汽車標準故障診斷流程及現代檢測技術的應用實踐

許建強，蔣金波

（1.北京勞動保障職業學院，北京100029；2.北京市實驗技工學校，北京100029；3.北京祥龍博瑞汽車服務（集團）有限公司，北京100028）

0 引 言

在工廠，汽車修理大部分情況下采用的是經驗修車法或換件診斷修車法。對于多數的故障而言，這兩種方法很奏效，工作程序簡單，工作效率高；但對于復雜故障或疑難故障，采用標準的診斷流程、科學的檢測方法，借助現代化的檢測技術手段，才是故障診斷與排除的有效途徑。

1 故障診斷流程

1.1 確認故障現象

1）問診。按照問診標準內容，維修人員向使用者和車主詢問汽車使用的基本情況和故障發生情況。包括汽車型號、使用年限、修理情況、使用情況、駕駛習慣、故障現象、故障部位、故障發生條件、故障特征以及檢查和修理等內容，并準確做好工作記錄。

2）試車。試車就是在一定工況下運轉車輛，來復現故障癥狀和檢驗車輛性能的過程。目的在于再現車主所述的故障癥狀，以驗證故障癥狀的真實性，確定故障性質及故障范圍。

1.2 收集技術信息

1）技術資料。收集維修手冊、技術書籍、期刊論文及其它能對分析故障有幫助的技術資料。

2）技術數據。收集在故障確認故障過程中檢測得到的技術數據，與故障現象一起作為分析故障的基本依據。

1.3 故障分析與推斷

故障診斷是以故障診斷流程為基礎的。故障診斷流程的建立是在故障分析之后，根據因果圖中的可能故障原因，設計出實際應用的故障檢測流程圖。

1）分析相關部件的工作原理。了解故障相關部件的機械、電路結構及工作原理，是推斷產生可能故障原因的基礎。

2）分析產生故障的可能原因。利用因果圖（魚刺圖）來分析可能產生的故障原因。因果圖可簡明地表示出故障現象和故障原因之間的關系，說明各個原因之間的相互影響，表示出各種可能的原因的發生順序，有助于解決問題。

3）建立故障檢測流程。按照先主要后次要、先外部后內部、先簡單后復雜的邏輯次序，排列可能的故障原因，建立故障檢測流程。

1.4 故障排除

故障排除分為故障點修復和修復驗證兩個階段。

1）修復方法的確定。要依據故障點的故障表現模式來確定，故障點所具有的不同表現模式，決定了修復中將采用的不同方法。

2）修復驗證。是對故障點的最終確認，也是對故障診斷準確性與修復工作完備性的驗證。

1.5 消除故障根源

排除故障點后，故障現象雖然消失了，但故障診斷工作尚未結束。應分析產生故障點的根本原因，徹底消除故障發生的根源，杜絕故障再次重新發生的可能性，這是汽車檢修工作的一項重要內容。

1.6 分析故障機理

分析故障產生的條件、故障產生的機理，搞清故障現象、故障原因、故障根源、故障條件、故障數據的內在聯系，是避免此類故障發生的基礎，也是形成有效的診斷方法的基礎。

2 疑難故障的診斷與排除實例

2.1 故障現象

一輛2005 年的PassatB5 轎車，因加速無力、有頓挫感的故障，在路邊修車店修理后，非但原有故障未排除，且出現了熱車啟動困難的故障現象。顧客要求診斷并排除該車輛的故障。

2.2 故障現象確認

1）問診。顧客反映他的車輛在行駛途中，因出現加速無力、有頓挫感故障，被就近送到路邊的修車店進行修理。

修車師傅認為是火花塞的原因更換了新火花塞，但故障現象依舊；后又更換了獨立式的點火線圈，故障現象仍未變化；又清洗了噴油器，故障現象未得到明顯改善；又檢查了發動機的各傳感器以及其它檢查，依然沒有找到故障原因。而后出現熱車熄火后，發動機不易啟動的故障現象。該車之前從未出現過此類故障。

