《汽车综合检测与诊断》课件第5章

学习情境5电控发动机不能启动故障诊断5.1学习情境描述5.2学习任务

学习情境5描述见表5-1。5.1学习情境描述表5-1学习情境5描述

5.2.1任务描述

针对某型发动机不能启动故障，要求按照六步法(资讯、决策、计划、实施、检查、评估)，紧密结合汽车维修企业实际过程诊断排除故障，在此过程中学习相关理论知识和检测诊断仪器的正确使用方法。5.2学习任务5.2.2相关知识

一、电控发动机检测诊断的方法和程序

1.诊断原则与注意事项

1)诊断原则

发动机电控系统是一个复杂的机电一体化综合系统，在诊断时，首先要系统、全面地掌握整个系统的结构、原理和电气线路，并要掌握诊断的基本方法和步骤。如果要诊断排除一个可能涉及电控系统的发动机故障，应先判断是否与电控系统有关。如果故障指示灯点亮，则应按厂家规定的程序，调取故障码进行检查。当发动机有故障，而故障指示灯未点亮或故障码未显示时，则应先考虑可能与电控系统无关，按照基本诊断程序进行检查；再使用诊断仪器进行数值分析查找故障。

2)故障诊断注意事项

(1)未搞懂，不乱动。

(2)

ECU的故障率低且不易修，不要轻易拆解。

(3)在拆卸和插接线路或元件连接器之前，点火开关一定要置于“OFF”位。

(4)在拆除蓄电池的搭铁线之前，应先读取ECU中存储的故障代码或信息。

(5)检修燃油系统时，应先对油路进行卸压。

(6)避免电磁干扰和静电危害。诊断过程中，禁止使用大功率仪器，避免对ECU产生无线电干扰。

(7)蓄电池正负极不能接反。

(8)非特殊说明，不用试灯测试，通常用数字万用表。

(9)电子线路不可溅水。

(10)有安全气囊的汽车，检修时，蓄电池负极拆下20s后，方可作业。

2．故障诊断方法

当电控发动机的故障警告灯在运转中亮起时，即说明其电控系统出现故障，而且通常是传感器、执行器或其线路的故障。但对一些控制系统电子部件的机械故障，则往往不会使发动机的故障警告灯亮起。因此，在电控系统的故障诊断过程中，应根据故障的现象、类型和特点，灵活运用各种不同的诊断方法。下面分别介绍几种常用的故障诊断方法及其适用范围。

1)问诊法

问诊法是对故障进行调查的开始，即通过对驾驶员和有关人员的询问，了解故障的现象、发生及发展的过程，并获得相关的信息，为进一步诊断打好基础的一种方法。

2)外观检查法

外观检查法是应用望、触、听等手段，从外观上对整车和局部的各种状态及特征进行故障查找的一种方法。外观检查能直接发现电喷发动机的传感器、执行器、线路以及一些外部机械故障，如破损、泄漏、松脱等。某些执行器的工作情况也可以通过触、听等方法来检查。此外，外观检查还有助于维修人员了解电喷发动机的组成、类型、元件分布情况、老化程度等，为分析故障原因提供必要的线索。

3)电脑自诊断法

存储在发动机电控系统ECU中的故障代码可用仪器或人工方法读取。电脑自诊断法就是通过读取故障代码来查找故障原因的一种方法，该法主要适合于发动机电控系统的传感器、执行器、控制线路的短路、断路故障的诊断排除，其他类型的故障通常不能被自诊断系统检测到。

4)电脑数值分析法

电脑数值分析法是用汽车电脑检测仪(或解码器)，将电喷发动机电脑在工作中的各个输入、输出信号的数值以数据表的方式显示出来，并通过定量、定性地分析各个信号数值在不同工况下的变化情况，判断发动机控制系统有无故障及故障部位的一种方法。该法适用于查找电控系统中几乎所有与电脑连接的电子部件的各种形式的故障及线路故障，特别是对无法用电脑故障自诊断法测出的电子部件的机械故障等，也能通过电脑数值分析判断出来。此外，电喷发动机在运行中偶尔产生的故障，也可以从故障瞬间各个信号数值的变化中找出故障的原因。

