帮助和启发。
关键词:
发动机故障诊断方法
Summary
Thispapermainlyfromtheaspectsofthestructureofelectroniccontrolenginefaultdiagnosisofelectroniccontrolenginecharacteristicsandthebasicprinciplesandmethods,describestheelectroniccontrolenginefaultdiagnosismethodisspecificapply,therearespecificexamples,detailedeasytounderstand,suitableforbinding,engagedinautorepairstaffreading,hopingtogivethecarrepairpersonneltohelpandinspiration.
Keywords:
Enginefaultdiagnosismeth
前言
现代汽车广泛采用电子控制技术,其电气设备、系统结构日趋复杂和精密。
对汽车各系统和用电设备的控制基本实现了功能组合化、控制电子化和连接标准化,使汽车的性能更加完善。
同时对汽车的故障诊断与维修有了更高层次的要求。
因此,在对电子控制发动机的故障诊断与维修方面,不能再延续传统的经验检查方法进行故障判断。
而应在一定经验积累上,借助先进的检测设备,运用先进的检查方法,结合故障发生原因、现象和检测结果,充分利用技术维修资料,认真思考和分析,判断故障范围,有针对性的解决故障问题。
1电控发动机的故障特点和诊断的基本原则
对于电子控制发动机,主要从两方面理解,一是机械部分;二是电子控制部分。
是通过控制不同的执行机构,监测和控制发动机工作。
在使用中,造成发动机故障的原因可能是机械部分,也可能是电子控制部分的问题,其故障诊断的难易程度也不一样。
因此在对电控发动机故障诊断时,我们要分清故障是在机械部分还是在电子控制部分,了解故障的特点,遵循故障诊断的一些基本原则,就可以用较简单的方法准确而迅速地找出故障所在。
1.1故障特点
电控发动机机械部分的故障特征我们可用常规检查方法和经验法诊断即可,故不再详细叙述。
电子控制部分主要由电控单元ECU、传感器和执行器等组成,而这些零件又是由各种电子元件和电子电路组成。
一般电子元件对过电压、温度十分敏感,一旦这些电子元件或电路损坏,则会使电控部分某一零部件不工作或工作异常,那么在电控发动机上则表现出某些特定的故障现象。
1.1.1元件击穿
汽车电子元件有时因操作不当很容易被高电压击穿或在高温、大电流击穿,故障现象表现为短路或断路。
例如,电子点火控制器内部的电容或三极管被击穿,就会使点火控制器工作异常,造成点火线圈次级绕组无法产生高压电,高压火线不跳火或火花弱,故障现象表现为发动机无法启动或工作异常。
1.1.2元件老化或性能退化
由于发动机工作时会发热,使电子元件长期在高温、电压、电流变化频繁、灰尘等恶劣条件下工作,就会使其老化或性能退化。
1.1.3线路故障
主要包括接线松脱、接触不良、潮湿、腐蚀等导致的绝缘不良短路、旁路等。
传感器和执行器都是固定在发动机某一位置上,通过导线与电控单元ECU连接,若导线接头插接不良或导线短路等,就会使传感器无法将检测的信号传给电控单元,而电控单元不能控制执行器工作,从而造成发动机工作异常.
2电控发动机故障诊断方法
2.1直观诊断法
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,判断得出结论的诊断方法。
采用这种方法诊断的维修人员必须具有较丰富实践维修经验和熟悉车辆结构,否则在诊断时不能准确判断故障部位和原因。
2.2利用随车自诊断系统诊断
随车故障自诊断可以对系统的故障进行自诊断,在电控发动机故障诊断中是一种简便快捷的诊断方法。
当发动机出现某种故障时,自诊断系统就会立刻监测到故障,并以故障代码方式储存该故障的信息,通过警告灯方式报警。
注意:
自诊断系统给出的故障码,只表明故障的范围,具体的故障点还应通过其它方法进行检查确定。
由于自诊断系统能够存储多个故障码。
如果故障排除而未及时清除故障码。
那么在检查时,则有可能原始故障码和新发故障码同时出现,这样造成无法具体确定真正故障原因,给检查带来不必要的麻烦。
