电控发动机诊断检测专业解析

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欢迎访问e展厅 展厅 1 发动机展厅 汽油发动机, 柴油机, 船用柴油机, 天然气发动机, 气缸及部件, ... 电控发动机在使用过程中会出现故障，在故障诊断过程中，维修技术人员需要借助诊断仪、示波器等仪器或设备来找出故障根源，并通过相应手段维修以恢复发动机的使用性能。在此根据发动机的诊断流程，即车辆问诊、症状确认、直观检查、解码诊断、数据读取、波形分析、调整检修和试车验证等逐项进行分析。 车辆问珍 问诊是对故障进行调查的开始，通过对驾驶员和有关人员的询问，可以了解故障发生、发展的全过程，并获得相关的信息，为进一步诊断打好基础。合理的问诊，可以从驾驶员那里获得重要的维修参考信息，比如故障发生时间、情况、起因以及伴随着什么故障等，是十分重要的。如果修理技师善于和驾驶员沟通，通过驾驶员所反映的车辆性能、响声和振动等细小变化，往往可以找到故障原­因。问诊过程中，修理技师不能有偏见，或单凭经­验，缺乏分析推理。问诊本身是一门艺术，对询问中获得的信息去粗取精、择其要点加以联想，常常能使我们找出排除故障的正确思路或着手点。 症状确认 问诊之后不能草草动手，还需要对症状进行确认。因为有的驾驶员为技师提供的信息不够准确，有的是因为驾驶员描述不够准确，有的是因为驾驶员本人对车况了解得不够详细，诸多因素使得问诊信息在一定程度上失真。这就需要技师通过路试或起动发动机对症状进行确认。在确认症状的时候，需要设法再现或模拟故障发生的环境，让故障得以充分体现，并进行确认。当然，对于可能给车辆或人身安全带来危险的试车，是不能试验的。确认症状的过程中，对于一些偶发性故障或没有规律的故障，还需要借助模拟器或其他途径，让症状体现出来，以利于诊断。 直观检查 并非所有的故障检测都需要动用诊断仪、示波器，有的时候，通过直观的检查也可以快速找到故障原­因或重要线索，因此维修中需要灵活运用多种手段，确保按照由简至繁的原­则进行诊断，以提高维修效率。直观检查，需要诊断人员具有丰富的实践经­验和系统的专业理论，在汽车不解体或局部解体情况下，依靠直观的感觉印象、借助简单工具，采用眼观、耳听、手摸和鼻闻等手段，进行检查、试验和分析，确定汽车的技术状况，查明故障原­因和故障部位。 解码诊断 利用电喷车自诊断系统读取故障码，是诊断电控发动机过程中非常重要的一步，故障码对维修方向的确定和检测的流程具有重要意义。读取故障码的方法可分为两种：人工读码和采用仪器的方法（采用汽车故障电脑诊断仪）。 1．人工读码方法及其存在的困难 人工读码一般采用跳线的方法，即通过把电路插座（常为诊断座）相应插孔短接，从相应的指示装置（故障指示灯、LED灯或万用表指针）读出故障码。这种方法无须专门的检测设备，因而可以节省投资。但会遇到一些困难，一方面是因为车型种类繁多，有亚、欧和美等几十种车系上百种车型；另一方面是电子系统繁多。具体的困难有如下几个方面。 （1）诊断座的型式和位置多样，不同厂家的车型间也不尽相同。虽然车载诊断系统近些年来逐渐统一，对诊断模式和诊断座做了一致性规定。但是面对市场上不同年份的各种车辆，同一车系也往往有好几种，如奔驰的诊断座有8孔、16孔、9孔和38孔等型式，位置则有乘客侧防火墙附近、驾驶侧减振器附近和乘客侧减振器附近等。 （2）跳线困难。不同的车型、不同的诊断座、不同的系统（如EFI、ABS）需要不同的跳线方法。没有相应的资料，就会无从下手。 （3）读码方法各异。同样是闪光码，不同车型编码方式各异。有的车型采用2位数字组成一个码，也有用3位和4位的。 （4）故障码对应的含义无从知晓。很多情况下，虽然读出了故障码，但由于该车型不常见或较新，找不到有关的资料。 （5）清码较麻烦。跟读码一样，清码也会遇到跳线的困难。有些车甚至不提供跳线清码，这种情况一般要用专用的诊断仪才行。当然，清码有一种简单易行的方法，大多数车都可通过拆蓄电池负极接线来清码。不过拆蓄电池线之前要先记下音响密码和仪表板上的有些设置（如果有的话）。另外拆了蓄电池线后，汽车需要一段自学习的过程，因而这段时期汽车性能会有所变化。 2．诊断仪及其功能 与人工诊断的方法相比，采用诊断仪使得电喷发动机的修理相当轻松，维修人员只要把诊断仪插头插在汽车的诊断座上，然后根据诊断仪的提示操作按键，就可以了解汽车的“病因”。目前在我国汽修市场上的诊断仪主要有红盒子、OTC等。国产品牌如电眼睛、金德、修车王、金奔腾以及车博仕等。 有些人认为，诊断仪的功能就是读取故障码和清除故障码，实际上，其功能要比这些强大得多。诊断仪一般具有如下几项或全部的功能：①测试故障码。②清除故障码。③读取发动机动态数据流。④英汉词典。⑤元件测试。⑥示波功能。 3．诊断仪的使用注意事项 诊断仪大都随机带有使用手册，按照说明极易操作。一般来说，大体上有以下几步：①在车上找到诊断座。②选用相应的诊断接头。③进入相应车型的诊断系统。④进入要诊断的模块（ABS、ENG、A/T、C/C和SRS等）；读码，诊断，清码。维修人员在使用中还有一些需注意的地方，下面做一些说明。 （1）自诊断系统只能监视电控系统电路。这包含两点：其一，如果故障不在电路，诊断仪不能检测。因此对发动机进行诊断，要分清是机械故障还是电路故障；而对于自动变速器，要分清是机械、油路还是电路的故障。其二，不属于电控系统的电路故障，检测仪不能检测，比如起动系、充电系以及点火系的高压电路，一般不属于电控系统，因而一般情况下不能检测。 （2）自诊断系统一般只能监视信号的范围，不能监视传感器特性的变化。因而如果只是信号的特性发生了变化，并不一定能产生故障码。例如，发动机冷却液传感器的阻值有一个正常的工作范围，一旦阻值超出此范围，自诊断系统马上会产生故障码；假如该传感器的特性（指温度和阻值的对应关系）发生变化，但阻值依然在此范围内，发动机会工作不良，故障指示灯却并不会亮，仪器当然读不出故障。维修人员不应因为无故障码，就认为肯定无故障，以免走弯路。一般地，自诊断系统所诊断的为电路短路、开路、接触不良和串线等故障。 （3）自诊断系统监视的往往是某一电路，而非某一元件，如某传感器相应线路故障、某电磁阀相应线路故障。如果检测仪显示的是“进气温度传感器故障”，实际上指该传感器相应电路故障，包括进气温度传感器、进气温度传感器与发动机控制单元ECU间的连线（含插头和插座）、进气温度传感器的接地以及ECU和其供电、接地情况。一些维修人员对故障码所揭示的故障范围不甚清楚，以致只按所提示故障码的字面含义来检修，这样必然会走弯路。 （4）有故障码并不一定有相应电路故障。这可以有下面几种情况。 历史性故障。历史性故障是指故障已经­消失，但尚未清除掉故障码。例如，维修人员虽然排除了故障，但并未进行清码，这样故障码就依然在汽车ECU的随机存储器（RAM）中；或者，在发动机运行或点火开关打开的情况下，维修人员拔插相关电路的器件和插头，自诊断系统记下了这时的故障码。有时碰到故障码显示几个缸的喷油器都有故障，可能就是这种情况。所以，一般不急于按故障码来检修，而是清码→运行→再测试，第二次读出的码才真正说明有无故障。当然，第一次清码前别忘了记下故障码，因为故障码所代表的故障难以再现，因此第二次读出的故障码或许会漏掉一些故障迹象。 