2）試車。冷車下發動機啟動正常，車輛存在加速無力、加速有頓挫感的故障現象。

直觀檢查未發現有真空管脫落，進氣歧管漏氣的情況，也未發現有線路插接器脫落，導線破損；用故障診斷儀讀取故障碼，有1、4 氣缸失火的故障信息。

當冷卻水溫高于80 ℃后，發動機出現熱車啟動困難的故障現象。用其它的蓄電池并聯輔助啟動，則發動機可順利著火；更換電量充足的蓄電池后試車，故障現象依舊；清洗節氣門后，熱車啟動困難的故障現象依然存在。發動機冷卻后，低溫下啟動正常。

要求準確做好故障現象描述，準確記錄問診及試車的故障信息和故障數據。

2.3 收集故障信息

1）查找2005 年的PassatB5 轎車的維修資料；2）上網搜集PassatB5 轎車有關故障案例及論文；3）保管好故障描述、問診及試車的工作記錄，以便分析使用。

2.4 加速無力且有頓挫感的故障診斷與排除

該車同時具有加速無力且有頓挫感和加速熱車不易啟動兩種不同類型的故障，應單獨排除，不得混淆。先排除加速無力且有頓挫感的故障，此故障相對較易排除。

2.4.1 故障分析

故障分析的過程就是一個根據故障現象，依據相關系統的結構和原理，反向推理出造成故障的可能假設，即可能故障原因的過程。

2.4.1.1 可能的故障原因

1）分析導致故障的一級原因。

針對故障現象，依據故障范圍，深入、全面、系統地分析的結構特點及工作原理，討論出可能導致故障發生的最直接的原因，即一級原因。

汽車起步加速有頓挫感的故障通常是由發動機曲軸動力輸出不均勻而造成，一般是由于個別氣缸動力輸出中斷或嚴重降低所致，同時會使曲軸輸出的有效功率明顯下降，致使汽車加速無力。

氣缸動力下降或中斷的原因與發動機燃燒直接相關。汽油發動機燃燒的三要素：良好質量的可燃混合氣、足夠的氣缸壓縮終點壓力、良好的點火質量。分析可得出導致汽車加速有頓挫感故障的直接原因：①間歇性供油中斷；②可燃混合氣的形成質量差；③氣缸壓縮終點壓力低；④間歇性斷火；⑤點火質量差。

2）分析導致故障的二級原因。

用頭腦風暴分別找出造成各一級原因的所有可能要素，將找出的要素進行整理、歸類作為二級原因。

①可燃混合氣的形成質量查差：a.間歇性供油中斷；b.混合氣過??；c.混合氣濃度大。

②壓縮終點壓力低：a.零件磨損原因；b.裝配原因。③點火質量：a.間歇性斷火；b.點火不正時；c.點火能量低；d.火花質量差。

3）分析導致故障的三級原因。

用頭腦風暴，查找造成二級原因的所有要素，再分類整理，找出三級原因。

①混合氣的形成質量：a.間歇性供油中斷。輸油泵故障、電機供電或控制電路故障、油管堵塞故障、曲軸位置傳感器信號不穩定、曲軸位置傳感器信號不穩定。b.混合氣過稀。進氣量大的原因：漏氣、空氣流量計故障、進氣溫度傳感器失準等；噴油量小的原因：噴油器堵塞、油壓調節器失效、油泵泄漏、油管堵塞、ECU 故障、水溫傳感器故障、轉速傳感器故障、節氣門位置傳感器故障等。c.混合氣濃度大。進氣量小的原因：進氣道堵塞、空氣流量計故障、進氣溫度傳感器失準、配氣相位失準等；噴油量大的原因：噴油器卡滯、油壓調節器故障、ECU 故障（噴油脈寬大）、水溫傳感器、曲軸轉速傳感器故障、節氣門位置傳感器故障等。

②壓縮終點壓力。壓縮終點壓力低通常因燃燒室密封不嚴而導致，如汽缸蓋變形、汽缸墊密封不嚴、氣缸磨損嚴重、活塞環漏氣、氣門密封不嚴等。

③點火質量：a.間歇性斷火，原因包括點火模塊故障、電腦故障、點火線圈初級供電線路故障、高壓回路故障等。b.點火不正時，原因包括爆燃傳感器故障、凸輪軸位置傳感器故障、曲軸位置傳感器安裝位置不正確、點火模塊故障、ECU 故障、水溫傳感器故障等；c.點火能量低,原因是點火模塊故障、電腦故障、線路電阻大、高壓回路故障；d.火花質量差,原因包括高壓缸線斷裂、高壓缸線電阻大、高壓缸線漏電、火花塞漏電、火花塞電極間隙過小或過大、火花塞電極積碳、電極積碳油污等。