5)电脑信号波形分析法

信号波形分析法是用示波器对电喷发动机控制系统中电信号的波形进行检测，并通过对测得的波形的分析来判断故障的一种方法。该法主要用于传感器或电脑的故障，特别是产生脉冲电信号的传感器(如车速传感器、爆燃传感器等)。它弥补了其他仪器无法对脉冲电信号进行全面检测和分析的缺陷。此外，由于示波器的反应速度极快，因而对于传感器或线路的瞬时故障也可以从其信号波形的瞬时异常上反映出来。

6)部件互换法

部件互换法是将怀疑有故障的电子部件用正常的电子部件替代，以判断故障原因的一种方法。如果更换部件后故障消失，则说明被换下的部件有故障，否则，应进一步查找其他故障原因。这种方法简单易行，效率较高，经常在缺少被修车型技术资料或检测工具的情况下使用。无法用测量的方法判定的故障，如控制系统中执行器的机械故障等也可以用这种方法。此外，在怀疑电脑有故障时，往往也用这种方法来确认。

7)资料分析法

资料分析法是在故障诊断过程中，以汽车制造厂提供的有关电喷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。由于电喷发动机控制技术发展很快，维修人员很难做到对所有车型的各种电喷发动机的结构、原理都十分熟悉，因此，在故障诊断过程中，充分合理地利用厂家提供的技术资料，往往能收到事半功倍的效果。在许多情况下，掌握足够的技术资料是进行故障诊断工作的必要条件。

8)经验法

经验是维修人员根据以往的维修经历所形成的思维定势。经验法诊断是将故障现象、特征与以往所遇到的故障相比较，找出相同点与不同点，然后进行具体分析，必要时借助仪器加以确认。该法是一种快速、简洁的故障诊断方法，适用于有经验的技师。

9)故障征兆模拟法

在故障诊断中往往遇到所谓的隐性故障，即有故障但没有明显的故障征兆。遇此情况必须进行全面的故障分析，然后用模拟与用户车辆出现故障的相同或相似的条件和环境进行试验，以找出故障之所在。故障征兆的模拟方法主要有：

(1)振动法。当振动可能是引起故障的原因时，即可采用振动法进行试验。基本方法主要有：

①连接器：在垂直和水平方向轻轻摆动连接器。

②配线：在垂直和水平方向轻轻摆动配线。连接器的接头、支架和穿过开口的连接器体等部位都应仔细检查。

③零部件和传感器：用手轻拍装有传感器的零部件，检查是否失灵。但不可用力拍打继电器。

(2)加热法。如果有些故障只有在热车时出现，可能是因有关零部件或传感器受热引起的，可用电吹风或类似加热工具加热可能引起故障的零部件或传感器，检查是否出现故障。但必须注意：

