由故障案例引發(fā)對(duì)當(dāng)代汽車電控發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)故障診斷及維修技術(shù)的探索

史俊濤

摘 要：當(dāng)代汽車電控發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，對(duì)于電控系統(tǒng)故障的維修不能局限于傳統(tǒng)的維修思路，需要用現(xiàn)代的技術(shù)手段讀取故障碼或波形，最終解決故障，對(duì)維修人員也提出更高的要求，不但需要理解電控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和工作原理，還能熟練使用各種電控發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)故障維修的工具，更重要的是具備診斷維修的思路，這幾方面是相輔相成的，缺一不可，所以需要維修人員熟悉電控發(fā)動(dòng)機(jī)及維修設(shè)備，在實(shí)踐中提高汽車電控發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)故障診斷及維修技術(shù)。

關(guān)鍵詞：故障碼;數(shù)據(jù)流;波形;搭鐵

1 引言

當(dāng)代隨著電子科技的飛速發(fā)展，人們生活水平的提高，擁有私家車的家庭數(shù)量在逐年增加，與此同時(shí)，人們對(duì)汽車的安全性、經(jīng)濟(jì)性、舒適性、動(dòng)力性等要求的不斷提高，汽車生產(chǎn)廠家為了適應(yīng)市場(chǎng)，滿足客戶要求，在汽車上大量應(yīng)用電子技術(shù)。一方面滿足了人們對(duì)汽車高標(biāo)準(zhǔn)的要求;另一方面也給維修人員提出了更高的挑戰(zhàn)。由于當(dāng)代的發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，出現(xiàn)的故障幾率就比較高，為了確保車輛能為人們?nèi)粘３鲂刑峁└鼮閮?yōu)質(zhì)安全的服務(wù)，就需要汽車維修人員能快速診斷故障，采取切實(shí)可行的維修思路解決問題。本文利用真實(shí)故障案例對(duì)當(dāng)代汽車發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)故障診斷及維修技術(shù)的探索具有一定的現(xiàn)實(shí)意義。

2 故障案例引發(fā)思考

2018年5月有一輛1.6AT的福特翼虎來到我系長(zhǎng)安福特實(shí)訓(xùn)室，車主描述說發(fā)動(dòng)機(jī)有點(diǎn)抖動(dòng)，儀表有個(gè)燈一直點(diǎn)亮，以前沒有這種情況。經(jīng)檢查該車的行駛里程為56821公里，啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)后發(fā)動(dòng)機(jī)故障指示燈常亮，并且發(fā)動(dòng)機(jī)有比較明顯的抖動(dòng)。首先用長(zhǎng)安福特的故障診斷儀查看到有故障碼P0302-PCM，偵測(cè)到氣缸2失火;故障碼P2196-PCM，02傳感器信號(hào)濃如圖2所示。拆開2缸的火花塞發(fā)現(xiàn)火花塞已經(jīng)濕了，有很多汽油。其次用氣缸壓力表測(cè)量該缸壓力，壓力表顯示壓力在正常范圍內(nèi)。再次用萬用表測(cè)量2缸的點(diǎn)火模塊的供電和搭鐵都正常，信號(hào)線用萬用表測(cè)量其電壓在0.04V到0.01V之前變化，最后顯示為0.3V，測(cè)量噴油器線路連接正常，用試燈測(cè)量噴油器信號(hào)，試燈閃爍正常，把2缸點(diǎn)火總成與3缸點(diǎn)火總成對(duì)調(diào)，故障依然顯示是2缸失火。為了進(jìn)一步確認(rèn)故障，又用長(zhǎng)安福特的故障診斷儀IDS讀取4個(gè)缸及其與點(diǎn)火相關(guān)的數(shù)據(jù)流做進(jìn)一步的驗(yàn)證，通過是觀察數(shù)據(jù)流發(fā)現(xiàn)，發(fā)動(dòng)機(jī)的2缸出現(xiàn)了失火。

通過以上用專用診斷儀器的檢測(cè)，基本上確認(rèn)是發(fā)動(dòng)機(jī)2缸缺火導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)出現(xiàn)抖動(dòng)，并且在汽車儀表在發(fā)動(dòng)機(jī)的儀表上顯示發(fā)動(dòng)機(jī)的故障指示燈。為了確定具體的故障原因，我們用示波器查看發(fā)動(dòng)機(jī)2缸的點(diǎn)火模塊的點(diǎn)火信號(hào)，發(fā)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)2缸點(diǎn)火信號(hào)異常，當(dāng)時(shí)認(rèn)為是示波器的探針接觸不良，于是把示波器的探針往里用力插了一下，幾秒鐘示波器就顯示了正常的點(diǎn)火信號(hào)波形，發(fā)動(dòng)機(jī)抖動(dòng)消失，工作正常。

