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在电控发动机故障诊断中应用数据流分析
来源:汽车维修  作者:佚名  2015-01-16 08:29:42

    维修电控发动机时,使用故障诊断仪读取电控单元(ECU)存储的故障码,大多都能判明故障发生的原因和部位,所以只要发动机故障指示灯点亮,我们首先应当用故障诊断仪读取故障码并记录下来,然后清除故障码,重新启动发动机或试车,并再次读取故障码,然后先排除故障码所提示的故障。但是,在有些情况下,即使发动机电控系统的传感器或执行器已经存在故障,发动机控制单元却不会生成和记录故障码。这是因为冷却液温度传感器、进气温度传感器、节气门位置传感器、空气流量传感器等均采用由发动机控制单元提供的5V参考电压,传感器输送给发动机控制单元的信号电压在0.1~4.9V范围内,控制单元只要接收到传感器在上述范围内的信号电压,都认为传感器是正常的,信号电压也是可靠的,因此发动机控制单元就不会生成和记录故障码。
    事实上,有时尽管信号电压在0.1~4.9V的范围内,但传感器的性能可能已经有问题了,其信号电压已经失真了。因此,若只是依靠故障码来寻找故障,有时也会出现判断上的失误,不一定能找到真正的故障部位。所以,进行汽车故障诊断时,应综合分析判断,结合故障码和故障现象来寻找故障部位。有些电控系统故障ECU并没有记录,也就不会有故障码,遇到这种情况时,最可行的办法就是使用故障诊断仪读取数据流,分析发动机的静态或动态数据,从而找出故障所在。
    运用数据流进行电控发动机故障的诊断,要有一定的汽车电控理论基础,掌握电控发动机的基本原理、传感器和执行器的工作原理、各元件之间的相互影响等。同时,要了解各传感器数据的表现形式,清楚实测数据与标准数据之间的单位换算关系,还要知道正常情况下这些数据的标准值,从而进行比较分析。有了这些理论基础,在查找故障时就会找出问题的主要根源。下面结合维修实例,谈一谈数据流分析在电控发动机故障诊断中的应用。

    一、利用静态数据流分析故障
    静态数据流是指接通点火开关但不启动发动机时,利用故障诊断仪读取的发动机电控系统的数据。例如:进气压力传感器的静态数据应接近标准大气压力(100~102kPa);冷却液温度传感器的静态数据在冷车时应接近环境温度等。
    故障诊断实例:1辆丰田卡罗拉1.6L轿车,行驶里程10万km。该车在冬季冷机启动时,要经过很长时间才能启动,但运行一段时间熄火后,再启动时正常。针对以上故障现象,首先用KT600故障诊断仪调取故障码,但无故障码输出。检测发动机的燃油压力和气缸压力,均正常;对喷油器、配气正时、点火正时以及火花塞的跳火情况进行检查,也没有发现问题。该发动机有油、有火,就是冷车不能启动或启动困难。后来发现,虽经多次启动,但火花塞却没有被“淹”的迹象,这说明故障原因是冷启动混合器加浓不够。通过读取发动机数据流,发现发动机ECU输出的冷却液温度为95℃,而此时发动机的实际温度只有-10℃左右。很明显,发动机ECU收到的冷却液温度信号是错误的,说明冷却液温度传感器有问题。为了进一步确认,用万用表测量冷却液温度传感器与电脑之间的线束,连接正常;测量电脑给冷却液温度传感器的5V参考电压,也属于正常状态。于是,更换了冷却液温度传感器,然后进行冷车启动,发动机顺利启动,故障排除。
      这个故障案例实际上并不复杂,对于有经验的维修人员来说,可能会直接从冷却液温度传感器着手,从而迅速找到问题的症结。其实,该故障从理论上分析也比较容易。当发动机ECU采集到点火开关、曲轴位置传感器、节气门位置传感器提供的信号,就能够判断发动机是否处于启动状态,以此决定是否按照启动程序控制喷油,然后根据冷却液温度传感器信号确定基本喷油量。温度越低,喷油量越高;温度越高,喷油量越低。而不是根据空气流量计、曲轴位置传感器(发动机转速传感器)信号确定基本喷油量。发动机在启动时和启动后的喷油量是由不同的传感器信号控制的。这说明了一个问题,那就是发动机ECU对于电路非短非断这类故障是不进行记忆存储的。比如该车的冷却液温度传感器,既没有断路,也没有短路,只是信号失真, ECU的自诊断功能就不会认为其有故障。再比如,氧传感器反馈信号失真,空气流量计电压信号漂移,造成空气流量计所检测到的进气量与实际进气量出现差异等,都不能被ECU认定为故障。在这种情况下,读取控制单元数据流就成为解决问题的关键。

    二、利用动态数据流分析故障
      动态数据流是指接通点火开关,启动发动机时,利用故障诊断仪读取的发动机电控系统的数据。这些数据随发动机工况的变化而不断变化,如进气压力传感器的动态数据,随着节气门开度的变化而变化;氧传感器信号应在0.1~0.9V之间不断变化等。通过阅读控制单元动态数据,能够了解各传感器传送到ECU的信号值,通过与标准值进行比较,能够快速找出确切的故障部位。
      1.有故障码的情况
      在有故障码的情况下,可重点针对与故障码相关的传感器的数据,分析导致数据异常的因素,从而找出故障原因所在。
      故障诊断实例:1辆丰田卡罗拉1.6L轿车,行驶里程12万km。该车的故障现象为油耗有所增加,现每100km油耗增加1L。连接故障诊断仪,进入“发动机系统”,读取故障码为“氧传感器信号超差”。进入数据流功能,读取氧传感器的数据,显示为0.1V,且不变化。氧传感器长时间显示低于0.45V的数值,说明了2点:一是混合气稀;二是氧传感器自身信号错误。根据发动机的动力表现来看,不像是混合气稀,而氧传感器的数据应该在0.1~0.9V范围内变化,所以重点检查氧传感器。人为地加浓混合气(连续踩几次加速踏板),同时观察氧传感器数据的变化情况。通过观察发现,在连续踩下加速踏板的情况下,氧传感器的数据由0.1V变至0.3V,也就是说变化不大。进一步检查,氧传感器的加热电压正常,说明氧传感器已损坏。更换氧传感器,再用故障诊断仪读取其数据,仪器显示在0.1~0.9v范围内变化,数据正常。经过200km左右的行车试验,该车的油耗水平恢复至正常,故障排除。这是一起典型的由氧传感器损坏引起的油耗增加故障。
      2.无故障码的情况
      在无故障码的情况下,要通过对相关传感器信号数据的定量分析来确定故障部位,还可以对相关传感器信号的波形进行具体分析,这里就不在赘述了。
    运用数据流进行故障分析,便于维修人员了解汽车的综合运行参数,可以定量分析电控发动机的故障,有目的地去检测和更换有关元件,在实际维修工作中可以少走很多弯路,缩短诊断时间,极大地提高工作效率。当然,车型升级,各类故障诊断仪器也在不断升级,维修人员也应与时俱进,不断学习,提高维修水平。

关键词:数据流分析

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