發(fā)動(dòng)機起動(dòng)困難的故障案例分析——原創(chuàng ),轉載請征得本人同意
[車(chē)型故障資料]
一輛98年款奧迪A6 2.6L轎車(chē),美規,行駛15萬(wàn)公里,使用期6年,冷車(chē)和熱車(chē)均起動(dòng)困難,常常需要打起動(dòng)機超過(guò)三秒鐘,起動(dòng)后怠速轉速偏高,行駛基本正常。在修理廠(chǎng)做保養時(shí)發(fā)現有水溫傳感器和EGR溫度傳感器故障碼,更換了兩個(gè)新的傳感器后故障現象依舊,故障碼依舊,尋求專(zhuān)家診斷。
(一)、根據故障現象與維修情況,應考慮那些因素?
混合氣偏濃或者偏稀,是造成起動(dòng)困難的主要原因。造成起動(dòng)困難的一般原因,概括起來(lái)主要有以下幾種:
1、水溫信號不正常;
2、單缸或多缸點(diǎn)火火花弱;
3、單缸或多缸噴油器堵塞或滴漏;
4、點(diǎn)火正時(shí)不正確;
6、真空、廢氣再循環(huán)、二次空氣噴射系統(如果車(chē)上裝配有)泄露或堵塞;
7、氧傳感器故障。
[課堂討論]
a) 結合水溫傳感器的工作原理,討論為什么水溫信號不正常,容易造成起動(dòng)困難;
b) 結合點(diǎn)火系統工作原理,討論為什么單缸或多缸點(diǎn)火火花弱,容易造成起動(dòng)困難;
c) 結合噴油器工作原理,討論為什么單缸或多缸噴油器堵塞或滴漏,容易造成起動(dòng)困難;
d) 結合點(diǎn)火系統工作原理,討論為什么點(diǎn)火正時(shí)不正確,容易造成起動(dòng)困難;
e) 結合空氣流量或進(jìn)氣歧管壓力傳感器工作原理,討論為什么空氣流量或進(jìn)氣歧管壓力傳感器故障,容易造成起動(dòng)困難。
f) 結合真空、廢氣再循環(huán)、二次空氣噴射系統工作原理,討論為什么真空、廢氣再循環(huán)、二次空氣噴射系統泄露或堵塞,容易造成起動(dòng)困難;
g) 結合氧傳感器工作原理,討論為什么氧傳感器故障,容易造成起動(dòng)困難。
(二)、進(jìn)一步問(wèn)診:
據車(chē)主描述,這種現象持續很長(cháng)時(shí)間了,大約快一年,由于只是在每次起動(dòng)時(shí)需要多打幾次起動(dòng)機,其他也沒(méi)有什么特別的行駛障礙,所以沒(méi)怎么在意。還有,車(chē)主是做貿易的,沒(méi)有多少機械、電子和汽車(chē)知識,自認為這種現象屬正常范圍,也許別人的汽車(chē)都這樣。
車(chē)輛在市區行駛時(shí)間較多些,經(jīng)常往返于貨運碼頭與城區間,高速行駛與中低速行駛比例約3/7(時(shí)間比例)。
另?yè)蘩韽S(chǎng)技工反映,發(fā)動(dòng)機倉比較臟,水溫傳感器和EGR溫度傳感器油膩較多,懷疑是傳感器故障,因此更換原廠(chǎng)新件,但換完新件后沒(méi)有起什么作用,故障還是那樣。
(三)、初步診斷分析:
上述7種原因都可能造成冷車(chē)、熱車(chē)或冷熱車(chē)均起動(dòng)困難,由于環(huán)境因素以及車(chē)型的不同,還可能有其它原因造成此種現象,但不是所有可能的部位都要去檢查一遍,因為有故障碼出現,根據“代碼優(yōu)先”的原則(在緒論中會(huì )專(zhuān)門(mén)介紹“汽車(chē)故障診斷的四項基本原則”),應先從檢查分析故障代碼入手。
(四)、儀器測試檢查