故障码反映了系统存在故障，但实际上并非相应电路的故障。例如，故障码显示“氧传感器故障”，不一定是氧传感器的电路有故障，而有可能是油气供给系统有故障，使混合气太浓（稀），导致氧传感器信号超出了正常的电压范围，使自诊断系统记下了故障码。又如“进气压力传感器”可能反映的是进气系统的故障，而非其电路的故障。所以，从这点上看，根据故障码检查，也不可局限于电路，必要时还要考虑机械、气路等部分。 （5）要善于运用仪器的动态测试功能。有些情况故障码不一定能反映出来，但有经­验的维修人员可以通过动态数据流来发现。动态测试中往往有点火提前角的显示，点火提前角应该随着节气门的开度或发动机转速的变化而增大或减小等。 （6）如果故障灯亮，却读不出故障码，则可检查故障灯电路有无搭铁。一般地，自诊断系统发现故障时，通常是ECU内部搭铁有问题。当然，诊断接口与ECU之间的通讯也可能有问题；也不排除仪器存在问题。 （7）故障内容与故障现象相结合进行分析，迅速确定故障成因所在。对故障车辆电控系统进行故障查询，大部分情况下，故障记录并不是故障成因，但是故障记录的内容，给我们提供了确定故障所在范围的依据，结合故障现象和其他辅助检查可以迅速排除故障。 总之，使用诊断仪，维修人员可以快速、方便和准确地定位故障，从而顺利地排除故障。但是，仪器的功能再强大，利用得是否充分还要靠维修人员的主观能动性。有些维修人员在碰到读出很多故障码、故障灯亮却无故障码、有故障却没有产生相应故障码以及有故障码却查不出故障等相应情况时，往往会感到困惑和无从下手，进而开始抱怨仪器质量或性能有问题。实际上，维修人员只有在对电控系统的工作原­理、自诊断系统的原­理、诊断仪的原­理有透彻的理解后，才能有效地使用仪器。 数据读取 仅仅利用诊断仪诊断故障，在实际维修中还远远不够。很多时候必须借助一些数据流，才能找到排除故障的线索。许多情况下，电控燃油喷射发动机会出现这样的情况：发动机出现了故障现象，比如怠速不良、抖动严重、怠速冒黑烟、发动机耗油量大、发动机加速不良以及发动机空负荷时只能加速到3 000 r/min等，这种情况下使用诊断仪往往会发现控制单元中没有故障记忆，也就是说发动机的自诊断系统没有发现本系统有故障。出现这种情况，我们暂且称之为系统的软故障。遇到这样的情况，会使许多从事电控发动机维修的专业人员产生一种疑问──为什么控制系统工作正常而发动机却工作不正常？造成这种情况的原­因如何去查找呢？这种情况下就需要利用诊断仪中的数据分析功能来查找发动机控制系统的软故障。 1.维修中的数据分析 （1）数据读取在诊断中的重要性 通常在我们诊断电控发动故障时一般都遵Ñ­这样的原­则：首先，判断故障原­因是在电控部分还是在机械部分，使用的办法就是利用诊断仪检查控制单元的自诊断系统中是否有故障记忆。如果有故障记忆，则可确定故障原­因在电控部分；如没有，则可初步确定故障原­因是在机械部分。其次，根据故障记忆的内容及产生故障原­因的相关提示，去确定系统中的故障部位。这些故障部位大多发生在各类信号传感器、连接导线和接插件上。最后，在没有故障记忆或排除了控制系统故障的基础上，按照通常发动机故障的排除规律，根据发动机的故障现象去确定可能产生故障的部件，即检查各类机械结构部件的工作状况，像电动油泵的供油能力、油路的压力状况、火花塞工作状况、点火线圈工作状况和气缸压力等。 经­过这三步工作，一般应可以解决发动机的故障了。但系统如果存在软故障，那么大多数情况却是经­过三步工作之后，故障依旧──这种情况有时让很多维修人员束手无策。那么系统出现软故障，用什么方法去分析故障原­因呢？