因此,在每次排除故障后,必须清除故障码。
2.3万用表诊断法
万用表有指针式和数字式两种,现代汽车故障诊断多用数字式万用表(以下图1),原因是数字式万用表输入阻抗高,对电子元件的影响小,能有效防止因瞬间电压过高而被烧坏。
汽车故障分持续性故障和间歇性故障,万用表诊断主要是针对持续性故障,比如线路的短路,断路,电子元件的损坏等。
万用表有许多档位,在对电控系统故障诊断时运用较多的是电压档和电阻档。
图1
例如可以通过使用万用表测量微机线束插头内各端子的工作电压或电阻判断微机及其控制电路是否工作正常。
如果汽车在不同的工作状态下,检测中发现某一端子的实际工作电压或电阻与标准值不相符,即表明微机或控制电路有故障;与执行器连接端子工作电压不正常,则表明微机有故障;与传感器连接的端子工作电压不正常,则可能是传感器或线路故障。
必须指出的是:
用这种检测方法对于判断微机或控制电路有无故障只是一种辅助方法。
因为微机在工作中所接受或输出的信号有多种形式,如脉冲信号或模拟信号等。
而一般万用表只能检测出电路的平均电压。
因此,即使在检测中微机各端子的工作电压都正常,也不能说明微机就绝对没有故障。
使用万用表诊断故障时应注意:
万用表在对电控系统中各种传感器、执行器在静态下的测量还是比较准确的,但动态测量时由于反应迟缓,不能随状态变化而随机改变,数据显示并不准确,一般用于初步判断。
万用表电压档不仅可以判断电子元件的好坏,也经常用于某一电源线是否有电,电压是否正常的诊断。
目前小型汽车修理厂普遍运用万用表诊断法进行电控系统故障的诊断,需要注意的是在接上或拆下表笔时,应关掉点火开关。
2.4故障代码诊断法
为提高现代汽车的使用性能,车上配备的传感器、执行器越来越多,电控系统在提高汽车性能的同时,也使汽车的故障诊断与排除变得复杂起来。
为帮助修理人员迅速判断故障,现代汽车电控系统的ECU具备故障自诊断功能,通过故障代码向维修人员提供故障信息(如下表三),只要不拆蓄电池,电控系统出现的故障将一直保存在ECU里,维修人员可按特定的方法提取故障代码。
提取ECU故障代码的方法有两种,一种是人工读码,就是将发动机熄火,把故障检测插座内特定的两个插座用一根导线短接后,通过观察仪表板上的故障指示灯的闪亮频率和次数(或LED灯闪亮的次数)来读取故障代码。
注意:
不同车型的故障检测插座形状及插孔位置各不相同,且读取故障代码前发动机应满足必要的条件。
显然人工读取的正确率受人为因素影响,一般在没有专业检测仪器的情况下运用。
另一种方法即采用专业检测仪器读码,先将选好的相关车型的软件测试卡插到检测仪器上,连接各插头,并将装好的检测仪器接到车上专用的故障检测插座上,根据检测仪器提供的操作程序进行操作,从而读取故障代码。
各汽车制造厂都为自己生产的各种型号汽车设计了专用的解码仪,但为了方便维修人员操作,目前美、日、欧等汽车制造厂家广泛采用OBD---11诊断模式和统一的接口,使用通用的解码仪就可以读码了。
故障代码一般是由几位数字组成,不同车型的故障代码含义是不同的,甚至同一车型不同年份的产品,其故障代码的含义也不同。
故读取故障代码后,需要查阅制造商提供的维修手册来确定故障代码的含义。
然而,在对汽车进行维修时,若仅仅依靠故障代码寻找故障,往往会出现判断上的失误。
实际上,故障代码仅仅是电控汽车ECU对某一个控制分支的故障作“有”和“无”的界定,不可能指出具体的故障原因,故障代码只能表明系统工作不正常的范围,并不表明故障点,而且有时故障码容易出现错误信息,要得到准确的诊断还必须结合其他方法作进一步分析判断。
以下情况可能造成故障代码出现错误信息,希望引起维修人员注意。
(1)、汽车运行时故障明显,传感器有故障而自诊断系统没有检测到,故无故障码输出。
(2)、由于发动机不同状况产生的故障相似,ECU监测失误,自诊断系统可能显示错误的故障代码。
(3)、电控汽车使用维修不当,也可能引发错误的故障代码。
2.5数据流分析诊断法
所谓数据流,就是将监测汽车工作的各种数据按照不同的要求进行组合,形成多种数据组,由于是分别显示各个数值,习惯上称为数据流。
这些数据流能监测发动机在各种状态下的工作情况,当然也包括故障状态。
这就为诊断汽车电控系统故障提供了一种方便快捷的方式。
因为系统工况即使有最轻微的变化,也会在数据流上有所反应。
