發動機電控系統的故障診斷研究

李明杰

(遼寧機電職業技術學院 黃海汽車工程學院，遼寧 丹東 118000)

發動機電控系統的故障診斷研究

李明杰

(遼寧機電職業技術學院 黃海汽車工程學院，遼寧 丹東 118000)

隨著電子技術在汽車發動機上的應用，其故障診斷方法也隨之發生改變.在介紹電控發動機組成部分的基礎上，提出典型故障診斷程序、診斷方法，針對具體的案例進行故障排除，總結出電控發動機故障診斷的原則.

電控發動機；故障診斷；診斷方法

0 引言

汽車發動機電控系統的工況對發動機的運轉性能有很大的影響，系統的任何一環節出現問題，都會對發動機的起動性、動力性、經濟性、排放性等造成影響.當汽車的發動機電控系統出現故障時，能夠及時準確地制定維修方案，快速地找出產生該故障的最終原因和位置是汽車故障診斷與檢測的重要研究方向.

1 電控發動機的基本組成

發動機電控系統主要由各類傳感器、電子控制單元(ECU)、執行器組成[1]12.

傳感器是一種轉換器，用來感知發動機外部條件與自身性能的變化，并及時將這些信息傳給電子控制單元(ECU).

電控系統中的ECU相當于人體的“大腦”，能夠對各傳感器傳來的信號進行分析、計算，并將計算結果與存儲的標準值進行對比然后得出結論，并下達“指令”給執行機構.

執行器接收到ECU發出的指令后，進行相關動作，如延長或縮短噴油時間或改變點火時刻，從而使發動機在任何工況下都保持最優的工作狀態，提高汽車的性能.

2 診斷的一般程序

發動機電子控制系統的檢測診斷[2]70，可按以下程序進行，如圖1所示.

圖1 電控發動機的診斷程序

3 電子控制系統部件的檢測診斷方法

3.1 傳感器故障的檢查診斷

3.1.1 發動機轉速與曲軸位置傳感器(磁感應式)

該傳感器的檢查包括直觀檢查、線圈與轉子的氣隙檢查、線圈的電阻檢查.

1)直觀檢查

檢查傳感器與轉子的安裝情況；轉子齒圈有無缺齒、裂紋現象.

2)傳感器線圈與信號轉子的氣隙檢查

空間間隙檢查采用的工具為塞尺.該空氣間隙標準值應為0.2～0.4 mm.

3)傳感器線圈的電阻檢測

將萬用表撥到電阻檔，用兩只電筆插接傳感器的導線插接口，測量傳感器線圈的各電阻.如果傳感器線圈短路，則電阻值趨近于0；如果傳感器線圈出現斷路，則電阻值為∞[3]65-66.

3.1.2 空氣流量傳感器(以“豐田佳美1VZ-FE發動機”為例)

用萬用表分別測量空氣流量傳感器各端子的電壓值和電阻值.當測量電壓值時，點火開關處于“ON”位置，萬用表撥到電壓檔；當測量電阻值時，點火開關處于“OFF”位置，萬用表撥到電阻擋.豐田佳美1VZ-FE發動機的空氣流量傳感器各端子的電阻值和電壓值的標準值分別如表1所示.

3.1.3 節氣門位置傳感器(以“凌志1UZ-FE發動機”為例)

傳感器端子的電阻檢測：拆下傳感器的導線插頭，用萬用表電阻擋測量各端子間的電阻應符合表2規定.

表1 葉片式空氣流量計Vc-E2、Vs-E2間的標準電壓、電阻值

表2 傳感器電阻正常的檢測結果

3.1.4 溫度傳感器

測量溫度傳感器在不同溫度下的電阻值或電壓輸出信號及其特性曲線并與標準值比較即可判斷其傳感器的故障.圖2所示為熱敏電阻式冷卻水溫度傳感器的連接電路.

用萬用表就車測量溫度傳感器的電阻或將其放在熱水中進行測量，其電阻值隨溫度的變化而變化，溫度低時電阻值大，溫度高時電阻值小，在熱機時應小于1kΩ.電阻值應符合圖3，否則應予更換.

圖2 熱敏電阻式冷卻水溫度傳感器的連接電路

圖3 冷卻水溫度傳感器溫度與電阻的關系曲線

3.2 執行器故障的檢查診斷

3.2.1 電子點火器

1)高壓跳火檢測

從分電器上拔出中央高壓線，使其距離發動機5～8 mm，起動發動機進行觀察.若跳火且火花強，則說明電子點火器良好；若無火花或火花弱，則進行下步檢測.

2)線路連接檢測

首先查看電子點火器插接器是否松動或接觸不良，然后拔開插接器仔細檢查各端子有無銹蝕和彎曲.

3)輸入與輸出信號波形檢測

起動發動機，用示波器分別檢測電子點火器的輸入觸發信號波形，輸出電壓波形及反饋信號波形.若觸發信號波形正常，而輸出電壓波形及反饋信號波形異常，則說明電子點火器存在故障，應更換[4]217.

3.2.2 怠速控制閥

在發動機暖機后關閉點火開關時，怠速控制閥有聲響，表明其正在工作，如果沒有聲響，說明其沒有工作，那么故障原因有可能時怠速控制閥本身有問題或其連接的相關線路有問題，檢測時應先檢查發動機的電控單元、怠速控制閥插接器及其線路，若這些都正常，說明怠速控制閥存在故障.