主要的儀器測試檢查有診斷儀檢查;萬(wàn)用表測試。其它輔助檢測手段還有使用汽車(chē)示波器進(jìn)行波形分析;使用尾氣分析儀進(jìn)行尾氣分析等。本次故障分析主要使用故障診斷儀檢查故障代碼,分析動(dòng)態(tài)數據流;使用萬(wàn)用表測試電阻和電壓信號,就可以找到故障點(diǎn)。當上述檢查不能奏效時(shí),常常還要進(jìn)行波形分析和尾氣分析等輔助分析手段。
h) 診斷儀檢查:主要用于讀取故障代碼,分析數據流,還可用于執行器驅動(dòng)試驗,控制器調整、編碼、匹配等。
i) 萬(wàn)用表測試:汽車(chē)專(zhuān)用的萬(wàn)用表主要用于測試電阻、電壓、頻率、脈寬、占空比和角度、溫度測試等。
(五)、儀器測試與數據分析
1.診斷儀檢測分析
該型車(chē)故障診斷接口是黑、白色四針診斷接口,在駕駛員前風(fēng)擋玻璃下面,發(fā)動(dòng)機倉內。使用診斷儀連接診斷接口,進(jìn)入診斷,確實(shí)存在水溫傳感器和EGR溫度傳感器兩個(gè)故障碼(如圖所示,由于時(shí)間緊,圖形來(lái)不及配,先用一個(gè)別的圖代替借以說(shuō)明)
2.萬(wàn)用表檢測分析
故障碼分析
注意:故障碼界面顯示的有三層含義,一是有幾個(gè)故障;二是故障代碼和該條代碼的解析;三是故障的性質(zhì)。這是所有故障診斷儀都應具備的特點(diǎn)。
診斷儀顯示有兩個(gè)故障,代碼解析為水溫傳感器和EGR溫度傳感器有故障,故障的性質(zhì)是水溫傳感器開(kāi)路或短路到火線(xiàn),表明水溫傳感器反饋信號高。EGR溫度傳感器開(kāi)路或短路到接地,表明EGR溫度傳感器反饋信號低。(附傳感器標準參數表)
傳感器電阻表
序號
傳感器名稱(chēng)
溫度20℃
溫度80℃
1
水溫傳感器
約2500Ω
約330Ω
2
EGR溫度傳感器
待查實(shí)
待查實(shí)
[課堂討論]
(1) 故障碼界面顯示的三層含義有什么作用?
(2) 結合傳感器的工作原理,用什么方法可以驗證故障真實(shí)存在?
數據流分析
注意:動(dòng)態(tài)數據流分析是十分重要的檢測手段,它可以直接提供發(fā)動(dòng)機在運行過(guò)程中所有能夠顯示的動(dòng)態(tài)參數,汽車(chē)電子系統甚至機械系統的運行情況都能表現出來(lái),分析這些數據,對于準確判斷故障是必須的,特別是在沒(méi)有故障代碼存儲時(shí)尤為重要。
在熱車(chē)時(shí),水溫傳感器動(dòng)態(tài)數據顯示發(fā)動(dòng)機水溫超過(guò)180℃;EGR溫度傳感器動(dòng)態(tài)數據顯示EGR溫度低于100℃。(附標準數據值表)在怠速工況下,燃油脈寬約2.3ms變化。
傳感器標準數據值 條件:熱車(chē)狀態(tài)
序號
傳感器名稱(chēng)
標準數據值
1
水溫傳感器
85-110℃
2
EGR溫度傳感器
180-320℃
從數據流分析看到水溫傳感器反饋信號過(guò)高;EGR溫度傳感器反饋信號又過(guò)低,是造成故障的主要原因。數據檢測結果與故障碼一致,與故障現象也吻合。
[課堂討論]
(1) 結合水溫傳感器的工作原理,為什么水溫傳感器反饋信號過(guò)高易造成冷、熱車(chē)均起動(dòng)困難?
(2) 沒(méi)有故障代碼時(shí),電控單元會(huì )如何控制?出現故障代碼時(shí),電控單元又會(huì )如何控制?電控單元的這些應對策略,對冷、熱車(chē)起動(dòng)有何影響?