通常可利用诊断仪中数据阅读功能，根据系统的一些工作参数来分析造成故障的原­因。 （2）参数与工况的匹配 大家知道，电控燃油喷射发动机的工作主要是依据发动机控制单元来控制发动机在各工况的供油量，供油量的多少必须与发动机的工况相匹配，这种匹配关系必须是控制系统状况与发动机实际状况相吻合的关系。比如，驾驶员控制节气门位置来要求发动机达到某种工况，这时控制系统要如实地反映和保证整个系统达到所要求的工况，实际工况对于发动机来说是惟一的，而控制系统要反映和确定这个惟一的工况需要许多个参数，这些参数还要相互统一，即实际工况与实际标准参数要有互相对应的关系。 例如，发动机在经­济负荷上运转时，反映的是部分负荷工况，那么控制系统中各种反映发动机负荷状态的传感器所提供给控制单元的参数也是符合发动机在部分负荷状态的数据：转速为2 500 r/min，节气门开度为40%，进气量为6 g/s，喷油脉宽为4.5 ms（校正）。这些发动机负荷状态的参数必须与要求发动机达到的工况相吻合，如果有一项参数不能达到实际要求数值，例如节气门实际开度已达40%，但节气门位置传感器送给控制单元的数据却是20%，这时相对应的发动机转速也就不能提升到2 500 r/min。这种匹配关系是电控装置能否满足驾驶员实际要求的一种对应关系，也是电控装置能否按照人的意愿工作的基本保证。 （3）标准参数的范围限定 电控单元在控制发动机工作的过程中，它所接受的各种传感器信号是人们给定的一个范围，而电控单元的自诊断系统功能，就是判断这些传感器的信号是否超出了这个范围。只有信号超出规定范围后，自诊断系统才能知道这种信号不能作为控制信号使用，从而确定系统中有故障，也才能有故障记忆，给出故障码。如果信号没有超出给定范围，但却与实际情况有较大的偏差，这种不准确信号仍会使控制单元根据不准确信号控制发动机工作，自诊断系统不能给出故障码，从而造成发动机产生故障现象，这就是控制系统产生软故障的根本原­因。 软故障的诊断 （1）适当情况下利用数据对软故障进行诊断 一般控制系统中的软故障反映在发动机上的现象主要有以下几种：①怠速不稳，有时冒黑烟。②发动机油耗偏高。③发动机在空负荷状态转速最高只能达到3 000 r/min左右。④发动机冷车易起动，热车不易起动。发动机出现以上故障现象，同时在检查发动机控制单元发现无故障记忆时，必须进行控制系统的运行数据分析，来进一步找出产生故障的原­因。其方法是，利用诊断仪的数据阅读功能，调出控制系统的实际工作参数，在出现故障现象时与标准数据对比，找出异常数据。 （2）重视并了解阅读数据流中的状态信息 分析软故障时要检查的参数很多，主要有：①发动机转速。②空气进气量（或进气岐管绝对压力值）。③点火提前角。④喷油脉宽。⑤节气门开度值。⑥充电电压值。⑦冷却液温度值。⑧进气温度值。⑨氧传感器电压值。这些参数可分成3种类型：第1种是基础参数，如发动机转速。第2种是重要参数，如进气量（进气岐管压力值）、点火提前角、喷油脉宽和节气门开度值等。第3种是修正参数，如冷却液温度、进气温度和氧传感器信号等。 数据信息的表示方式多种各样，单位也不一样。例如，POLO轿车节气门的开度使用“%”的形式表达；自动变速器的多功能开关等开关状态信息以8位二进制码表达；发动机的防盗电子工作状态以4组“0”和“1”的数字表示；节气门的基本设置信息有一些特定字符表示其状态等。重视和了解这些数据信息的表达方式和含义，有助于更加全面地了解控制单元的工作状态，以及一些传感器和执行元件的信息。 3.利用数据进行诊断的方法 当发动机在无故障码的情况下出现故障现象时，应首先检查控制系统中传感器实际显示的数据，并与正常值作比较，确定其值是否超出正常范围及偏差的程度。