熱合曼.艾比布力
(新疆交通職業技術學院,新疆 烏魯木齊 831401)
桑塔納2000GLi型轎車采用了電子控制燃油噴射式AFE型發動機,該發動機采用了BOSCH公司先進的電子控制燃油噴射系統,其形式為D型集中控制式,是閉路電子控制多點燃油順序噴射系統,將點火系統與燃油噴射系統復合在一起。
當發動機電子控制系統出現故障時,如傳感器、執行器、傳感器與ECU之間的線路、執行器與ECU之間的線路、ECU故障,可以用解碼器讀取故障碼。但是點火系統出現故障時,解碼器讀不出故障碼。
某教練用的1999年上海大眾汽車公司生產的桑塔納2000GLi型轎車,發動機型號為AFE,行駛里程為187620 km。當接通點火開關時,起動機能帶動發動機轉動,但發動機不能發動,且無著車征兆。維修時間為2010年8月。
根據故障現象分析,故障原因可能在燃油系統、點火系統或者汽車ECU上。
接通轎車點火開關時,有電動汽油泵工作的聲音,起動機轉動,但發動機發動不著。電動汽油泵工作正常,這說明電動汽油泵的供電電路是正常的。將噴油器上的插頭拔下來,用LED測試燈分別檢查4個噴油器時,LED測試燈閃爍,表示噴油器供電電路工作正常。用解碼器讀取故障碼時,解碼器讀不到故障信息。拆下火花塞端的高壓分線,使其距缸體7~9mm,接通點火開關至起動檔,觀察高壓火花時,不跳火;拆下分電器上的中央高壓線試火,也不跳火,這說明點火系統低壓電路有問題。綜合以上各種現象,判斷點火系統存在故障。
圖1是桑塔納2000GLi轎車電控系統控制電路,圖2是點火部分電路原理圖。當轎車點火開關處于2或3檔,點火系統的初級電路通電。如圖1所示,電流方向為:電源+→中央線路板P5→30號線路→中央線路板P2→點火開關接線柱30→點火開關→點火開關接線柱15→中央線路板A8→中央線路板D23→點火線圈接線柱15→點火線圈的初級線圈→點火線圈接線柱1→ECU的1號腳→圖2點火模塊30023的3號腳→點火模塊30023的5號腳→搭鐵。
點火模塊1號腳的電壓信號是來自霍爾傳感器,其電路原理如下:電源+→中央線路板P5→30號線路→中央線路板P2→點火開關接線柱30→點火開關→點火開關接線柱15→中央線路板A8→中央線路板D2→ECU的27號腳→圖2電源芯片30358的10號腳→電源芯片30358的 (電源芯片30358將汽車電源提供的12 V電壓轉換成5 V電壓)3號腳→ECU的12號腳→圖1霍爾傳感器1號腳→霍爾傳感器3號腳→ECU的48號腳→圖2信號放大器30311的3號腳→信號放大器30311(信號在信號放大器30311整形并驅動)→信號放大器30311的1號腳→中央處理器B58468的36號腳→中央處理器B58468(中央處理器根據此信號來判斷準確的點火時刻)→中央處理器B58468的62號腳→驅動放大器TLE4226的2號腳(信號在驅動放大器中進一步增加電流驅動能力,同時將信號倒相)→驅動放大器TLE4226的23號腳→點火模塊30023的1號腳→點火模塊30023的5號腳→搭鐵→電源-。
電路中霍爾傳感器是一個關鍵元器件,當發動機轉動時,分電器里觸發葉輪的葉片便在霍爾集成電路與永久磁鐵之間轉動。當觸發葉輪的葉片進入氣隙時,霍爾集成電路中的磁場便被葉片旁路,霍爾電壓為0,傳感器沒有信號輸出;當觸發葉輪的葉片離開氣隙時,永久磁鐵的磁通便經導磁鋼片和霍爾集成電路構成回路,此時霍爾元件產生霍爾電壓,傳感器輸出信號。所以當發動機中間軸驅動霍爾傳感器的轉子轉動時,傳感器發出脈沖信號,控制點火模塊周期地接通與切斷點火線圈中的初級電流,此時次級繞組中產生感應高壓電,按照點火次序使相應氣缸上的火花塞跳火。
2.3.1 外圍電路檢測
1)桑塔納2000GLi轎車上,安裝在分電器內的霍爾傳感器檢測發動機曲軸的轉角和轉速,直接給發動機ECU點火時刻和噴油時刻提供電信號。所以,斷開點火開關,取下霍爾傳感器插頭,再接通點火開關,測量霍爾傳感器第1、3腳間的電源電壓,為5 V,這說明霍爾傳感器供電電壓正常。再插上霍爾傳感器插頭,測量霍爾傳感器端子2和3之間的電壓,電壓在0.3~2 V之間變動,這說明霍爾傳感器有信號電壓輸出。
2)確認傳感器完好后,斷開點火開關,測量點火線圈初級繞組的電阻為1.37 kΩ,次級繞組的電阻為7.2 kΩ。接通點火開關,轉動發動機,用萬用表的紅表筆接點火線圈上的接線柱15,黑表筆接機體,測量電壓為12.7 V,這說明點火線圈的供電電路正常。