1. 萬(wàn)用表檢測分析
(1)電路分析
電路分析是是汽車(chē)電子控制系統故障診斷的重要組成部分,它是萬(wàn)用表測試的依據,如果不能迅速準確地分析判斷電路,后面的測試將無(wú)法繼續。電路分析主要是確定電路之間的連接關(guān)系,線(xiàn)條的顏色,接點(diǎn)的位置,以及使用萬(wàn)用表測試的部位等(附電路圖)。
圖:水溫傳感器與EGR溫度傳感器電路圖
由電路分析可知,水溫傳感器有一個(gè)兩針的插接器,1號針腳與電控單元的14號針腳相連,藍色線(xiàn)條,中間沒(méi)有轉接器,這是水溫信號的傳輸線(xiàn);2號針腳與節氣門(mén)位置傳感器、進(jìn)氣溫度傳感器、EGR溫度傳感器、1號和2號爆震傳感器有一個(gè)接點(diǎn)相連,與電控單元的33號針腳用棕色線(xiàn)條連在一起,這是傳感器的共用零線(xiàn)(特別說(shuō)明:在大眾、奧迪車(chē)系中,棕色線(xiàn)條全部是接地線(xiàn))。EGR溫度傳感器也是一個(gè)兩針的插接器,1號針腳與電控單元的15號針腳相連,粉紫色線(xiàn)條,中間沒(méi)有轉接器,這是EGR溫度信號的傳輸線(xiàn);2號針腳與水溫傳感器等并聯(lián)在一起進(jìn)了電控單元的33號針腳。
兩個(gè)傳感器同屬于負溫度系數線(xiàn)性輸出型溫度傳感器,當發(fā)動(dòng)機運行時(shí),2號針腳都應該接地良好,發(fā)動(dòng)機進(jìn)入工作溫度(95℃)時(shí),水溫傳感器電阻約130—150Ω;EGR溫度傳感器電阻約350Ω(數據待確定,待查資料或實(shí)測)
(2)萬(wàn)用表測試
根據電路分析結論和傳感器標準數值,確定萬(wàn)用表檢測方案:
1)傳感器部件測試,以確定傳感器是否正常工作。
2)零線(xiàn)測試,以確定電控單元工作正常以及傳感器校準信號正常。
3)線(xiàn)路導通性測試,以確定溫度信號順利送入電控單元。
測試方法與步驟
1)將發(fā)動(dòng)機運行至工作溫度,關(guān)閉發(fā)動(dòng)機,迅速拔下傳感器插頭,將萬(wàn)用表置于2000Ω檔,測量傳感器電阻是否符合規范值(附圖)。
2)打開(kāi)點(diǎn)火開(kāi)關(guān),將萬(wàn)用表置于20Ω檔,以紅色表針測量傳感器線(xiàn)束插頭2號針腳,黑色表針發(fā)動(dòng)機搭鐵,電阻值應小于5Ω(附圖)。
3)關(guān)閉點(diǎn)火開(kāi)關(guān),拔下電控單元線(xiàn)束插接器,分別用導線(xiàn)連接電控單元線(xiàn)束插接器14和15針腳,延長(cháng)至發(fā)動(dòng)機倉。將萬(wàn)用表置于20Ω檔,紅色表針?lè )謩e測量水溫傳感器和EGR溫度傳感器1號針腳;黑色表針?lè )謩e測量電控單元線(xiàn)束插接器延長(cháng)線(xiàn),對應的電阻值都應小于5Ω(附圖)。
測試結果
1)兩個(gè)傳感器電阻值都正常。
2)兩個(gè)傳感器均搭鐵良好,2號針腳也相互導通。
3)水溫傳感器和EGR溫度傳感器1號針腳分別到電控單元的14和15針腳線(xiàn)束間電阻都為∞。也就是說(shuō):水溫傳感器信號不能送入電控單元14號針腳;EGR溫度傳感器信號也不能送入電控單元15號針腳。這就是問(wèn)題的所在。
直覺(jué)判斷是到電控單元的14和15號針腳的水溫傳感器信號與EGR溫度傳感器信號電路發(fā)生了短路或斷路。
進(jìn)一步檢測分析
