試論汽車發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)故障檢修

辛業(yè)華

摘 要：我國(guó)經(jīng)濟(jì)與科技迅速發(fā)展的同時(shí)，汽車逐漸成為現(xiàn)代生活中不可或缺的交通工具，發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)的使用也逐漸完善，這就大大提高了對(duì)汽車檢修技術(shù)的要求。建立科學(xué)合理、系統(tǒng)完善的發(fā)動(dòng)機(jī)故障檢測(cè)診斷系統(tǒng)是目前汽車發(fā)動(dòng)機(jī)故障檢測(cè)維修的必然要求。該文通過對(duì)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)的分析，總結(jié)了檢修電控系統(tǒng)的步驟與方法，并就目前常見的幾種電控系統(tǒng)故障：發(fā)動(dòng)機(jī)無法發(fā)動(dòng)、發(fā)動(dòng)機(jī)怠速不良故障和動(dòng)力不足、加速不良故障等進(jìn)行了分析和介紹。

關(guān)鍵詞：汽車發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng) 組成 故障檢修

中圖分類號(hào)：U472.43 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2015）03（c）-0030-02

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)水平的迅速發(fā)展，人們的生活方式也發(fā)生了巨大的變化，從選擇出行交通工具上就可見一斑，汽車在人們的日常生活中逐漸演變?yōu)楸匦杵罚嚢l(fā)動(dòng)機(jī)作為整部汽車的心臟承擔(dān)著十分重要的作用，其運(yùn)行狀態(tài)是否優(yōu)良直接關(guān)系到汽車的安全可靠性。電子控制系統(tǒng)是衡量汽車性能的主要標(biāo)志，與此同時(shí)，當(dāng)前的汽車故障率也隨著汽車發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)逐漸完善的工作性能和日趨提高的自動(dòng)化程度而呈直線下降趨勢(shì)，并且故障由原來的機(jī)械故障為主發(fā)展為現(xiàn)在的電控系統(tǒng)故障為主，改變并突破傳統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)故障診斷觀念，結(jié)合當(dāng)前先進(jìn)故障診斷理論和技術(shù)，建立科學(xué)合理、系統(tǒng)完善的發(fā)動(dòng)機(jī)故障檢測(cè)診斷系統(tǒng)是目前汽車發(fā)動(dòng)機(jī)故障檢測(cè)維修的必然要求。

1 汽車發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)的組成

汽車發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)從整體上來看，可劃分為傳感器、電子控制單元（ECU）及執(zhí)行元件這三大部分。作為感知信息重要部件之一的傳感器，承擔(dān)著向ECU提供汽車運(yùn)行狀況和發(fā)動(dòng)機(jī)工況等作用；ECU作為接收者，不僅負(fù)責(zé)接受來自傳感器的信息，還需要將信息進(jìn)行處理并向執(zhí)行元件發(fā)出相應(yīng)的控制指令；執(zhí)行元件即執(zhí)行器，負(fù)責(zé)接收并執(zhí)行ECU的專項(xiàng)指令，這三個(gè)部分相互配合以達(dá)到控制目的。

1.1 傳感器

傳感器能夠?qū)⒎请娏哭D(zhuǎn)化為電量，是指能感受規(guī)定的物理量，并按照一定規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用輸信號(hào)的器件或裝置。傳感器通常由敏感元件、轉(zhuǎn)換元件及測(cè)量電路組成。發(fā)動(dòng)機(jī)控制用傳感器有多種，其中包括溫度傳感器、轉(zhuǎn)速和角度傳感器、壓力傳感器、位置傳感器、氣體濃度傳感器、流量傳感器、爆震傳感器和氧傳感器等，傳感器作為整個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)的核心能夠有效提高發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力性、并且具有降低油耗、反映故障和減少?gòu)U氣等功能。

溫度傳感器主要用于檢測(cè)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的溫度、吸入氣體的溫度、燃油溫度、機(jī)油溫度和冷卻水溫度等，目前的線繞電阻式、半導(dǎo)體式、熱敏電阻式和熱電偶式的溫度傳感器在實(shí)際中較為常用。

凸輪軸位置傳感器能夠提供凸輪軸轉(zhuǎn)角基準(zhǔn)位置信號(hào)，曲軸位置傳感器能夠檢測(cè)曲軸轉(zhuǎn)角位移，并給ECU提供發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)和曲軸轉(zhuǎn)角信號(hào)。

目前所使用的節(jié)氣門大多都是電子節(jié)氣門，節(jié)氣門位置傳感器一般安裝在節(jié)氣門體上，它將節(jié)氣門開度信號(hào)轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)輸出，以便計(jì)算機(jī)控制噴油量，主要有開關(guān)量輸出和線性輸出兩種類型。