①加热温度不得高于60℃，温度限制在不致损坏电子元器件的范围内。

②不可直接加热电脑中的零件。

(3)水淋法。当有些故障是在雨天或高湿度的环境下产生的时，可用水喷淋在车辆上，检查是否发生故障。但应注意：

①不可将水直接喷淋在发动机电控零部件上，而应喷淋在散热器前面，间接改变温度和湿度。

②不可将水直接喷射到电子器件上。

(4)电器全接通法。当怀疑故障可能是因用电负荷过大而引起的时，可接通车上全部电气设备，检查是否发生故障。

3．电控发动机故障诊断一般程序

(1)听用户意见。

(2)进行外观(直观)检查。

①真空软管及管路是否破裂、老化和损坏。

②检查电控系统各电线束的连接情况。

③检查电喷系统及相关器件是否有“四漏”现象。

(3)进行基本检查。

①蓄电池电压是否符合要求。

②检查发动机转动情况。

③检查发动机能否顺利启动。④空气滤清器滤芯是否损坏、脏污。

⑤检查怠速转速。

⑥检查点火定时。

⑦检查燃油压力。

⑧检查高压线跳火情况。

(4)用自诊断系统检测诊断。

(5)按故障诊断表(故障征兆表)进行检查。

(6)进行疑难故障诊断(用故障征兆模拟法)。

①振动法。

②加热法。③水淋法。

④电器全接通法。

(7)故障症状确认。

(8)调整、替换或维修。

(9)试车检验。二、电控发动机故障自诊断系统

1．自诊断系统的功能

(1)及时地检测出电控系统出现的故障。

(2)将故障信息以代码形式存储在ECU的存储器内。

(3)发出故障指示或警告信息(如点亮仪表板上的“故障指示灯”)。

(4)维修人员可以通过一定方式(仪器或人工方法)读取故障码，为诊断故障原因提供参考。

(5)启用故障保护功能，确保车辆安全运行。

2．故障自诊断系统的工作原理

发动机电控系统工作时，ECU输入、输出信号的电平是在规定范围内变化的。如果某一输入信号超出规定范围，ECU就判定该路信号出现故障。

1)微机系统的故障自诊断工作原理

微机系统一般不容易发生故障，但偶发故障时会影响控制程序正常运行，使汽车不能正常行驶。为此，在电控系统中设有监视回路，用来监视微机的工作是否正常。在微机系统中还设有应急回路，当该回路收到监视回路发出的异常信号时，立即启用应急备用系统，使汽车保持一定的运行能力。

2)传感器的故障自诊断工作原理

运转中的发动机如果电控系统的传感器出了故障，其输出信号就超出了规定范围。比如，水冷发动机的水温传感器，水温范围设定在-30～120℃。正常工作时，输出的信号电压为0.3～4.7V。当水温传感器(传感器本身或线路)发生故障，ECU接收到的信号电压超出规定范围时，就判定水温传感器信号电路有短路或断路故障，并立即采取三项措施：一是点亮仪表板上的“发动机报警灯(CHECKENGINE)”，告知系统出现故障；二是将故障信息以代码形式存入微机存储器，以便调出诊断维修；三是采用预先存储的正常水温(如80℃)对发动机进行控制，使发动机仍能维持运转。

3)执行器的故障自诊断工作原理

执行器是在ECU不断发出各种指令情况下工作的。如果执行器出现了问题，监视回路把故障信息传输给ECU，ECU作出故障显示、故障存储，并采取应急措施，确保发动机维持运转。例如，当点火器中的功率三极管出现故障时，点火器内的点火监视回路就不能将功率三极管正常工作(不断地导通和截止)的信号反馈到ECU，如果6次得不到这一反馈信号，就判定点火系发生故障，除了采取故障显示和故障存储的措施外，ECU还会立即向喷油器发出停止喷油的指令，以防可燃混合气进入三元催化转换器而将其烧毁。

3．故障自诊断系统显示故障的方式

因车型和生产厂家的不同，故障自诊断系统的故障显示方式也不相同。有用发动机报警灯、红绿发光二极管及数码管显示等，显示的诊断代码有一位数、两位数、三位数，也有四位数或五位数。

大多数汽车在仪表板上设有发动机报警灯，用于故障报警和就车显示诊断代码。点火开关打开时，该灯应点亮，不亮说明灯或其电路有问题。发动机启动后，当转速高于500

r/min时，该灯应熄灭，说明发动机无故障；如果继续点亮或在运行中点亮，说明ECU检测到电控系统出现了故障。另外，有些汽车可按特定的程序根据该灯的闪烁频率来读取故障代码。