2.4.1.2 繪制因果圖

因果圖的繪制步驟：填寫魚頭（要診斷與排除的故障），畫出主骨；畫出大骨，填寫一級原因；畫出中骨、小骨，填寫二級、三級原因；按照主要次要的順序排寫原因。所繪制的加速無力、有頓挫感故障分析的因果圖，如圖1所示。

圖1 加速無力有頓挫感故障分析的因果圖

2.4.2 故障檢測流程

按照先主要后次要，先外部后內部，先簡單后復雜的原則，排列因果圖中列出的故障原因，結合檢測的注意事項，建立故障原因檢測的工作流程，即故障檢測流程。車輛加速無力、有頓挫感故障檢測流程，如圖2 所示。

2.4.3 故障檢測與診斷

2.4.3.1 故障檢測

按照故障檢測流程，正確選用故障診斷儀、示波器、萬用表、試燈、缸壓表等多種儀器工具，在規定的檢測條件下，對可能故障的系統、零部件，逐步實施檢測，獲取其檢測數據的過程。

3）統一標準、科學評價。2016年基礎性地理國情監測檢查驗收技術標準以普查時期為基礎，2017年根據監測需要進行修改印發，全國執行統一標準，從國檢中心到任務承擔單位都積極開展質量培訓，統一認識，明確要求，對成果質量依據標準進行客觀、準確評價。

1）試車直觀檢查。

2）使用故障診斷儀，查故障碼，1、4 缸有失火現象。

3）點火系統檢測。檢查火花塞外觀、火花正常、無漏電；檢查點火線圈次級電壓波形，波形正常，電壓值均衡在27 KV 左右。說明點火系統良好，工作正常。

4）檢查氣缸壓縮終點壓力。使用缸壓表檢查氣缸壓縮終點壓力，四個氣缸的均為1.2 MPa 左右。說明氣缸密封良好，啟動系統正常。

5）燃油系統檢測。因為該車在送店修理之前，已經做清洗和檢測噴油器，故先做其它檢查。為此，接下來檢查供油總管的供油壓力。怠速情況下，檢查燃油系統供油總管（油軌）的壓力為0.027 MPa；發動機加速運行時，燃油系統供油總管（油軌）的壓力波動；當發動機轉速為3000 r/min，油壓為0.022MPa，且不穩定。

6）檢測進氣系統。使用真空表檢查進氣歧管真空度，怠速下均為0.07 MPa 左右，隨著發動機轉速的提高進氣歧管真空度下降為0.04 MPa。說明進氣管道密封良好，無漏氣?？諝饬髁總鞲衅鞯碾妷盒盘柕牟ㄐ危盘栒?。

2.4.3.2 數據分析

檢測數據的分析即為依據有關標準數據，分析故障檢測所得到數據，按照一定的邏輯推理原則，來判斷故障的過程。

將回油管短時卡塞，供油油壓迅速上升超過0.35 MPa，證明燃油泵的工作正常，油管堵塞的概率較低。因此，將故障鎖定在油壓調節器上。

2.4.3.3 故障確診

故障確診通過有針對性的解體或檢測，直接確定故障點存在的過程。

從發動機上拆下供油油管（油軌）總成，解體油壓調節器和供油總管?，F場情況令人震驚，調節器已完全銹蝕，閥片被卡死，證明調壓器已完全失效；供油總管內倒出大量的呈片狀的沉積物及銹蝕物，估計占據了油管1/2孔徑。

