用数据流分析电控发动机故障.doc

用数据流分析电控发动机故障在对装有电控燃油喷射系统的发动机进行维修时，使用故障诊断仪对发动机电控单元 ECU 进行检测，并根据 ECU 存储的故障代码进行检修，多数情况下能判明故障可能发生的原因和部位，这给维修人员的工作带来很大的方便。然而，在对汽车维修时，若仅仅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 ECU 认可或否的界定结论，不一定是汽车真正的故障部位。因此，在对汽车进行维修时应综合分析判断，结合汽车故障的现象来寻找故障部位。并且有很多故障是不被 ECU所记录的，也就不会有故障代码输出，遇到这种情况时，该如何处理呢？现在最为可行的办法就是使用故障诊断仪进行数据流的检测，动态研究发动机工作状况，从而找出故障所在。1、读取数据流的方法从 1996 以后生产的汽车都必须安装第2代随车诊断系统（OBD-），采用了同一故障诊断标准，买一台解码器就可对多种车型进行解码和调取数据。1.1读取数据流的方法a将解码器或检测仪与发动机数据连接器接上，选择车型。b先读取发动机ECU内已存储的故障码。 c清除故障码和发动机ECU冻结帧。d在发动机工作情况下，按确定的顺序有选择地动态读取数据，例如计算的负荷值（负荷率）、发动机转速、短时间内和长时间内燃油修整次数、喷油器脉宽、燃油系统压力（有些车型上）、车速、发动机冷却液温度、进气管绝对压力、开环闭环状态、怠速空气控制阀（ IAC ）状态、间歇不点火故障码等。e将读取的数据与标准数据进行对比（解码器内有标准数据可参考）。1.2 判断发动机正常工作状况的主要参数发动机正常工作时数据流主要参数如下。a车辆已经工作几小时以后，发动机冷却水温度（ECT）与进气温度一样。b怠速空气控制阀被控制在指定的范围内，节气门开度应与发动机负荷状态相匹配。c氧传感器信号电压应与喷油脉宽的变化相对应。氧传感器工作正常，有时信号电压低于200mV（说明混合气稀），有时信号电压高于800mV（说明混合气浓）。当发动机处于闭环控制，混合气在浓和稀之间反复调整时，氧传感器信号电压应上下波动，同时喷油脉宽也应增大或减小反复变化。d动态测试中点火提前角应该随着节气门的开度或发动机转速的变化而增大或减少。e进气歧管真空度的变化应与发动机负荷状况、节气门开度相匹配。2、利用动态数据流分析发动机故障的实例2.1日产风度轿车高速公路行驶突然熄火故障一辆1995年款的日产风度2.0G轿车，装备A33型发动机，行驶里程7万一8万km。该车在高速公路上行驶时突然熄火，被拖至维修厂进行维修。首先检测电动燃油泵、点火系统、进气歧管真空，都正常；读取发动机故障码，解码器显示无故障码。起动发动机，发动机虽能够起动，但几秒钟后就自动熄火。原地起动后运转的几秒钟内，用元征431读取发动机数据流，捕捉到的数据流见表1。水温相当于69、转速为812r/min、节气门开度为4、热氧传感器电压为0.10.9V、喷油脉宽从起动时的4.0ms下降到1.4ms左右时发动机熄火。分析以上测得的数据流可知：发动机能够起动且点火提前角为12，说明点火正时及点火系统无问题；其它如节气门位置传感器和热氧传感器等数据也正常。不正常的数据有喷油脉宽，从4.0ms下降到1.4ms，导致发动机熄火。喷油脉宽下降有两种可能的原因，一种是油路系统有问题；另一种是气路系统有问题。表1 日产风度发动机数据流项目第1次第2次第3次第4次节气门位置传感器（TPS）/（）4444空气流量计（MAF）/V1.31.31.31.3冷却液温度传感器（ECT）/V0.50.50.50.5喷油脉宽（INJ）/ms4.03.02.51.4氧传感器（OX）/V0.80.60.30.1转速（r/min）812813812813接着检查油路系统，油路系统正常，说明故障应在气路系统中。发动机ECU根据空气流量计提供的数据和转速值确定基本的喷油量。