4．进入故障自诊断系统的方法

汽车车型和生产厂家的不同，进入故障自诊断系统的方法也不相同。常用的有以下几种方法：

(1)用跨接线进入。用跨接线连接检查连接器有关的插孔，通过仪表板上发动机报警灯或LED的闪烁，就车读取诊断代码。

(2)用按压“诊断按钮开关”法进入，就车读取诊断代码。

(3)用转动微机控制装置上的“诊断开关”法进入，就车读取诊断代码。

(4)用同时按下空调控制面板上的“OFF”和“WARMER”键的方法进入，就车读取诊断代码。

(5)用点火开关ON-OFF-ON-OFF-ON循环一次的方法进入，就车读取诊断代码。

(6)用读码器、解码器、扫描仪、电控专用检测仪或发动机综合性能分析仪等仪器进入，用仪器显示诊断代码。

目前，丰田、日产、三菱、马自达、福特、通用(凯迪拉克除外)、宝马、菲亚特、标致等汽车，是通过跨接线的方法进入，由发动机报警灯显示诊断代码的；奔驰、奥迪、沃尔沃等汽车也是通过跨接线的方法进入，由LED显示诊断代码的；凯迪拉克和林肯•大陆等汽车是通过同时按下空调控制面板上的“OFF”和“WARMER”键的方法进入的；而克莱斯勒公司的电控汽车是通过点火开关ON-OFF-ON-OFF-ON循环一次的方法进入的。绝大多数汽车都可通过解码器等专用或通用的仪器进入自诊断系统并解读诊断代码。

5．故障自诊断系统的测试模式

进入自诊断系统后，诊断故障的测试模式一般有两种：静态测试模式和动态测试模式。

(1)静态测试模式。静态测试模式即在点火开关打开、发动机处于静止状态下进行检测诊断的一种模式，简称KOEO(KeyOnEngineOFF)模式，丰田系列汽车称为正常状态。该种模式主要用于提取存储在存储器中的间歇性故障的诊断代码和在静态下发生故障的诊断代码。

(2)动态测试模式。动态测试模式即在点火开关打开、发动机处于运转状态(包括汽车路试)下进行检测诊断的一种模式，简称KOER(KeyOnEngineRun)模式，丰田系列汽车称为试验状态。该种模式主要用于提取存储在存储器中的动态下发生故障的诊断代码或进行混合气成分的检测分析。

6．用故障自诊断系统检测诊断故障的程序和方法

发动机报警灯在发动机启动后(转速高于500r/min)继续点亮或在运行中点亮，说明ECU检测到电控系统出现了故障。在此种情况下，检修人员在倾听用户意见和对发动机进行外观检查后，应首先使用故障自诊断系统检测诊断故障。按照一定方法进入故障自诊断系统后，可就车读取诊断代码或通过解码器等仪器显示诊断代码，然后在汽车维修手册或解码器等仪器中查阅该诊断代码的全部含义，并按指示的程序和方法，对有关电路进行检查和测量，直至分析、判断出故障并将其排除。

7．故障诊断代码清除方法

发动机电控系统故障排除后，必须清除诊断代码，显示装置才不再显示故障信号。就大多数汽车而言，断开通往电控系统的电源线或熔断器即可清除存储在微机存储器内的诊断代码。一般把蓄电池负极拆下或把电控系统的熔断器拔下10～30

s(视车型不同而定)，即可达到目的。

诊断代码清除以后，要重新启动发动机，检查显示装置是否还显示故障信号。如果显示说明故障并未被排除，还须进一步诊断、排除故障，并再一次清除诊断代码。

需要指出的是，使用拆卸蓄电池负极清除诊断代码的方法，也会将石英钟和音响等装置的内存一起清除掉。因此，最好按汽车维修手册指示的方法进行，不可随意拆卸蓄电池负极。

8．丰田车系电控喷射系统故障代码的调取与清除

丰田车系故障诊断座有三种类型，如图5-1所示。诊断代码的调取方式分正常状态(静态)和试验状态(动态)两种。试验状态比正常状态检测的灵敏度高(如对接触不良的检测)，能获得更多的故障信息。例如，它不仅能检测正常状态下的故障项目，而且还能检测下述电路、元件的故障：启动机信号电路、1号和2号凸轮轴位置传感器、节气门位置传感器IDL接触信号、空调器信号和空挡启动开关信号等。图5-1丰田车系故障诊断座