例如：当出现怠速不稳故障时，应首先检查进气参数和供油时间参数，同时要确定氧传感器信号是否正常。如果氧传感器信号不正常，则应先确定氧传感器自身是否损坏。氧传感器信号是控制单元判断混合气比例是否正确的依据，如果氧传感器自身损坏，会给控制单元提供错误信号，从而造成控制单元错误地控制喷油量。例如氧传感器错误地提供一个混合气偏浓的信号，则控制单元会依据这个控制信号减少供油量，从而造成实际混合气浓度偏稀，这时发动机会出现怠速运转不稳现象。如果检查氧传感器正常，而进气量测量信号出现偏差，例如给控制单元提供一个较高的进气信号电压，这时控制单元会控制喷油器喷出较多的燃油以匹配进气信号，从而造成混合气过浓引起怠速不稳的现象，同时发动机油耗增大，这时检查供油时间参数，会发现其值也偏离正常值。 有时进气测量传感器自身有故障时，在怠速时不反映出故障现象，只是在发动机加速时，发动机无法高速运转，严重时最高转速仅达3 000～4 000 r/min。造成这种现象的原­因是进气量信号电压太低，控制单元仅能接收到较低进气量信号，从而控制发动机在低负荷、低转速条件下运转。其他一些修正信号也会影响发动机的运转，如进气温度信号和冷却液温度信号，这两种温度信号如果出现偏差，如向控制单元提供较低温度信号，则控制单元会控制发动机按暖机工况运行，这时发动机的怠速会出现忽高忽低现象。 当检查控制系统中的信号参数都正常，而发动机仍然有故障表现时，这时应按发动机的基本检查程序进行，如检查点火系统的工作情况（如火花塞状况、高压线的阻值状况），供油压力是否正常，气缸压力是否正常等。 总之，诊断软故障，不仅需要理解控制系统的电路工作原­理，利用其工作原­理去分析电路中的故障，同时还要结合发动机工作原­理去分析除控制电路以外可能产生故障的原­因。这些原­因不仅包含一部分发动机的电路，还包含发动机油路和进气通道，另外也包括保证发动机能正常工作的机械装置，只有综合分析才能较快地解决系统存在的软故障。 波形分析 汽车示波器为汽车维修人员快速判断汽车电子设备故障提供了有力的保障。用普通的示波器去测试电子设备时，最大的困难是设定示波器和分析波形的形状。而汽车示波器使汽车电子设备的设定变得非常简单，只要像点菜单一样，选择要测试的内容，无须任何设定和调整就可以直接观察波形。这是因为汽车示波器是专门为汽车维修人员设计的“傻瓜”示波器，它的设定和调整都是自动的。 示波器用电压随时间变化的图形来反映一个电信号，它显示电信号准确、形象。电子设备的信号有些变化速率非常快，变化周期达到千分之一秒。通常测试设备的扫描速度应该是被测信号的5～10倍以上，许多故障信号是间歇的，时有时无，这就需要仪器的测试速度高于故障信号的速度，汽车示波器完全可以达到这个速度。汽车示波器不仅可以快速捕捉电路信号，还可以以较慢的速度来显示这些波形。此外，汽车示波器能够帮助修理人员确认故障是否真的被排除了(而不是仅仅知道故障码是否尚未清除)，通过观察氧传感器修理前后的波形信号即可加以判断。 对于某个传感器或执行器以及电路，修理人员应该怎样用汽车示波器来观察呢。所有的汽车电子信号都可以用5种测量尺度来加以判断，也就是说任何一个汽车电子信号都具有以下可度量的5个参数指标：①幅值，信号最高电压。②频率，信号的Ñ­环时间。③形状，信号的波形模样。④脉宽，信号的占空比或所占时间。⑤阵列，信号的重复特性。汽车示波器可以显示出所有电子信号的这5种判定尺度，如果掌握了如何分析这5种判定尺度的方法，就能够判定这个电子信号的波形是否正常。