首先将检测仪器接到车上指定的故障检测插座上,按照检测仪器上指定操作程序进行操作,模拟汽车出现故障的条件,观察检测仪器显示的各种数据,然后与正常情况的数据比较,进行理论分析,从而确定故障点。
例如进气歧管压力传感器或空气流量传感器发生故障,燃油脉冲宽度一定会增加,ECU控制的点火提前角也会被推迟,怠速的调整处于固定状态,整个系统处于开环控制。
再比如,若水温传感器发生故障,对于绝大部分车型的ECU控制,无论是-20℃冷起动,还是发动机已达到工作温度,水温都被恒定在80℃,水温传感器反馈信号被固定在4.5V左右,以上这些数值都可以很方便的从数据流中读到。
用数据流分析故障应掌握下列两点:
(1)、模拟状态的准确性。
数据流能动态地反映汽车工作状态,当状态发生改变时,数据也随之发生改变。
因此,选择准确的模拟状态和合适的模拟方法对正确采集数据非常关键。
也是用数据流分析故障的必要条件。
(2)、理论分析的正确性。
对实测的数据进行理论分析,需要一定的基础,比如:
对现代汽车结构的熟悉,对汽车各系统工作原理的理解,对汽车正常工作情况下数据的了解等。
然后运用比较、推理等逻辑分析方法做出正确的判断。
电控发动机常用据流如下表:
名称
数据
发动机转速
750——800r/min
冷却液温度
80度
喷油脉宽
0.6ms
进气压力
30.8kpa
节气门开度
<5.5
点火提前角
7-14度
2.6波形分析诊断法
汽车示波器在汽车电子控制故障诊断中有两种应用方式:
(1)、整个系统运行状态的分析——确定整个系统运行的情况。
(2)、某个电器或电路的故障分析——确定整个系统运行的情况下,某个电器或某段电路的故障。
在电控发动机上可以连接解码器,并从解码器上非常迅速的得到许多有用的资料。
但有些汽车没有这样的信息传递能力,由于解码器软件的限制,它不能看到损坏的喷油驱动器或氧传感器变化过慢或产生反向的电信号或是动态的间歇性故障。
汽车上间歇性故障的特点是时有时无,用数据流分析有时很难判断,但用示波器显示的波形却能捕捉到故障表现中细小、间断的变化,这也是利用波形分析故障的优点。
现代汽车电控系统中传感器和电控单元传输的电信号有两种:
一是模拟信号,二是数字信号。
汽车示波器可以显示出所有电子信号的幅值、频率、形状、脉宽、阵列的5种判定尺度。
分析电子信号的5种参数,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电脑等各部分的故障,也可进行修理后的结果分析。
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在它的5种测量尺度上发生剧烈的变化。
用波形分析诊断故障可以解决汽车上出现的疑难杂症,但也需要强大的理论知识做后盾,今后汽车维修人员的技术差距将体现在理论基础和分析能力上。
现代汽车故障诊断固然离不开仪器的检测,但检测前的询问、查看和试车是非常必要的。
这对了解故障现象和特征,判定故障的范围是有帮助的,不能走入一切都靠仪器检测的误区。
通过图4还能看出曲轴位置传感器波形出现2次才与凸轮轴位置传感器波形重合一次起始位置,这种关系和本车曲轴转速与凸轮轴转速比为2:
1的关系一致,也正好是1缸上止点的位置,也就是1缸点火正时的基准位置,也决定了其它3个缸的点火时刻。
此信号传输给脚,ECU就能发出点火信号,起动发动机。
否则ECU就不发出点火信号,发动机不能起动。
2.7故障症状模拟诊断法
在对电控发动机故障诊断中,经常会碰到发动机有故障但没有明显故障症状的现象,这为我们诊断工作带来较大困难。
在这种情况下,我们运用上述介绍的各种检查方法,尽可能的缩小故障范围。
然后模拟出现故障时相同或相似的条件和环境,找出故障原因,有针对性的维修排除故障。
2.7.1振动法
(1)连接器:
在垂直和水平方向轻轻摇动连接器。
(2)配线:
在水平和垂直方向轻轻摆动配线。
连接器接头、振动支架和穿过开口的连接器体都是应仔细检查的部位。
(3)零件和传感器:
用手指轻拍装有传感器的零件,检查是否失灵。
不可用力拍打继电器,否则可能会使继电器开路。
2.7.2加热法
用电吹风或类似工具加热可能引起故障的零件,检查是否出现障。
加热时不可直接加热ECU中的元件,且加热温度不得高于60℃。
2.7.3水淋法
用水喷淋在车辆上,检查是否发生故障。