從整個(gè)的維修過程中發(fā)現(xiàn)，該車出現(xiàn)抖動(dòng)的現(xiàn)象是由于2缸的點(diǎn)火模塊控制線接觸不良造成的，由于2缸的點(diǎn)火能量不足導(dǎo)致2缸淹缸，巧合的是把示波器探針往里插時(shí)剛好壓在了2缸點(diǎn)火控制信號(hào)線，使得針腳接觸良好，發(fā)動(dòng)機(jī)工作正常，點(diǎn)火波形恢復(fù)正常。與此同時(shí)，讓我對(duì)當(dāng)代汽車電控發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)故障的診斷與維修有了新的認(rèn)識(shí)，意識(shí)到用傳統(tǒng)汽車的維修思路已經(jīng)不能夠滿足現(xiàn)在維修的需要，對(duì)于現(xiàn)在的電控發(fā)動(dòng)機(jī)的診斷與維修不但要掌握電控系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)和工作原理，還必須能夠熟練使用維修過程中需要用到的診斷儀、萬用表和示波器等維修工具。更重要的是改變觀念，適應(yīng)新的汽車電控發(fā)動(dòng)機(jī)的診斷維修思路。

3 汽車電控發(fā)動(dòng)機(jī)的基本原理

汽車電控發(fā)動(dòng)機(jī)能夠正常工作，除了需要結(jié)實(shí)的“骨架”，即發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)械結(jié)構(gòu);還需要靈敏的神經(jīng)系統(tǒng)、準(zhǔn)確的執(zhí)行元件和“大腦”，保證發(fā)動(dòng)機(jī)正常工作。故構(gòu)成發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)的主要零部件由三部分組成：信號(hào)輸入裝置、控制單元ECU和執(zhí)行器。電控發(fā)動(dòng)機(jī)的基本工作原理就是，信號(hào)輸入裝置將發(fā)動(dòng)機(jī)上的轉(zhuǎn)速、位置、流量、壓力和溫度等信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)傳給發(fā)動(dòng)機(jī)的電控單元ECU，由發(fā)動(dòng)機(jī)的電控單元對(duì)信號(hào)輸入裝置輸入的信號(hào)進(jìn)行分析、計(jì)算和處理，按照汽油發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生動(dòng)力的基本要素：良好的空氣-燃油混合氣、正確的點(diǎn)火正時(shí)及強(qiáng)烈的火花發(fā)出指令，由電控發(fā)動(dòng)機(jī)的執(zhí)行器完成具體的控制動(dòng)作。

4 汽車電控發(fā)動(dòng)機(jī)故障特點(diǎn)

汽車電控發(fā)動(dòng)機(jī)包括機(jī)械部分和電控部分，由兩部分共同完成發(fā)動(dòng)機(jī)的工作，因此可以把電控發(fā)動(dòng)機(jī)的故障分為機(jī)械故障和電氣故障。由于機(jī)械故障比較直觀，容易排查;而電氣故障比較抽象，需要理解電控部分的結(jié)構(gòu)和工作原理。根據(jù)汽車電控發(fā)動(dòng)機(jī)的基本工作原理，目前電控發(fā)動(dòng)機(jī)出現(xiàn)的常見故障有以下幾種：

4.1 發(fā)動(dòng)機(jī)電控線路故障

汽車電控發(fā)動(dòng)機(jī)上的信號(hào)輸入裝置、電控單元ECU和執(zhí)行器之間的通訊，這三部分的正常工作所需要的電源和搭鐵都需要導(dǎo)線連接，如果導(dǎo)線出現(xiàn)老化、接觸不良、斷路、短路、氧化，都會(huì)導(dǎo)致傳感器無法正常捕捉信號(hào)，無法傳給電控單元，電控電控單元無法發(fā)出指令給執(zhí)行器，執(zhí)行器也無法做出相應(yīng)的動(dòng)作等等，一系列導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)無法正常工作的故障。引起線路故障的原因有很多，例如：汽車冬天停在垃圾桶旁邊，被老鼠啃斷線束;線束布局不合理，在高溫的發(fā)動(dòng)機(jī)艙環(huán)境，線束出現(xiàn)老化;在汽車維修過程中，維修師傅沒有按照嚴(yán)格的操作規(guī)程維修線路出現(xiàn)的線路松脫等。

4.2 電子元器件本身的問題

隨著電子元器件在汽車發(fā)動(dòng)機(jī)上的應(yīng)用越來越廣泛，由于電子元件是汽車發(fā)動(dòng)機(jī)工作過程中使用頻率比較高的零部件，伴隨著汽車車齡的增加，汽車電控發(fā)動(dòng)機(jī)上的電子元器件慢慢老化也屬于正常現(xiàn)象。這會(huì)在一定程度上削弱電子元器件的性能，使電控發(fā)動(dòng)機(jī)由于電子元器件本身的問題出現(xiàn)故障的幾率大大增加。由于汽車電控發(fā)動(dòng)機(jī)上的電氣元件都是在發(fā)動(dòng)機(jī)艙工作，長(zhǎng)時(shí)間處在高溫惡劣環(huán)境下工作必然會(huì)加速電子元器件的老化，最終導(dǎo)致本身問題的出現(xiàn)。