3)檢查分火頭電阻時,其電阻為l.2 kΩ。檢查高壓導線的電阻時,中央高壓線的電阻為1.1 kΩ;高壓分線的電阻為2.1kΩ,正常。
4)從車上拆下ECU,但保持線束插接器與ECU處于連接 (即不拔下線束)狀態,接通點火開關,根據桑塔納2000GLi轎車的電路原理,依次將萬用表測試筆從線束插頭的導線一側插入,測量ECU上的1號腳與搭鐵端子2號腳之間的電壓,正常,表示點火電路的供電電路是正常的;測量ECU上的12號腳與2號腳之間的電壓,為5V,表示霍爾傳感器的供電電路是正常的;用專用萬用表測量48號腳與49號腳之間的電壓,為0.3~2V,說明霍爾傳感器是完好的。
外圍電路檢測完畢后,確定是ECU損壞,對ECU進行檢修。
2.3.2 ECU檢測
ECU上有關點火部分的主要器件有中央處理器CPU (B58468)、電源集成模塊30358、傳感器信號放大器30311、驅動放大器TLE4226(或者B58290芯片)、點火模塊30023等。其實物外觀如圖3所示。
1)中央處理器B58468 是ECU的核心部件,它的功能是產生控制信號,把數據從存儲器或輸入口傳送到中央處理器后反傳送。還可以對輸入數據進行算術邏輯運算及位操作處理。它負責整個ECU的工作,若損壞,會引起發動機不點火、不噴油,使整個ECU無法工作。
2)電源芯片30358 將汽車電源的12 V電壓轉換成5 V電壓,供中央處理器使用。判斷30358芯片好壞的關鍵就是1號腳的電壓,如果1號腳電壓低于24V,就說明電源芯片30358損壞。
3)傳感器信號放大器30311 負責傳感器信號的整形與放大。若損壞,會引起不點火、不噴油故障。
4)驅動放大器TLE4226 是智能型6通道低電平驅動開關,用來驅動點火模塊和燃油泵繼電器線圈,并且還具有過載檢測和過流保護功能。若驅動放大器芯片損壞,則會出現燃油泵不工作和點火線圈不點火故障。
5)點火模塊30023 其實物如圖4所示,集成了達林頓三極管,三極管的基極接點火模塊的1號腳;發射極接點火模塊的3號腳;集電極接點火模塊的5號腳 (見圖2)。達林頓三極管的基極加信號電壓,發射極和集電極才能導通。也就是說,在點火模塊的1號腳施加信號電壓,點火模塊的3號腳和5號腳才能接通。點火模塊5號腳接電源的負極。所以,點火模塊30023的作用是按照霍爾傳感器發出的點火信號接通和斷開點火系統的初級電路,使點火線圈的次級產生高壓電。若該模塊損壞,會引起不點火故障。
ECU加電,用信號發生器SS-4模擬轉速信號加至ECU的PIN48、PIN49腳。其檢修順序如下:用示波器測量信號放大器30311的1號腳信號時,方波信號正常;測量中央處理器B58468的36腳信號時,方波信號正常;測量中央處理器B58468的62腳的點火驅動信號時,有點火驅動信號;測量驅動放大器TLE4226芯片23腳的輸出信號時,有輸出信號;測量驅動放大器TLE4226芯片的23腳與點火模塊30023的1號腳之間的電路時,電路暢通;用示波器測量點火模塊30023的5號腳信號時,沒有方波信號。懷疑點火模塊出現故障,因此用萬用表歐姆檔測量點火模塊30023的3號腳和5號腳之間的電阻,為無窮大,表示點火模塊30023的3號腳和5號腳之間斷路,說明點火模塊30023損壞。
更換點火模塊30023后,排除了不點火故障。為了避免ECU短路,在ECU下面放絕緣墊,關掉ECU電源,電烙鐵要接接地防護線,用熱風器控制溫度。熔開點火模塊30023后,重新焊上新的點火模塊,故障排除。
點火模塊30023的損壞率比較高,但點火模塊出現故障時,解碼器讀不出故障碼。出現類似故障時,必須根據電路原理逐步檢測線路和各個器件的好壞。實踐證明通過以上方法來解決這種故障是有效的。
[1]寧海春.汽車電腦原理與維修精華[M].北京:機械工業出版社,2007.
[2]祁棟玉.汽車發動機電腦板維修速查手冊[M].北京:電子工業出版社,2009.
[3]馬國福.最新汽車電腦維修彩色圖解[M].沈陽:遼寧科學技術出版社,2009.
[4]吳文琳.汽車電腦原理與檢修 [M].北京:人民郵電出版社,2007.
[5]黃鵬.汽車單片機應用技術[M].北京:機械工業出版社,2010.
[6]丁問司,譚本忠.汽車電腦維修教程[M].北京:機械工業出版社,2007.
[7]王盛良.汽車發動機電控技術與檢修 [M].北京:機械工業出版社,2010.