注意不可将水直接喷在发动机零部件上,而应喷在散热器前面,间接改变温度和湿度,也不可将水直接喷在电子器件上,尤其应防止水渗漏到ECU内部。
2.7.4电器全接通法
当怀疑故障可能是因用电负荷引起时,可能通车上全部电器设备检查是否发生故障。
3.故障诊断基本方法流程图
4.电控发动机常见故障及排除方法
故障现象
故障产生的可能原因
诊断排除方法和步骤
打开点火开关,
将点火开关拨到起动位置,发动机发动不着。
A.起动系统故障使发动机不能转动或转动太慢:
1蓄电池存电不足、电极桩柱夹松动或电极桩柱氧化严重;
2电路总保险丝断;
3点火开关故障;
④起动机故障;
⑤起动线路断路或线路连接器接触不良。
B.点火系统故障:
①点火线圈工作不良,造成高压火花弱或没有高压火花;
②点火器故障;
③点火时间不正确。
C.燃油喷射系统故障:
①油箱内没有燃油;
②燃油泵不工作或泵油压力过低;③燃油管泄漏变形;
④断路继电器断开;
⑤燃油压力调节器工作不良;
⑥燃油滤清器过脏。
D.进气系统故障:
①怠速控制阀或其控制线路故障;
②怠速控制发阀空气管破裂或接头漏气;
③空气流量计故障。
E.ECU故障。
①打起动档,起动机和发动机均不能转动,应按起动系故障进行检查。
首先,检查蓄电池存电情况和极柱连接和接触情况;如果蓄电池正常时,检查起动线路、保险丝及点火开关;
②踏下油门到中等开度位置,再打起动机。
如果此时,发动机能够发动,则说明故障为怠速控制阀及其线路故障或者是进气管漏气,如果踏下油门到中等开度位置时,仍然发动不着,应进行下一步骤的检查;
③进行外观检查。
检查进气管路有无漏气之处;检查各软管及其连接处是否完好;检查曲轴箱通风装置软管有无漏气或破裂;
④检查高压火花。
如果高压火花不正常,应检查高压线、点火线圈、分电器和电子点火器;
⑤检查点火顺序是否正确;
⑥检查供油系统的供油情况。
在确认油箱有泪的情况下,检查燃油管中的供油压力;
⑦检查点火正时及各缸的点火顺序;
⑧检查装在空气流量计上的燃油泵开关的工作情况;
⑨检查各缸火花塞的工作情况;
⑩检查点火正时。
如点火正时不正确,应进一步检查点火正时的控制系统;
11.检查ECU的供电情况和工作情况,确定是否是ECU的故障。
发动机在中等以上转速运行时工作正常,当转速为怠速或接近怠速时,出现怠速不稳甚至熄火的现象,即为怠速不良故障。
造成怠速不良通常是由于进气系统和喷油控制系统的原因,个别时候也会使发动机机械故障造成怠速不良。
常见引起怠速不良的原因有:
1进气系统有漏气处;
2冷起动喷油器和温度一时间控制开关工作不正常;
③喷油系统供油压力不正常;
3喷油器故障引起喷射雾化质量差;
4⑤ECU故障。
①检查进气管、PVC阀软管、机油尺处是否漏气;
②检查空气滤清器滤芯是否过脏;
③检查冷起动喷油器和温度一时间控制关系是否正常;
④检查燃油系统压力是否过低;
⑤检查喷油器喷射情况;
⑥必要时检查汽缸压力和气门间隙;
⑦检查ECU。
发动机转速不稳,动力明显不足,且有回火现象,则可认为发动机存在混合气过稀的故障。
①进气系统存在漏气现象;
②冷起动喷油器和温度定时开关有故障;
③系统燃油压力过低;
④喷油器发卡或堵塞;
⑤空气流量计故障;
⑥水温传感器故障;
⑦节气门位置传感器故障;
⑧ECU故障
①检查进气系统有无漏气现象;
②检查冷起动喷油器的定时开关;
③检查喷油器有无堵塞、发卡故障;
④检查空气流量计工作情况;
⑤检查水温传感器;
⑥检查节气门位置传感器工作情况;
⑦检查ECU各端子输入、输出信号。
旋转翼片式空气流量计(L型系统用)发动机在油门由低速缓慢加速到高速时,工作完全正常,但在急加速时,发动机转速变化缓慢,有时有喘气或回火现象。
①进气系统存在漏气故障;
②系统供油压力过低;
③点火电压过低;
④点火时间过迟;
⑤汽缸压力过低或气门间隙过小;
⑥节气门位置传感器工作不正常;
⑦ECU故障
①检查进气系统有无漏气现象;
②检查高压火花情况;
③检查点火提前角是否正常;
④检查系统供油压力;
⑤检查节气门传感器工作是否正常;
⑥检查ECU各端子信号是否正常;
⑦必要时检查气门间隙和汽缸工作压力
5.故障诊断流程图
5.1发动机起动困难的诊断流程图:
5.2怠速不稳诊断流程图
6.故障案例
6.1发动机起动困难
车型:
雪弗兰科鲁兹
1.车主叙述:
发动机不能起动,车子曾因出事故而做过钣金和喷漆修理.