將萬(wàn)用表紅色表針連接水溫傳感器線(xiàn)束插接器1號針腳,黑色表針連接延長(cháng)導線(xiàn),導線(xiàn)的另一端連接一根大頭針,用大頭針?lè )謩e測試電控單元線(xiàn)束插接器的所有有線(xiàn)的針腳,發(fā)現水溫傳感器線(xiàn)束插接器1號針腳與電控單元線(xiàn)束插接器的15號針腳間電阻小于5Ω。用同樣的方法發(fā)現,EGR溫度傳感器線(xiàn)束插接器1號針腳與電控單元線(xiàn)束插接器的14號針腳間電阻小于5Ω。也就是說(shuō):水溫信號送入了電控單元的EGR溫度信號針腳;EGR溫度信號送入了電控單元的水溫信號針腳。
再回到發(fā)動(dòng)機倉檢查,發(fā)現兩個(gè)傳感器的線(xiàn)束插接器相互插反了。正確連接傳感器插接器后,故障碼消失,發(fā)動(dòng)機起動(dòng)正常,在打起動(dòng)機2秒鐘以?xún)劝l(fā)動(dòng)機就能夠運行。至此,故障排除。
(3) 診斷結論
由于兩個(gè)傳感器的插接器相互插反了,導致電控單元接收到的水溫信號是EGR溫度信號(高溫);EGR溫度信號又是水溫信號(低溫),造成冷、熱車(chē)均起動(dòng)困難。在這個(gè)案例中,影響發(fā)動(dòng)機正常起動(dòng)的信號主要是水溫信號。
圖:兩插接器插反導致信號傳遞錯誤。
(六)、綜合分析
在目前常見(jiàn)的發(fā)動(dòng)機電控系統中,已經(jīng)取消了冷噴嘴等裝置,電控單元主要依據水溫信號來(lái)確定冷車(chē)和熱車(chē)起動(dòng)的噴油量,通過(guò)調整燃油脈寬來(lái)實(shí)現,進(jìn)氣溫度信號作為參考和修正信號。本案例所描述的故障,其水溫信號實(shí)際上是獲取的EGR溫度信號,剛起動(dòng)發(fā)動(dòng)機時(shí),EGR溫度相當于空氣溫度,夏季空氣溫度在清晨高于發(fā)動(dòng)機冷卻液溫度,造成冷起動(dòng)混合比??;冬季空氣溫度可能低于發(fā)動(dòng)機冷卻液溫度,造成冷起動(dòng)混合比偏濃,這些都將導致冷起動(dòng)困難,但不會(huì )令電控單元啟動(dòng)備用模式,也不會(huì )記錄故障代碼。而當發(fā)動(dòng)機起動(dòng)運行后,EGR溫度迅速生溫,高達200-300℃,大大超出了預計的范圍,于是電控單元啟動(dòng)備用模式,將水溫恒定在80℃,同時(shí)記錄故障代碼,在熱起動(dòng)時(shí),混合比偏濃,造成熱起動(dòng)困難。
關(guān)于電器插接器,在大眾、奧迪車(chē)系中,是以顏色來(lái)區分的,水溫傳感器插頭是白色的,線(xiàn)束插接器也是白色的;而EGR溫度傳感器插頭是灰色的,線(xiàn)束插接器也是灰色的(表示高溫),有些插接器可以互換插上,由于車(chē)齡6年,加之發(fā)動(dòng)機比較臟,白色的線(xiàn)束插接器看上去也是灰乎乎的,兩個(gè)傳感器相距又不遠,在近一年前的檢修中因工作馬虎,將兩個(gè)插接器插反了。本次維修技術(shù)人員不看電路圖,不會(huì )做動(dòng)態(tài)數據流分析,萬(wàn)用表測試因此也無(wú)從下手,于是讀到故障代碼就先換傳感器,故障依舊就沒(méi)轍了。但是新買(mǎi)來(lái)的兩個(gè)進(jìn)口原裝的傳感器,在電器插頭上還是灰、白分明的,遺憾的是維修人員都沒(méi)有經(jīng)過(guò)正規訓練,機械地遵循“從哪里拆卸,還裝回哪里”的原則。
這種現象在美、日車(chē)系中不多見(jiàn),各個(gè)插接器都不一樣,錯了也插不上。
(七)、編制檢修報告 報告樣本
姓名
班級
學(xué)號
性別
實(shí)驗項目
實(shí)驗日期
車(chē)輛信息
廠(chǎng)牌型號:奧迪A6 2.6L 美
出廠(chǎng)年份:1998
購車(chē)日期:1998
使用年份:6年
VIN代碼
發(fā)動(dòng)機型號:V6