壓力傳感器是將壓力信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷盒盘?hào)的傳感器，在汽車中主要用于檢測(cè)進(jìn)氣真空度、大氣壓力和氣缸內(nèi)氣壓等，同時(shí)也用于檢測(cè)變速箱油壓、制動(dòng)閥油壓及懸架油壓等。車用壓力傳感器目前應(yīng)用較多的有電容式壓力傳感器、差動(dòng)變壓器式進(jìn)氣壓力傳感器和半導(dǎo)體應(yīng)變式進(jìn)氣壓力傳感器。

爆震傳感器能把爆震信號(hào)傳給控制系統(tǒng)，起到抑制爆震發(fā)生的作用，目前主要有磁致伸縮式和非共振型壓電式兩種。

1.2 電子控制單元

汽車發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)通常由電控點(diǎn)火裝置（ESA）、電子燃油噴射系統(tǒng)（EFI）、廢氣再循環(huán)控制（EGR）和怠速控制（ISC）等組成。

電子控制點(diǎn)火是目前汽車主要采用的方式之一，電控點(diǎn)火系統(tǒng)（ESA）一般由電源、傳感器、ECU、電子點(diǎn)火組件、點(diǎn)火線圈以及火花塞等組成，其作用是實(shí)現(xiàn)對(duì)點(diǎn)火提前角和點(diǎn)火線圈通電時(shí)間的控制，以此來達(dá)到改善整個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒過程的目的，從而實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性的雙重提升和降低污染排放的目標(biāo)。電控點(diǎn)火系統(tǒng)有開環(huán)和閉環(huán)兩種控制，閉環(huán)控制系統(tǒng)通過爆震傳感器對(duì)爆震進(jìn)行反饋控制，使汽油機(jī)大部分運(yùn)行工況都處于爆震的臨界狀態(tài)，進(jìn)而充分發(fā)揮汽油機(jī)的動(dòng)力性潛力，其點(diǎn)火時(shí)刻的控制精度比開環(huán)高，但在排氣凈化方面則不如開環(huán)有優(yōu)勢(shì)。

電子燃油噴射系統(tǒng)（EFI）通常由油箱、電動(dòng)燃油泵、過濾器（燃油濾清器）、阻尼器、燃油壓力調(diào)節(jié)器及供油總管等組成。

廢氣再循環(huán)控制（EGR）是指將一部分發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣再次送回到進(jìn)氣管，使其與新鮮混合氣混合后進(jìn)入氣缸參加燃燒，對(duì)這個(gè)過程的控制稱為廢氣再循環(huán)控制。廢氣中的CO2能吸收大量的熱，能夠降低氣缸中混合氣燃燒的最高溫度，進(jìn)而使得燃燒過程產(chǎn)生的NOX量大大降低，從而達(dá)到降低污染排放量、減少污染的目的。

怠速控制（ISC）包括起動(dòng)后控制、暖機(jī)過程控制、負(fù)荷變化控制和減速時(shí)控制等，其實(shí)質(zhì)是通過調(diào)節(jié)空氣通道的流通面積來控制怠速時(shí)的進(jìn)氣量，目前所使用的怠速控制裝置可劃分為節(jié)氣門直動(dòng)控制式和旁通空氣控制式兩類。

2 汽車發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)故障檢修的一般步驟與方法

2.1 檢查步驟

針對(duì)電控系統(tǒng)的故障檢修通常由詢問調(diào)查、對(duì)汽車進(jìn)行檢查、查閱資料、調(diào)取故障碼、檢測(cè)并試驗(yàn)這六個(gè)步驟組成。通過對(duì)車主進(jìn)行詢問來調(diào)查車型車況等相關(guān)的詳細(xì)信息，能夠幫助檢修人員初步斷定故障部位與原因，明確檢修方向。外部檢查是故障分析的基本檢查，能夠驗(yàn)證初步斷結(jié)論正確與否。查閱是指在對(duì)汽車進(jìn)行檢測(cè)前收集此車的相關(guān)數(shù)據(jù)和資料，以確定所需檢測(cè)部件的準(zhǔn)確位置、接線圖、接線與檢測(cè)方法。調(diào)取故障碼即按照該車所要求的操作程序進(jìn)入自診斷狀態(tài)，將數(shù)據(jù)作為故障診斷的依據(jù)，故障碼能夠在短時(shí)間內(nèi)幫助檢修員找到故障部位，進(jìn)而完成故障檢修工作。檢測(cè)包含信號(hào)檢測(cè)、數(shù)據(jù)檢測(cè)、壓力檢測(cè)和執(zhí)行器動(dòng)作檢測(cè)等，正確選擇并使用檢測(cè)儀器來準(zhǔn)確的與電控系統(tǒng)連接，在檢測(cè)后才能夠最終判定故障的位置、找到故障產(chǎn)生原因并進(jìn)行修理，此后還需要進(jìn)行試車，以確認(rèn)故障排除效果，最后則需要清除故障碼。

