发动机电控系统的故障诊断研究

李明杰

(辽宁机电职业技术学院 黄海汽车工程学院，辽宁 丹东 118000)

发动机电控系统的故障诊断研究

李明杰

(辽宁机电职业技术学院 黄海汽车工程学院，辽宁 丹东 118000)

随着电子技术在汽车发动机上的应用，其故障诊断方法也随之发生改变.在介绍电控发动机组成部分的基础上，提出典型故障诊断程序、诊断方法，针对具体的案例进行故障排除，总结出电控发动机故障诊断的原则.

电控发动机；故障诊断；诊断方法

0 引言

汽车发动机电控系统的工况对发动机的运转性能有很大的影响，系统的任何一环节出现问题，都会对发动机的起动性、动力性、经济性、排放性等造成影响.当汽车的发动机电控系统出现故障时，能够及时准确地制定维修方案，快速地找出产生该故障的最终原因和位置是汽车故障诊断与检测的重要研究方向.

1 电控发动机的基本组成

发动机电控系统主要由各类传感器、电子控制单元(ECU)、执行器组成[1]12.

传感器是一种转换器，用来感知发动机外部条件与自身性能的变化，并及时将这些信息传给电子控制单元(ECU).

电控系统中的ECU相当于人体的“大脑”，能够对各传感器传来的信号进行分析、计算，并将计算结果与存储的标准值进行对比然后得出结论，并下达“指令”给执行机构.

执行器接收到ECU发出的指令后，进行相关动作，如延长或缩短喷油时间或改变点火时刻，从而使发动机在任何工况下都保持最优的工作状态，提高汽车的性能.

2 诊断的一般程序

发动机电子控制系统的检测诊断[2]70，可按以下程序进行，如图1所示.

图1 电控发动机的诊断程序

3 电子控制系统部件的检测诊断方法

3.1 传感器故障的检查诊断

3.1.1 发动机转速与曲轴位置传感器(磁感应式)

该传感器的检查包括直观检查、线圈与转子的气隙检查、线圈的电阻检查.

1)直观检查

检查传感器与转子的安装情况；转子齿圈有无缺齿、裂纹现象.

2)传感器线圈与信号转子的气隙检查

空间间隙检查采用的工具为塞尺.该空气间隙标准值应为0.2～0.4 mm.

3)传感器线圈的电阻检测

将万用表拨到电阻档，用两只电笔插接传感器的导线插接口，测量传感器线圈的各电阻.如果传感器线圈短路，则电阻值趋近于0；如果传感器线圈出现断路，则电阻值为∞[3]65-66.

3.1.2 空气流量传感器(以“丰田佳美1VZ-FE发动机”为例)

用万用表分别测量空气流量传感器各端子的电压值和电阻值.当测量电压值时，点火开关处于“ON”位置，万用表拨到电压档；当测量电阻值时，点火开关处于“OFF”位置，万用表拨到电阻挡.丰田佳美1VZ-FE发动机的空气流量传感器各端子的电阻值和电压值的标准值分别如表1所示.

3.1.3 节气门位置传感器(以“凌志1UZ-FE发动机”为例)

传感器端子的电阻检测：拆下传感器的导线插头，用万用表电阻挡测量各端子间的电阻应符合表2规定.

表1 叶片式空气流量计Vc-E2、Vs-E2间的标准电压、电阻值

表2 传感器电阻正常的检测结果

3.1.4 温度传感器

测量温度传感器在不同温度下的电阻值或电压输出信号及其特性曲线并与标准值比较即可判断其传感器的故障.图2所示为热敏电阻式冷却水温度传感器的连接电路.

用万用表就车测量温度传感器的电阻或将其放在热水中进行测量，其电阻值随温度的变化而变化，温度低时电阻值大，温度高时电阻值小，在热机时应小于1kΩ.电阻值应符合图3，否则应予更换.

图2 热敏电阻式冷却水温度传感器的连接电路

图3 冷却水温度传感器温度与电阻的关系曲线

3.2 执行器故障的检查诊断

3.2.1 电子点火器

1)高压跳火检测

从分电器上拔出中央高压线，使其距离发动机5～8 mm，起动发动机进行观察.若跳火且火花强，则说明电子点火器良好；若无火花或火花弱，则进行下步检测.

2)线路连接检测

首先查看电子点火器插接器是否松动或接触不良，然后拔开插接器仔细检查各端子有无锈蚀和弯曲.

3)输入与输出信号波形检测

起动发动机，用示波器分别检测电子点火器的输入触发信号波形，输出电压波形及反馈信号波形.若触发信号波形正常，而输出电压波形及反馈信号波形异常，则说明电子点火器存在故障，应更换[4]217.

3.2.2 怠速控制阀

在发动机暖机后关闭点火开关时，怠速控制阀有声响，表明其正在工作，如果没有声响，说明其没有工作，那么故障原因有可能时怠速控制阀本身有问题或其连接的相关线路有问题，检测时应先检查发动机的电控单元、怠速控制阀插接器及其线路，若这些都正常，说明怠速控制阀存在故障.