然后由执行器（喷油器）以一定的脉宽喷入进气歧管与空气混合，形成一定浓度的混合气。据此分析，喷油脉宽下降应为空气流量计发生故障所致。风度A33空气流量计的型号是22680-AD210, 为热膜式。该空气流量计在维修手册指定的正常工作范围为1.21.8V，但实际维修过程中正常工作范围为1.01.28V。因此根据实际工作经验得出，信号电压高于1.281.4V时，常用的A33空气流量计自带信号检测电路中的集成芯片容易损坏，造成ECU误控制。用发动机ECU具有“应急备用”功能（当电控发动机某些传感器损坏时，发动机ECU会自行按某一工况处理，保证汽车能够行驶，以便到维修厂维修，也称作“回家功能”的特点，断开点火开关，拔掉空气流量计插头（该车拔掉空气流量计后的现象为怠速不稳或加速无力），使发动机按应急模式运行。起动发动机，发动机运转正常且不熄火，但加速无力，符合设定工况，故可断定确为空气流量计损坏。更换，故障排除。 2.2捷达前卫轿车怠速过低故障一辆2002年产捷达前卫轿车，在行驶中出现加速不良现象。接车后，先验证故障现象，观察到怠速时发动机运转有轻微抖动，原地空踩油门，各工况好像都正常，无顿车现象。随后进行路试，慢踩油门踏板，加速性能还可以。急加速时，有顿车现象产生。依据故障现象，初步判断故障区域是在油路上。发动机无负荷状态下，加速性能尚可，但负荷状态下有顿车现象，多属混合气过稀故障。进行燃油压力检测，汽油泵及燃油压力调节器工作正常。读取发动机故障码，解码器显示无故障码。进入发动机动态数据流测试，怠速转速为850r/min时，水温为88，节气门开度为6，进气绝对压力为32kPa，喷油脉宽为5.6 ms，氧传感器信号电压为0.3V左右。其测试值与正常值对比见表2。从以上数据流中，可以看出有下列几项数据异常。表2 捷达前卫轿车数据流对比项目正常值测试值节气门位置传感器（TPS）/（）256空气流量计（MAF）/V29.660.332冷却液温度传感器（ECT）/V8011088喷油脉宽（INJ）/ms2.05.05.6氧传感器（OX）/V0.10.90.3转速（r/min）800880850a节气门开度为6，说明节气门体脏污，正常值一般为5以下。b喷油脉宽5.6ms，说明怠速状态下喷油量过大。c氧传感器信号电压0.3V，则说明混合气过稀。从理论上分析，从喷油脉宽及氧传感器信号电压数值上分析，似乎有点自相矛盾。因为氧传感器信号电压低，表示混合气过稀；喷油脉宽增大，会导致喷油量加大，混合气应过浓，氧传感器信号电压应大于0.45V以上。但从故障现象上分析，还是混合气过稀所致。为了验证究竟是喷油脉宽增大，还是氧传感器“谎报军情”，拔下进气歧管上的真空管，把化油器清洗剂喷入进气管内，即人为地加浓混合气，此时观察到数据流中的氧传感器信号电压迅速上升到0.8V左右，显然氧传感器能正确反映混合气的浓度。如果真空密封系统漏气，也会导致混合气过稀，氧传感器得知这一信号后，反馈给发动机ECU，加大喷油脉宽。由于氧传感器修正喷油量有一定的范围，超过修正极限，也无能为力。假如真空进气系统大量漏气，就符合这种情形。遂接上真空表，怠速时真空表读数为68kPa，表针指示平稳，显然真空密封系统无漏气故障。最后考虑到喷油器脏污堵塞，也会引起喷油量不足，造成氧传感器检测到混合气过稀，反馈到发动机控制单元。控制单元得到这一信息后，不断地加大喷油脉宽，当喷油器脏污堵塞较严重时，混合气极度偏稀，超过了氧传感器调节范围时，也就无法修正喷油量。拆下4个喷油器，上测试台并进行超声波清洗。因数据流中显示节气门开度为6，表明有脏污，对节气门体也进行了清洗。随后用诊断仪对怠速系统进行自适应值的消除与匹配。闭合点火开关，但不要起动发动机，连接检测仪，选择“发动机系统”选择读取故障码确认没有故障码储存。选择系统基本调整输入通道号060，当屏幕显示区4显示ADP OK（自适应正常）时，即基本设定完成，按“退出