1)正常方式调取故障码

(1)检查“CHECK”发动机报警灯是否正常。

①将点火开关转到ON，发动机不启动，“CHECK”发动机报警灯应点亮。如果不亮，说明灯有问题，应检查组合仪表。

②启动发动机，“CHECK”发动机报警灯应熄灭。如果灯继续亮，说明自诊断系统已检测出故障或灯本身不正常。

(2)调出诊断代码。

①将点火开关转到ON。②用专用维修工具SST(跨接线)将故障诊断通信连接器TDCL或检查连接器的端子TEl与El连接，如图5-1所示。

③从“CHECK”发动机报警灯的闪烁中就车读取诊断代码。正常代码、诊断代码12和诊断代码31的闪烁形式分别如图5-2和图5-3所示。当显示两个或更多的诊断代码时，从较小代码开始显示，然后依次逐渐增大代码数。

④读取诊断代码，按汽车维修手册的指示，仔细检查电路故障。

⑤完成诊断检查后，脱开TEl和E1端子，关闭点火开关。

图5-2正常代码图5-3诊断代码12和诊断代码31

2)试验方式调取故障码

(1)初始状态。

①蓄电池电压为11V或更高。

②节气门全关(节气门位置传感器IDL触点闭合)。

③变速器置空挡位置。

④空调器关闭。

(2)将点火开关转到OFF。

(3)用SST连接TDCL或检查连接器TE2和E1端子，以启动试验状态。

(4)将点火开关转到ON，检查“CHECK”发动机报警灯是否闪烁。如果闪烁，可确认已进入试验状态；如果不闪，则检查TE2端子电路。

(5)启动发动机，并以不低于10km/h的车速进行路试，再现故障现象。

(6)路试结束后，用SST连接TDCL或检查连接器的端子TE1和E1。

(7)从组合仪表上“CHECK”发动机报警灯的闪烁中就车读取诊断代码。

(8)完成检查后，脱开TE1、TE2和E1端子，关闭点火开关。

3)清除故障码

当故障被排除后，应将ECU中存储的故障码清除。有两种方法清除故障码：

(1)关闭点火开关，从熔丝盒中拔下EFI熔丝(20A)10s以上。

(2)将蓄电池负极电缆拆开10s以上，但此种方法会同时使时钟、音响等有用的存储信息丢失。

9．用解码器等检测仪器显示诊断代码

近年国内外发展起来的电控系统检测仪器，包括解码器、扫描器、电控专用诊断仪、示波器、发动机综合性能分析仪、信号模拟器等，都具有读码、解码、清码等功能。其中，解码器的使用比较普遍。

解码器是在读码器的基础上发展起来的。它除了具有读码、清码功能外，还增加了显示诊断代码内容的功能，即具有解码功能。因此，使用解码器无须再从汽车维修手册中查取诊断代码的全部含义，增加了使用的方便性。

10．OBD-Ⅱ简介

OBD是ONBOARDDIAGNOSTICS的英文缩写，即随车诊断系统。OBD-Ⅱ则是指第二代随车诊断系统。OBD-Ⅱ由美国汽车工程学会(SAE)提出，经环保机构(EPA)和加州资源协会(CARB)认证通过。

1)

OBD-Ⅱ的主要特点

(1)汽车按标准装用统一的16端子诊断座，如图5-4所示，并将诊断座统一安装在驾驶室仪表盘下方。

(2)

OBD-Ⅱ具有数据传输功能，并规定了两个传输线标准：欧洲统一标准(ISO-Ⅱ)规定数据传输用“7”号和“15”号端子，美国统一标准(SAE-J1850)规定数据传输用“2”号和“10”号端子。

(3)

OBD-Ⅱ具有行车记录功能，能记录车辆行驶过程的有关数据资料；能记忆和重新显示故障码的功能，可利用仪器方便、快速地调取或清除故障码。

(4)装用OBD-Ⅱ的汽车，采用相同的故障码代号及故障码意义统一。

2)

OBD-Ⅱ随车诊断系统诊断代码的组成与结构

故障码由1个英文字母和4个数字组成，如图5-5所示。故障码说明如表5-2所示。SAE共规定了100个统一的OBD-Ⅱ故障码。

图5-5OBO-Ⅱ故障码形式表5-2OBD-Ⅱ故障码说明3)

