南京市東山街道新亭路330號(211100) 史貞海
長安馬自達CX-5車起動困難
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故障現象 一輛長安馬自達CX-5車,搭載2.0 L發動機和自動變速器,行駛里程約為8萬km,因發動機無法起動而拖車進廠檢修。
故障診斷 接車后,試車驗證故障,按下起動按鈕,接通點火開關,儀表顯示正常;踩下制動踏板,再次按下起動按鈕,發動機起動著機,轉速接近1 500 r/min,但僅維持約2 s后就自動熄火了。經詢問駕駛人得知,該車前一天晚上還能夠正常使用,今天早上就出現故障了。
連接馬自達專用檢測儀MMDS讀取故障代碼,無故障代碼存儲。對車輛進行常規檢查,未見異常。分析可知,該車故障的特殊性在于發動機能夠起動著機,只是起動后會自動熄火。查閱相關資料得知,馬自達車發動機在起動瞬間所需要的基準噴油量是根據發動機冷卻液溫度傳感器(ECT)的數據計算的;而在發動機起動著機后,噴油量則由空氣流量傳感器(MAF)所計量的發動機進氣量來決定。因此,如果MAF有故障,不能正常監測進氣量,則可能導致噴油不正常,造成發動機起動著機后又熄火的故障現象。
接通點火開關至ON位置,用MMDS查看MAF的數據,顯示為268.85 g/s(圖1),遠大于維修資料規定的正常數據(約0.59 g/s),懷疑MAF及其相關線路存在故障。查閱相關電路圖(圖2),對MAF的相關線束進行仔細檢查和測量,線束導通情況良好,且未發現短路、斷路和虛接等異常。人為斷開MAF的導線連接器,發現MMDS上的MAF數據變為0 g/s,說明MAF的異常數據應該不是發動機控制模塊造成的,初步可以排除發動機控制模塊故障的可能,判斷故障為MAF故障。
故障排除 更換MAF后試車,接通點火開關至ON位置,用MMDS查看MAF數據,顯示為0.58 g/s(圖3),踩住制動踏板,嘗試起動發動機,發動機順利起動且能維持正常運轉,故障排除。

圖2 MAF相關電路

圖3 更換MAF后檢測到的MAF數據(截屏)
編者按
空氣流量傳感器原理及故障診斷思路
目前常見的熱線式和熱膜式空氣流量傳感器,具有相似的原理和結構特點,通常將通電的可變電阻安裝在發動機進氣歧管內,電阻通電后會產生熱量,并導致其電阻產生變化,由于加載電壓恒定,所以在發動機未起動時,電阻恒定;而當發動機運轉或有氣流通過加熱電阻時,流動的空氣將電阻的熱量帶走,使其溫度發生變化,并導致電阻發生變化,空氣流量傳感器將這一變化過程以電信號的形式傳送給發動機控制模塊。為了保證對發動機進氣量的精確檢測,目前空氣流量傳感器普遍采用惠斯通電橋的原理進行設計制造。圖4所示為采用惠斯通電橋原理設計制造的空氣流量傳感器原理圖,當傳感器處于靜態狀態時,熱電阻的阻值×固定電阻1=冷電阻的阻值×固定電阻2,此時電橋兩端處于平衡狀態;當空氣流過空氣流量傳感器時,熱電阻的阻值會發生變化,電橋原有的平衡狀態被打破,導致傳感器輸出電壓改變,電壓信號的變化可以準確反映發動機的進氣量,發動機控制模塊根據這一信號對發動機的控制進行修正。圖5所示為空氣流量傳感器與進氣量相關的電壓特性曲線。

圖4 惠斯通電橋設計原理

圖5 MAF電壓特性曲線
此外,空氣流量傳感器內還集成有進氣溫度傳感器(IAT),由于溫度變化會影響空氣的密度,從而對進氣量的準確測量產生直接影響,因此發動機管理系統綜合空氣流量傳感器與進氣溫度傳感器的信號,計算出實際的發動機進氣量。
空氣流量傳感器的實物解剖圖如圖6所示,在遇到發動機故障時,如果懷疑故障可能與空氣流量傳感器有關,則需要對空氣流量傳感器進行排查,具體排查方法如下。

圖6 空氣流量傳感器的解剖圖
首先對空氣流量傳感器進行目視檢查,主要內容包括檢查空氣流量傳感器的外觀有無損壞或斷裂,檢查空氣流量傳感器的接線端有無銹蝕或彎曲等。如果發現問題或故障,應按照相應的標準進行維修或更換。
目檢未見異常,則繼續對空氣流量傳感器的電壓或流量進行檢查,可以人為對空氣流量傳感器氣道吹氣(圖7),同時利用檢測儀查看空氣流量傳感器的數據流(圖8),看數據是否隨著吹氣量的變化而變化,如果數據有明顯變化,則可初步判斷空氣流量傳感器是正常的;反之,則應對空氣流量傳感器及其相關線路進行重點檢查。

圖7 對空氣流量傳感器進氣口進行吹氣檢查
此外,還有一種較為簡單的判斷空氣流量傳感器好壞的方法,就是直接將空氣流量傳感器的導線連接器斷開。在斷開空氣流量傳感器的導線連接器后,發動機控制模塊接收不到空氣流量傳感器的數據,從而進入故障保護模式。發動機控制模塊會綜合其他傳感器的數據對進氣量進行估算,這些數據可能包括發動機轉速、節氣門開度、進氣壓力等,從而計算出較為正確的噴油量,可以基本維持發動機的正常工作,不會再因接收錯誤的空氣流量數據導致發動機不能起動等相關故障現象。因此,可以通過斷開空氣流量傳感器導線連接器,觀察發動機運轉情況,來間接判斷空氣流量傳感器的好壞。

圖8 吹氣后利用檢測儀查看數據流(截屏)
2016-07-24)