3.2.3 EGR電磁閥

1)直觀檢查

檢查與EGR電磁閥連接的真空管接頭有無松動和破損，電磁閥插接器連接有無松曠、接觸不良.

2)電阻檢測

關閉點火開關，拔下電磁閥插接器，用萬用表電阻檔測量電磁閥線圈電阻，其電阻值應符合標準、

3.3 ECU故障的檢查診斷

對電控系統的核心元件ECU進行診斷時，可利用故障診斷儀、萬用表測量其相關線路的電阻值、電壓值，從而判斷ECU是否有故障；也可以采用性能良好的ECU代替原ECU，如果替代后發動機工作恢復正常，則表示原ECU出現問題；如果替代后，發動機的工況無變化，則繼續排查故障.

4 案例

下面以電控發動機某傳感器出現故障的案例為例分析其故障診斷過程.

1)故障現象

現有一輛帕薩特轎車連續啟動發動機后仍無法啟動，以為是混合氣過濃，摘掉空氣濾清器濾芯，重新啟動，仍無法啟動.又以為是油大了造成淹缸，于是拆下火花塞，卻發現電極非常干凈.

2)故障分析

連續起動后發動機仍無法起動，而火花塞電極又非常干凈，則說明混合氣過稀.導致混合氣過稀的原因有：空氣流量傳感器輸出信號過低、噴油嘴堵塞、進氣溫度傳感器斷路或接地線接觸不良、空氣流量傳感器的進氣系統密封不良以及冷卻液溫度傳感器短路.但維修實踐證明，除冷卻液溫度傳感器短路會造成連續起動后發動機仍無法起動外，其他控制噴油脈寬的傳感器即使有故障，最多也就是造成起動困難，不會造成無法起動.冷卻液溫度傳感器屬于負溫度系數熱敏電阻傳感器，當線束短路時，數據流出現虛假的高溫信號.如果數據流顯示發動機冷卻液溫度超過100 ℃，則會造成混合氣過稀而使發動機無法起動.

3)故障診斷

讀取數據流，剛剛起動時數據流就顯示發動機冷卻液溫度傳感器已經達到106 ℃，由此說明冷卻液溫度傳感器存在短路的可能性.帕薩特轎車的冷卻液溫度傳感器在環境溫度為30 ℃時，冷卻溫度電阻應為1 500～2 000歐，但實際測量電阻明顯過低.

4)故障排除

更換冷卻液溫度傳感器，重新試車，可以起動正常，故障排除.

5 結語

通過以上分析可知，對發動機電控系統進行故障診斷時，還應遵循以下原則：

1)先機后電原則

電控發動機主要由機械和電控兩大部分組成.當其出現故障時，不要盲目地拆卸檢查，所以故障排查時應根據具體的故障現象，從簡單的故障原因入手，逐步排除故障，先明確是否是機械原因造成的故障，然后再對電控部分進行檢查.

2)先外后內原則

由于發動機電控系統的組成部分屬于精密元件，不易產生故障，所以電子控制系統最常見的故障通常是外部線路問題，很少是元件本身出現損壞.線路問題很有可能是出現斷路、短路或者接觸不良，故在對電控系統進行故障診斷時應先進行外觀檢查，當確定外部線路沒問題后再檢測內部元件是否損壞.

3)先查后診原則

對電控系統進行故障診斷時，一般先以簡單方法檢查可能故障部位.比如采用傳統的“看”“摸”“聽”等直觀方式將一些較為明顯的故障進行檢查.若用簡單方法檢查之后，未找到故障位置和原因，再借用現代儀器設備進行故障診斷[5]28.

4)根據故障征兆進行診斷原則

針對電控發動機的故障征兆，先進行故障分析，總結所有產生該故障現象的原因，在此基礎上再進行故障檢查.這樣既不會對與故障現象無關的部位作無效的檢查，又可避免漏檢真正的故障部位，從而造成不能迅速排除故障.

[1] 唐士林.汽車電控發動機系統故障的診斷與維修研究[J].黑龍江科技信息，2016(02).

[2] 唐黎標.汽車發動機電控系統故障分析和檢修[J].輕型汽車技術，2016(03).

[3] 黎 清.電控汽車輪速傳感器的檢測及裝配[J].汽車維護與修理，2007(05).

[4] 袁 新.汽車發動機電控系統故障檢測與維修研討[J].中國新通信，2016，18(15).

[5] 沙 莎.淺談汽車電控發動機的維修方法[J].黑龍江科技信息，2011(28).

[責任編輯 梧桐雨]

Fault Diagnosis Method Study of Automobile Engine Electronic Controlled

LI Mingjie

(LiaoningMechatronicsCollege,Dandong118000,China)

With the application of electronic technology on automotive engine, the fault diagnosis method studty of automobile is also changing. This paper sums up the fault diagnosis method and processes about the automobile engine electronic controlled on the basis of its construction. To exclude the fault diagnosis about the specific case，the paper puts forward the principle about fault diagnosis of electronically controlled engine.

electronic-controlled engine; fault diagnosis; diagnostic approach

2016-12-23

李明杰(1982- )，女，遼寧撫順人，遼寧機電職業技術學院講師，主要從事車輛工程檢測與維修研究。

U472.9

A

1671-8127(2017)04-0089-04