變速器型號:097短箱
行駛里程:15萬(wàn)KM
燃油及供油方式:汽油電噴
驅動(dòng)形式:縱置前驅
舒適系統形式:自動(dòng)AC
其它控制系統:CAN
牌照號:
上次維護記錄:無(wú)
歷史維修記錄:無(wú)
維修廠(chǎng)家:隨機
車(chē)主信息
姓名:
性別:男
年齡:40
駕齡:
住址電話(huà)
其他聯(lián)系方式
固定駕駛人:基本固定
駕駛習慣:很隨意
行駛狀態(tài):常去碼頭
高/低速行駛比:3/7
事故記錄:無(wú)法提供
故障檢修信息
一、車(chē)主主述故障癥狀:由修理廠(chǎng)代為描述:怠速轉速偏高,有兩個(gè)故障碼,更換新件后故障依舊。
二、初步檢查記錄:
1、 外觀(guān)檢視記錄:與修理廠(chǎng)技工描述的情況一致,發(fā)動(dòng)機倉較臟,有許多油膩。
2、 試車(chē)記錄:高、中、低速行駛,基本正常,無(wú)特別行駛障礙。
3、 初步診斷意見(jiàn):首先按代碼檢修,修復故障代碼后按需要再檢查其它部位。
三、確定進(jìn)一步檢修方案
1、 確定檢測的方法:使用故障診斷儀分析代碼含義;分析動(dòng)態(tài)數據流(怠速及行駛狀態(tài))。
2、 確定需要檢測的部位:水溫傳感器與EGR溫度傳感器,關(guān)注相關(guān)的發(fā)動(dòng)機轉速、噴油脈寬、點(diǎn)火提前角、空氣質(zhì)量流量值、氧傳感器調整值等數據變化情況。
3、 準備相關(guān)檢修工具、儀器、設備:故障診斷儀。
四、記錄并分析檢測結果
(附圖或文字描述檢測到的數據,標記超標的數據)
分析:有水溫傳感器與EGR溫度傳感器的故障碼,清除故障碼后再次起動(dòng)發(fā)動(dòng)機,故障碼再次出現,表明是硬故障。故障碼分析與動(dòng)態(tài)數據流分析表明水溫傳感器信號高,儀器顯示超過(guò)180℃,可能情況:水溫傳感器直接導通;EGR溫度傳感器顯示溫度偏低,儀器顯示低于100℃,可能情況:EGR閥卡滯或管路堵塞。
五、電路分析
1、查找該款車(chē)型電控系統電路圖:(根據VAN代碼,在庫存書(shū)籍資料、光盤(pán)以及互聯(lián)網(wǎng)查找)
2、分析電路:(明確連接、位置關(guān)系,工作關(guān)系以及相關(guān)可能造成的影響)依電路分析可知:電控單元14、15針腳分別是水溫傳感器與EGR溫度傳感器反饋信號線(xiàn),與傳感器1號針腳相連,中間沒(méi)有轉接器;兩個(gè)傳感器的2號針腳相連接,進(jìn)了電控單元33號針腳,棕色線(xiàn)條,在大眾、奧迪車(chē)系表示地線(xiàn)。
六、根據檢測結果和分析判斷,確定下一步檢修方案(該步方案根據需要隨時(shí)調整)
萬(wàn)用表測試:
1)傳感器部件測試,以確定傳感器是否正常工作。
2)零線(xiàn)測試,以確定電控單元工作正常以及傳感器校準信號正常。
3)線(xiàn)路導通性測試,以確定溫度信號順利送入電控單元。
檢測結果與分析:
1)兩個(gè)傳感器電阻值都正常。
2)兩個(gè)傳感器均搭鐵良好,2號針腳也相互導通。
3)水溫傳感器和EGR溫度傳感器1號針腳分別到電控單元的14和15針腳線(xiàn)束間電阻都為∞。也就是說(shuō):水溫傳感器信號不能送入電控單元14號針腳;EGR溫度傳感器信號也不能送入電控單元15號針腳。這就是問(wèn)題的所在。
進(jìn)一步檢測分析:
將萬(wàn)用表紅色表針連接水溫傳感器線(xiàn)束插接器1號針腳,黑色表針連接延長(cháng)導線(xiàn),導線(xiàn)的另一端連接一根大頭針,用大頭針?lè )謩e測試電控單元線(xiàn)束插接器的所有有線(xiàn)的針腳,發(fā)現水溫傳感器線(xiàn)束插接器1號針腳與電控單元線(xiàn)束插接器的15號針腳間電阻小于5Ω。用同樣的方法發(fā)現,EGR溫度傳感器線(xiàn)束插接器1號針腳與電控單元線(xiàn)束插接器的14號針腳間電阻小于5Ω。也就是說(shuō):水溫信號送入了電控單元的EGR溫度信號針腳;EGR溫度信號送入了電控單元的水溫信號針腳。
再回到發(fā)動(dòng)機倉檢查,發(fā)現兩個(gè)傳感器的線(xiàn)束插接器相互插反了。正確連接傳感器插接器后,故障碼消失,發(fā)動(dòng)機起動(dòng)正常,在打起動(dòng)機2秒鐘以?xún)劝l(fā)動(dòng)機就能夠運行。至此,故障排除。
診斷結論:
由于兩個(gè)傳感器的插接器相互插反了,導致電控單元接收到的水溫信號是EGR溫度信號(高溫);EGR溫度信號又是水溫信號(低溫),造成冷、熱車(chē)均起動(dòng)困難。在這個(gè)案例中,影響發(fā)動(dòng)機正常起動(dòng)的信號主要是水溫信號。
七、綜合分析
在目前常見(jiàn)的發(fā)動(dòng)機電控系統中,已經(jīng)取消了冷噴嘴等裝置,電控單元主要依據水溫信號來(lái)確定冷車(chē)和熱車(chē)起動(dòng)的噴油量,通過(guò)調整燃油脈寬來(lái)實(shí)現,進(jìn)氣溫度信號作為參考和修正信號。本案例所描述的故障,其水溫信號實(shí)際上是獲取的EGR溫度信號,剛起動(dòng)發(fā)動(dòng)機時(shí),EGR溫度相當于空氣溫度,夏季空氣溫度在清晨高于發(fā)動(dòng)機冷卻液溫度,造成冷起動(dòng)混合比??;冬季空氣溫度可能低于發(fā)動(dòng)機冷卻液溫度,造成冷起動(dòng)混合比偏濃,這些都將導致冷起動(dòng)困難,但不會(huì )令電控單元啟動(dòng)備用模式,也不會(huì )記錄故障代碼。而當發(fā)動(dòng)機起動(dòng)運行后,EGR溫度迅速生溫,高達200-300℃,大大超出了預計的范圍,于是電控單元啟動(dòng)備用模式,將水溫恒定在80℃,同時(shí)記錄故障代碼,在熱起動(dòng)時(shí),混合比偏濃,造成熱起動(dòng)困難。
八、維修方案:
正確安裝兩個(gè)傳感器的插接器,使用故障診斷儀清除故障碼。
[課堂討論]
學(xué)習本案例后有何啟發(fā)?
[討論提示]
從車(chē)輛維護工作態(tài)度、汽車(chē)電路分析、數據流分析和萬(wàn)用表測試入手
(八)、故障再現
使用發(fā)動(dòng)機故障實(shí)驗臺或故障實(shí)驗汽車(chē)
1)切斷水溫傳感器反饋信號線(xiàn),會(huì )造成“水溫信號低”的故障,熱起動(dòng)困難。
2)切斷水溫傳感器反饋信號線(xiàn),在電控單元測試端口輸入30-50Ω電阻,會(huì )造成“水溫信號高”的故障,冷起動(dòng)困難。
3)當發(fā)動(dòng)機進(jìn)入工作溫度后,在發(fā)動(dòng)機故障實(shí)驗臺切斷傳感器零線(xiàn),將導致電控單元無(wú)法校準水溫信號。
4)當發(fā)動(dòng)機進(jìn)入工作溫度后,在發(fā)動(dòng)機故障實(shí)驗臺控制面板使用可變電阻器,調諧至300-400Ω,發(fā)動(dòng)機運行正常,電控單元也不會(huì )記錄故障代碼,但燃油脈寬會(huì )增加,尾氣排放超標。
上述故障按本案例的分析思路與測試方法,都能準確地找到故障部位。上述故障的設置,多數車(chē)型故障代碼一致(視車(chē)型而定),但故障解析、故障點(diǎn)、故障數據流都不盡相同,很有教學(xué)意義,也可運用于技能考核與比賽。最后一個(gè)故障判斷起來(lái)較難,可列為“疑難故障”。