3.2.3 EGR电磁阀

1)直观检查

检查与EGR电磁阀连接的真空管接头有无松动和破损，电磁阀插接器连接有无松旷、接触不良.

2)电阻检测

关闭点火开关，拔下电磁阀插接器，用万用表电阻档测量电磁阀线圈电阻，其电阻值应符合标准、

3.3 ECU故障的检查诊断

对电控系统的核心元件ECU进行诊断时，可利用故障诊断仪、万用表测量其相关线路的电阻值、电压值，从而判断ECU是否有故障；也可以采用性能良好的ECU代替原ECU，如果替代后发动机工作恢复正常，则表示原ECU出现问题；如果替代后，发动机的工况无变化，则继续排查故障.

4 案例

下面以电控发动机某传感器出现故障的案例为例分析其故障诊断过程.

1)故障现象

现有一辆帕萨特轿车连续启动发动机后仍无法启动，以为是混合气过浓，摘掉空气滤清器滤芯，重新启动，仍无法启动.又以为是油大了造成淹缸，于是拆下火花塞，却发现电极非常干净.

2)故障分析

连续起动后发动机仍无法起动，而火花塞电极又非常干净，则说明混合气过稀.导致混合气过稀的原因有：空气流量传感器输出信号过低、喷油嘴堵塞、进气温度传感器断路或接地线接触不良、空气流量传感器的进气系统密封不良以及冷却液温度传感器短路.但维修实践证明，除冷却液温度传感器短路会造成连续起动后发动机仍无法起动外，其他控制喷油脉宽的传感器即使有故障，最多也就是造成起动困难，不会造成无法起动.冷却液温度传感器属于负温度系数热敏电阻传感器，当线束短路时，数据流出现虚假的高温信号.如果数据流显示发动机冷却液温度超过100 ℃，则会造成混合气过稀而使发动机无法起动.

3)故障诊断

读取数据流，刚刚起动时数据流就显示发动机冷却液温度传感器已经达到106 ℃，由此说明冷却液温度传感器存在短路的可能性.帕萨特轿车的冷却液温度传感器在环境温度为30 ℃时，冷却温度电阻应为1 500～2 000欧，但实际测量电阻明显过低.

4)故障排除

更换冷却液温度传感器，重新试车，可以起动正常，故障排除.

5 结语

通过以上分析可知，对发动机电控系统进行故障诊断时，还应遵循以下原则：

1)先机后电原则

电控发动机主要由机械和电控两大部分组成.当其出现故障时，不要盲目地拆卸检查，所以故障排查时应根据具体的故障现象，从简单的故障原因入手，逐步排除故障，先明确是否是机械原因造成的故障，然后再对电控部分进行检查.

2)先外后内原则

由于发动机电控系统的组成部分属于精密元件，不易产生故障，所以电子控制系统最常见的故障通常是外部线路问题，很少是元件本身出现损坏.线路问题很有可能是出现断路、短路或者接触不良，故在对电控系统进行故障诊断时应先进行外观检查，当确定外部线路没问题后再检测内部元件是否损坏.

3)先查后诊原则

对电控系统进行故障诊断时，一般先以简单方法检查可能故障部位.比如采用传统的“看”“摸”“听”等直观方式将一些较为明显的故障进行检查.若用简单方法检查之后，未找到故障位置和原因，再借用现代仪器设备进行故障诊断[5]28.

4)根据故障征兆进行诊断原则

针对电控发动机的故障征兆，先进行故障分析，总结所有产生该故障现象的原因，在此基础上再进行故障检查.这样既不会对与故障现象无关的部位作无效的检查，又可避免漏检真正的故障部位，从而造成不能迅速排除故障.

[1] 唐士林.汽车电控发动机系统故障的诊断与维修研究[J].黑龙江科技信息，2016(02).

[2] 唐黎标.汽车发动机电控系统故障分析和检修[J].轻型汽车技术，2016(03).

[3] 黎 清.电控汽车轮速传感器的检测及装配[J].汽车维护与修理，2007(05).

[4] 袁 新.汽车发动机电控系统故障检测与维修研讨[J].中国新通信，2016，18(15).

[5] 沙 莎.浅谈汽车电控发动机的维修方法[J].黑龙江科技信息，2011(28).

[责任编辑 梧桐雨]

Fault Diagnosis Method Study of Automobile Engine Electronic Controlled

LI Mingjie

(LiaoningMechatronicsCollege,Dandong118000,China)

With the application of electronic technology on automotive engine, the fault diagnosis method studty of automobile is also changing. This paper sums up the fault diagnosis method and processes about the automobile engine electronic controlled on the basis of its construction. To exclude the fault diagnosis about the specific case，the paper puts forward the principle about fault diagnosis of electronically controlled engine.

electronic-controlled engine; fault diagnosis; diagnostic approach

2016-12-23

李明杰(1982- )，女，辽宁抚顺人，辽宁机电职业技术学院讲师，主要从事车辆工程检测与维修研究。

U472.9

A

1671-8127(2017)04-0089-04