OBD-Ⅱ随车诊断系统

OBD-Ⅱ随车诊断系统诊断代码的显示(读取)方法，既可使用解码器等专用检测仪器显示，也可采用如下方法就车显示。

(1)通用(GM)车系跨接OBD-Ⅱ诊断座的第5、6孔，由仪表板“发动机报警灯”显示诊断代码。

(2)福特(FORD)车系跨接OBD-Ⅱ诊断座的第5、13孔，由仪表板“发动机报警灯”显示诊断代码。

(3)克莱斯勒(CHRYSLER)车系将点火开关置ON，等待5～10s后，由仪表板“发动机报警灯”显示诊断代码。

(4)丰田(TOYOTA)车系跨接OBD-Ⅱ诊断座的第5、6孔，由仪表板“发动机报警灯”显示诊断代码。

三、电控发动机不能启动故障诊断

1.故障现象

发动机启动时曲轴转动正常，而发动机不能正常启动。

2.故障原因

(1)启动发动机时，蓄电池电压低于10V。

(2)燃油供给系统故障。

(3)发动机配气系统故障。

(4)发动机电源系统故障。

(5)转速传感器或曲轴位置传感器故障。

(6)水温传感器故障。

(7)点火系统故障。

(8)喷油系统故障。

(9)空气流量计或进气管真空传感器信号故障。

(10)燃油品质不符合要求。

(11)

ECU故障。

(12)防盗系统故障。

(13)发动机或ECU搭铁故障。

3.故障原因分析

(1)蓄电池电量不足或蓄电池电极桩头脏污，造成启动时蓄电池供给ECU的电压迅速下降，当电压下降至低于10V时，ECU即不能正常工作，导致发动机不能正常启动。

(2)当燃油供给系统发生故障时，供给系统不能供给喷油器燃油或燃油压力过低，喷油过少，导致发动机不能启动。

(3)发动机配气系统的故障有：①配气系统漏气，对于L型EFI系统，空气流量计不能准确检测进气量，造成混合气过稀而不能启动；②配气正时错误，造成汽缸压力下降，点火不正时导致发动机不能启动；③汽缸压缩压力不足，汽缸压缩压力一旦低于极限值700kPa时，造成汽缸压缩时混合气温度过低、燃油雾化混合不良，火花塞难以点燃混合气，导致发动机不能启动。

(4)发动机电源系统若不能供给正常的工作电源，ECU则不能正常工作，发动机不能

启动。

(5)转速传感器和曲轴位置传感器信号是ECU工作的原始信号，当其发生故障时，ECU就不能正常运行工作。曲轴位置传感器信号是点火和喷油时刻的基准信号，当其出现故障时，ECU将不能确定点火和供油时刻，出现点火供油错乱，从而导致发动机不能启动。

(6)水温传感器信号是决定供油加浓量的信号，有的电喷系统在发动机启动时，供油量取决于水温传感器信号而不是进气量信号。当水温传感器出现故障时，会造成启动时不喷油或多喷油，导致发动机不能启动。

(7)点火系统出现故障的原因有：火花塞不跳火或者点火错乱，使发动机不能启动。

(8)喷油系统出现故障的情况有：喷油器不喷油或喷油太少，导致发动机不能启动。

(9)空气流量计或进气管真空传感器信号发生故障时，ECU不能得到进气量信号，无法计算喷油量，导致喷油器不喷油，发动机不启动。

(10)燃油品质出现问题时，其发挥性、雾化性和着火性将大大降低，使其不能点燃，造成发动机不能启动。

(11)当ECU、防盗系统和发动机搭铁出现故障时，ECU将不能正常工作，从而导致发动机不能启动。

4.故障诊断与排除程序

(1)基本检查。

(2)检查供油系统。

(3)检查点火系统。

(4)检查喷油系统。

(5)检查转速传感器和曲轴位置传感器。

(6)检查水温传感器。

(7)检查空气流量计或进气管压力传感器。

(8)检查发动机配气系统。

(9)检查防盗系统。

(10)检查燃油质量。四、 M3.8.2电子控制燃油喷射系统检测诊断

(一)系统组成

桑塔纳2000GSi型轿车的AJR