5 汽車電控發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)故障診斷及維修技術(shù)的歸納

縱觀文章前面所講的維修案例，整個(gè)維修過程用了詢問故障現(xiàn)象，親自檢查，用儀器診斷讀取故障碼，拆解檢查，讀取缸壓，檢測(cè)線路，元器件互換，讀取數(shù)據(jù)流，用示波器讀取波形，最終解決故障問題。從以上整個(gè)完整的故障排除過程可以歸納出汽車電控發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)故障診斷及維修的技術(shù)關(guān)鍵步驟：

5.1 故障問診

解決電控發(fā)動(dòng)機(jī)的故障時(shí)，先詢問駕駛員故障發(fā)生的時(shí)刻、現(xiàn)象，可為進(jìn)一步診斷確診打下良好的基礎(chǔ)。就像病人到醫(yī)院，醫(yī)生先詢問病情是一個(gè)道理。

5.2 直觀檢查

電控發(fā)動(dòng)機(jī)的有些故障并非需要用儀器檢查，可以通過直觀的檢查快速找出故障原因，結(jié)合維修經(jīng)驗(yàn)運(yùn)用靈活的多種手段，確保按照由簡(jiǎn)到繁的原則進(jìn)行診斷，以提高診斷維修的效率。例如：本人排除的一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)抖動(dòng)的故障，駕駛員反應(yīng)在換擋時(shí)必須加油否則就會(huì)熄火，發(fā)動(dòng)機(jī)有明顯的抖動(dòng)，當(dāng)我打開發(fā)動(dòng)機(jī)艙發(fā)現(xiàn)是發(fā)動(dòng)機(jī)的其中有一個(gè)缸的線束被老鼠咬斷了，從而導(dǎo)致的發(fā)動(dòng)機(jī)抖動(dòng)。

5.3 解碼診斷

隨著電子技術(shù)在電控發(fā)動(dòng)機(jī)上的應(yīng)用越來越廣泛，現(xiàn)在的發(fā)動(dòng)機(jī)都具有自診斷功能，維修人員可以專用的診斷儀器讀取故障代碼，讀取數(shù)據(jù)流，通過診斷儀獲取重要的故障參考信息，縮小診斷范圍，便于解決故障。

5.4 波形分析

醫(yī)生可以通過各種波形分析病人的健康狀況，作為“汽車醫(yī)生”的維修人員也可以利用波形對(duì)汽車電控發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)故障進(jìn)行分析。由于現(xiàn)在電控發(fā)動(dòng)機(jī)上的信息輸入裝置、電控單元ECU和執(zhí)行器之間是需要信息交流的，汽車維修人員可以利用示波器將他們之間交流的信息用波形的形式展現(xiàn)出來，通過正常波形和異常波形的對(duì)比，發(fā)現(xiàn)故障產(chǎn)生的原因，從而解決故障。

5.5 測(cè)試確認(rèn)

測(cè)試確認(rèn)是在故障診斷維修流程設(shè)計(jì)之后，按照流程設(shè)計(jì)的診斷維修步驟通過測(cè)試的手段逐一驗(yàn)證測(cè)試各個(gè)項(xiàng)目。通過之前的檢測(cè)和分析，這一步主要是驗(yàn)證維修人員的假設(shè)和推理，逐一驗(yàn)證，逐一檢查，試驗(yàn)主要是通過對(duì)系統(tǒng)故障和動(dòng)態(tài)的分析完成技術(shù)診察的過程。確認(rèn)主要是指通過對(duì)診斷流程的邏輯分析、對(duì)檢測(cè)和試驗(yàn)結(jié)果的判斷，最終確認(rèn)故障發(fā)生的部位，剩下的就是確認(rèn)最好的維修方法，排除故障，試車完成維修任務(wù)。

6 結(jié)語

綜上所述，本文通過故障案例對(duì)汽車電控發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)故障診斷和維修技術(shù)進(jìn)行了總結(jié)歸納和探索，維修當(dāng)代的汽車電控發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)故障需要掌握電控系統(tǒng)中各電器元件的結(jié)構(gòu)和工作原理、故障診斷儀的使用、維修手冊(cè)的使用、示波器的使用以及各種維修工具的使用。當(dāng)然也需要在實(shí)踐中不斷的歷練，提高維修經(jīng)驗(yàn)，更好的適應(yīng)當(dāng)代汽車電控發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)故障維修的需要。

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