通过波形分析，可以进一步检查出电路中传感器、执行器以及电路和控制单元等各部分的故障，也可以进行修理后的结果分析。 波形分析 1．使用注意事项 ①测试点火高压线时，必须使用专用的测试探头，不能将示波器探头直接接入点火次级电路。②使用汽车示波器时，注意远离热源，例如排气管、催化器等，温度过高会损坏仪器。 ③汽车示波器在测试时要注意让测试线尽量离开风扇叶片、胶带等转动部件。④测试时确认发动机舱盖的支撑装置是好的，防止发动机舱盖自动下降时伤及头部或损坏汽车示波器。⑤路试中，不要将汽车示波器放在仪表台上方，最好是拿在手中测试。 2．信号频率和时基选择 示波器中时基/频率表的用途是根据信号频率来选择时基或判断显示波形的频率。时基/频率表的使用方法，可以通过计算屏幕显示波形的Ñ­环次数(1~5次)的方法用汽车示波器去判定信号频率，时基/频率表内左侧第一列为确定的频率数，其他列为当前时基数。 3．示波器的设置 用示波器测试一个未知的信号时，如何设置示波器是一件相当复杂的事情。用汽车示波器去捕捉波形时，如果掌握了设置示波器的基本方法，可以帮助技术人员理解并掌握波形分析的要领。 （1）设置项目 为了显示一个波形，必须对示波器做如下设定：①电压比例。②时基。③触发电平(也可以将触发模式置于“自动”挡)。④耦合方式(AC交流、DC直流或GND接地)。 （2）设置要领 设置过程中需要注意如下事项：①当用自动设置功能(AUTORANGE)能够看清楚显示的波形时，可以用手动设置(MANUAL)来进一步微调。②如果显示屏上仍不能看到清晰的波形，可以根据推断，假设电压比例和触发电平，暂且先不设定时基。③用数字式万用表测量信号电压，并根据测出的电压来设置电压挡比例。④将触发电平设定在信号电压的一半以上，在设定电压比例和触发电平后，惟一未设定的就是时基了。⑤这时手动设定时基，大多数信号应在1 ms到1 s之间。⑥时基/频率表可以用来帮助选择时基，可以先用汽车示波器上的游动光标测量信号频率，然后确定所希望的显示波形的Ñ­环次数(个数)，再从表中找到信号频率与Ñ­环次数(个数)的交点，这就是要确定时基数。 （3）无法捕捉到波形时的操作 当无法捕捉到波形时，需要进行如下操作：①确认触发模式是在“自动(AUTO)”模式下，如果在“自动”模式下汽车示波器有可能不触发。②确认汽车示波器的屏幕显示并未处在冻结(HOLD)状态。若屏幕已被冻结，就按一下解除键。③确认信号是否真的存在，可以用万用表先检查电压，如果确信信号是存在的，用汽车示波器和万用表不能够捕捉到，就检查测试线和接柱的连接情况。④确认耦合方式不在“接地”(GND)模式，若在“接地”模式，任何信号都无法进入。⑤确认触发源是定义在所选择的通道上。 调整维修 通过一系列检查，找到故障根源之后，就需要采取相应维修措施对故障部位进行维修或调整了。在传感器、执行器、电路或相关部位得到妥善修复或更换之后，故障源得以消失，汽车又可以投入正常运行了。 试车检验 电喷发动机维修结束时，需要进行竣工检验。试车检验作为最后一个维修步骤，和之前确认症状时的试车，在方式、方法上基本相同，但是二者的目的并不相同。症状确认时的试车，是为了找到故障根源，或再现故障。而竣工时的试车检验，是为了确认故障是否已经­排除。验收过程中，通过车辆的行驶或发动机的运行，来检查汽车修复的结果，并通过模拟原­有的故障环境等手段，来判断修理或更换部件的工作情况。如果发现缺陷，需要及时采取补救措施，或重新进行修理。 路试后的检验实际上应对汽车发动机进行一次全面、细致的检验，如果没有发现异常，就可以办理交接手续了，电喷发动机的维修流程基本完毕。(end)

文章内容仅供参考 (投稿) (2/4/2007)