2.4.4 故障排除

1）故障排除：a.清洗油軌；b.更換調壓閥；c.清洗檢測噴油器。

2）故障排除驗證。檢修后試車，發動機運轉正常，汽車加速運行，加速有頓挫感且加速無力的故障現象消失；讀取故障碼，無任何故障信息。

2.4.5 根除故障源

使用規定品質的汽油，適時維護燃油系統。

2.5 熱車啟動困難故障的診斷

2.5.1 故障分析

1）故障可能原因：可能為混合氣過濃或過??；節氣門或進氣道臟污；傳感器信號傳輸不良；電源系統故障；發動機ECU 故障；點火系統接觸不良；電路接觸不良故障。

2）故障分析因果圖（略）。

2.5.2 故障檢測

制定故障流程圖，并逐一對各項可能原因進行了排查，未找到故障點。

2.5.3 再次故障分析

對于疑難故障來說，僅依據系統的結構及工作原理的常規假設與推理，故障原因有時很難被找到，因為有時要尋找的故障原因與常規的假設相差甚遠，是小概率事件，或是難以想象的故障原因。為此，可以采用現代檢測技術手段，作為故障診斷的突破點。針對車輛的故障狀況，擬定采用現代檢測技術之一的尾氣檢測與分析技術，作為診斷該車輛故障的輔助技術手段。

2.5.4 尾氣檢測與分析

尾氣檢測與分析屬于現代檢測技術手段，基于尾氣檢測與分析技術的故障診斷是診斷與排除發動機疑難故障的有效手段。

用尾氣分析儀進行尾氣檢測，檢測的尾氣數據如表1所示。

分析表1 中的尾氣數據可知，發動機排出的HC、O2和NOX濃度明顯偏高，而CO 和CO2稍微較低。HC、O2和NOX濃度明顯很高，說明氣缸內存在大量沒有被燃燒的汽油分子而導致HC 很高，富裕的氧氣在高溫、高壓環境與N2生成大量的氮氧化合物；CO 和CO2稍微較低，說明氣缸內燃氣的部分汽油分子沒有被燃燒，因而，燃燒生成CO 和CO2量較少。根據燃氣混合氣的燃燒規律可以斷定，故障是由于氣缸燃燒點火失火造成的。因而，初步推斷發動機故障是由點火系統故障而導致。

表1 尾氣成分檢測數據

2.5.5 確診故障

為了進一步確認故障，在發動機水溫40 ℃下，檢測點火次級電壓峰值為26 kV 左右，正常；在發動機水溫90 ℃下，點火次級峰值電壓為17 kV 左右，顯然偏低，說明點火系統存在故障。

回憶車輛的修理過程，熱車不易啟動的故障，是車輛在路邊店修理后才產生的，修車時更換過點火模塊，因此，推斷所更換的點火模塊有可能異常。

2.5.5 排除故障

采用換件法，更換點火線圈模塊后，故障現象消失，ECU 無故障信息。至此，故障排除結束。

2.5.6 根除故障原因

使用正規廠家產品及元器件。修理時請記住，新件不一定就是好件。

2.6 故障機理分析

加速無力且動力又中斷故障。由于油軌中積累的臟污物，致使油壓調節器失效，造成大負荷下燃油供油不充足，使得氣缸內混合氣變得過稀，發動機燃氣燃燒失火；油軌中的漂浮污物使個別噴油器偶然受到臟堵，致使噴油瞬間中斷，造成發動機氣缸的動力輸出中斷而產生加速挫車的故障現象。

發動機熱車不易啟動故障。由于發動機點火系統初級電路電阻隨溫度的升高而增大，導致高溫下點火能量不足，引起發動機在高溫下啟動困難的故障。

3 結 論

盡管汽車故障千差萬別，種類繁多，但是故障診斷流程是一定的。只要思路清晰，流程正確，方法恰當，檢測技術先進，疑難故障的診斷就變得容易了；日常維修中，應按標準流程開展故障診斷工作，養成良好的工作習慣；在診斷汽車故障時，不能只看表象，需要結合工作原理做深入分析；在診斷排除故障時，要深入分析故障問題，善于捕捉細節技術信息；當遇到疑難故障時，要多分析，多思考，多使用現代檢測技術手段；診斷與排除故障時，一定要消除故障根源。

總之，日常維修中，應多思考，多實踐，多總結，多積累，應按照標準流程開展故障診斷的技術工作，盡量采用現代檢測技術手段，是提高修車質量與服務水平的關鍵。