2.2 檢驗(yàn)方法

汽車發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)故障診斷手段包括直觀診斷、利用故障自診系統(tǒng)診斷、簡(jiǎn)單儀表診斷和專用診斷儀器診斷。直接診斷即通過詢問和檢查等來掌握故障特點(diǎn)，通過分析后得出結(jié)論；利用故障自診系統(tǒng)診斷即隨車故障診斷，當(dāng)前的汽車發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)中都有此功能，這大大方便了對(duì)汽車故障的檢測(cè)，但此功能僅能夠提供與本系統(tǒng)有關(guān)的電氣裝置或線路故障，通常只做出初步診斷結(jié)論，涉及到具體故障原因時(shí)還需要結(jié)合其他方法進(jìn)行深入診斷；利用簡(jiǎn)單儀表診斷就是通過利用萬用表為主要通用儀表對(duì)故障進(jìn)行診斷，主要適用于對(duì)電控系統(tǒng)和電氣裝置的診斷；目前汽車電子化速度較快，汽車專用診斷儀器也隨之得到廣泛應(yīng)用，帶有微處理器的電控系統(tǒng)專用診斷儀器能夠有效提高診斷效率，但由于其成本較高而適用于專業(yè)化的故障診斷維修機(jī)構(gòu)。這些診斷方法相互補(bǔ)充，同時(shí)運(yùn)用多種診斷方法能夠大大提高檢修效率。

3 發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)常見故障的檢修

就目前現(xiàn)狀來看，發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)存在以下常見故障：發(fā)動(dòng)機(jī)無法發(fā)動(dòng)、發(fā)動(dòng)機(jī)怠速不良故障和動(dòng)力不足、加速不良故障等。

3.1 發(fā)動(dòng)機(jī)無法發(fā)動(dòng)故障分析

發(fā)動(dòng)機(jī)無法發(fā)動(dòng)的故障表現(xiàn)為：打開點(diǎn)火開關(guān)并撥到啟動(dòng)位置時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)無法發(fā)動(dòng)。這種故障可以從起動(dòng)系統(tǒng)、點(diǎn)火系統(tǒng)、燃油噴射系統(tǒng)、進(jìn)氣系統(tǒng)以及ECU五方面進(jìn)行故障排查，根據(jù)實(shí)際維修經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，此故障在一般情況下是由這五類原因所致。

3.2 發(fā)動(dòng)機(jī)怠速不良故障分析

發(fā)動(dòng)機(jī)怠速不良故障是指發(fā)動(dòng)機(jī)在中等以上轉(zhuǎn)速運(yùn)行時(shí)正常，但在轉(zhuǎn)速接近怠速或臨值怠速時(shí)出現(xiàn)的怠速不穩(wěn)或者熄火情況。噴油控制系統(tǒng)和進(jìn)氣系統(tǒng)通常是造成此故障的常見原因。發(fā)動(dòng)機(jī)怠速不穩(wěn)一般包括怠速過低、怠速過高和怠速運(yùn)轉(zhuǎn)不平穩(wěn)三種情況。

怠速轉(zhuǎn)速低于規(guī)定值時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)就會(huì)產(chǎn)生抖動(dòng)甚至熄火，其根本原因是進(jìn)氣量太少。電控發(fā)動(dòng)機(jī)的控制系統(tǒng)能夠在熱車后恢復(fù)正常怠速轉(zhuǎn)速，若熱車后依然保持較快怠速，就屬于怠速過高。而怠速運(yùn)轉(zhuǎn)不平穩(wěn)表現(xiàn)為在怠速時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)出現(xiàn)抖動(dòng)，轉(zhuǎn)速表指針上下波動(dòng)，轉(zhuǎn)速忽高忽低。多種原因均能導(dǎo)致怠速不穩(wěn)，通常是由于混合氣太稀或太濃、點(diǎn)火不完全或傳感器信號(hào)錯(cuò)誤所致。

3.3 動(dòng)力不足、加速不良故障分析

在發(fā)動(dòng)機(jī)無負(fù)荷時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)基本正常，但在有負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)出現(xiàn)加速緩慢，上坡無力情況，即為動(dòng)力不足故障。在踩下加速踏板后，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速不能夠及時(shí)響應(yīng)，出現(xiàn)遲滯現(xiàn)象或者加速輕微，就是所說的加速不良。

導(dǎo)致汽車發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力不足、加速不良故障的因素有以下幾點(diǎn)：噴油器噴油不良、燃油壓力太高、點(diǎn)火高壓較低或者能量小，點(diǎn)火正時(shí)錯(cuò)誤、相關(guān)傳感器信號(hào)錯(cuò)誤、排氣管堵塞或氣缸壓縮壓力小等。

在汽車技術(shù)快速發(fā)展的大趨勢(shì)下，汽車維修人員只有通過不斷的現(xiàn)代汽車技術(shù)相關(guān)理論學(xué)習(xí)與研究，才能更好的掌握電子控制系統(tǒng)保養(yǎng)及故障檢修方法，通過不斷的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)與積累來提升專業(yè)技術(shù)水平，進(jìn)而為適應(yīng)并促進(jìn)汽車行業(yè)檢修技術(shù)的發(fā)展打好堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

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