2.检查:
1)打开发动机舱盖,用万用表检查电源电压为12.3V正常,检查各接口连接都无松动现象。
2)用故障诊断仪检测发动机控制系统显示无故障码。
3)起动发动机时发现电动燃油泵不工作,检查继电器也不工作,用万用表测量30端子85端子有12V以上的电压,说明继电器有电,那么继电器不工作可能是ECU控制搭铁线86端子没信号过来,那么故障点有可能在于ECU.
4)我们把ECU换了但还是不能启动,怀疑故障点可能是ECU搭铁线有问题
5)检查ECU搭铁线发现ECU旁边的搭铁点接线柱上有一层油漆。
3.分析:
该车曾因出事故而做过钣金和喷漆修理,当时对这个接地点的油漆没有清除,修复后的一段时间没有出现故障,时间久后此处接地不良,最终导致车辆不能起动。
4.故障排除:
打磨紧固后进行测试,每次起动一次成功。
6.2发动机加速不良
车型:
雪佛兰景程
1.故障现象:
行驶中加速不良,怠速时严重抖动,急加速时进气管回火。
2.故障分析与排除:
用专用故障诊断仪诊断检测发动机控制系统无故障码。
检查火花塞有一点积炭,于是我们更换了火花塞,但故障依旧;用万用表检查其点火电压正常;用汽油喷射系统清洗剂及专用设备自动清洗电喷装置清洗,仍无效果;拆下喷油器,清洗后故障仍旧。
说明这是一个隐性故障,我们可以用故障诊断仪诊断检测发动机数据流来查找故障。
用专用故障诊断仪诊断检测发动机数据流(如下表五),发现空气流量传感器电压时有时无,其它都正常。
检查空气流量传感器,接线未断,但线上有积垢。
3.故障排:
清除积垢并清洗后复原,故障消失。
名称
数据
发动机转速
750—800r/min
冷却液温度传感器
80度
喷油脉宽
0.6ms
空气流量传感器
0V—0.1v
节气门开度传感器
<5.5
点火提前角传感器
7-14度
表五
总结:
上述为电控发动机常见故障,每一类故障又表现出不同的故障现象,并且各自有不同的故障原因。
当发动机出现上述常见故障现象,又确定不了故障原因时,应找出每种故障可能的原因,逐一进行排除,直到最后确诊并修复。
电控汽车故障分析与诊断应遵循“询问、查阅资料、直观检查、调取故障码、检测和试验”检修过程和规律,采用逐一排除的方法,将确定故障的范围一步步缩小,最终找到故障部位。
同时电控发动机故障诊断方法多种多样,在实际工作过程中,我们可以运用单一诊断方法,也可以多种诊断方法结合使用,也可以运用个人的智慧创造实用的诊断方法对发动机进行故障诊断。
无论哪一种方法都必须是科学的诊断方法、科学的思维方式、科学的分析能力,这样才能准确地判断故障原因。
随着汽车技术的不断发展,对汽车维修人员的要求也越来越高,汽车维修技术人员只有不断学习现代汽车技术相关知识和理论,更好的掌握汽车电子控制系统的保养,故障判断及排除方法,学会使用各种检测仪器设备,不断总结维修经验,提高维修技术水平,才能适应汽车维修技术日新月异的发展。
致谢
本论文在黄老师的亲切关怀和悉心指导下完成。
他严肃的科学态度,严谨的治学精神,精益求精的工作作风,深深地感染和激励着我。
黄老师不仅在学业上给我以精心指导,同时还在思想、生活上给我以无微不至的关怀,黄老师除有优秀的专业水平外,他的治学严谨和科学研究精神,是我永远学习的榜样,并将积极影响我今后的学习和工作,在此谨向黄老师致以诚挚的谢意和崇高的敬意。
然后还要感谢大学三年来所有的老师,为我们打下扎实的专业知识。
同时也教会我如何正确的看待自己的能力。
同时感谢所有的同学对我的帮助。
正是因为有了你们的支持和鼓励。
使我的大学三年过的充实而有意义。
此次毕业设计才会顺利完成。
参考文献:
1、王遂双等主编.《汽车电子控制系统的原理与维修》.北京:
北京理工大学出版社.1998
2、弈其文主编.《轿车故障诊断手册》.辽宁:
辽宁科学技术出版社.2003
3、冯渊主
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- 浅论电控 发动机 常见故障 诊断 检测 方法