陜汽牌重型牽引車發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)失敗的故障分析

周延藤， 張建鋒， 趙 剛， 黃振峰， 張 欣， 胡良杰

（1.陜西汽車集團(tuán)有限責(zé)任公司技術(shù)中心， 陜西 西安 710200；2.中汽研（天津） 汽車工程研究院有限公司， 天津 300300）

1 故障現(xiàn)象

一輛陜汽牌重型牽引車，發(fā)動(dòng)機(jī)型號(hào)為東風(fēng)康明斯Z14，變速器型號(hào)為法士特分體式自動(dòng)擋變速器，車輛在使用過(guò)程中經(jīng)常出現(xiàn)啟動(dòng)失敗故障現(xiàn)象。

2 故障診斷與分析

通過(guò)實(shí)車驗(yàn)證，與駕駛員反饋的現(xiàn)象基本一致，整車電壓在24V以上時(shí)，故障發(fā)生概率較低，當(dāng)整車電壓降至23～24V時(shí)，經(jīng)常出現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)失敗的現(xiàn)象，與設(shè)計(jì)啟動(dòng)最低電壓22V不符。

2.1 啟動(dòng)控制方式

陜汽牌某重型牽引車的發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)由底盤控制器控制，當(dāng)駕駛員踩下制動(dòng)踏板，變速器掛空擋，點(diǎn)按PEPS一鍵啟動(dòng)開關(guān)，CCM判斷啟動(dòng)條件滿足后，輸出啟動(dòng)信號(hào)，控制啟動(dòng)機(jī)繼電器吸合，發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)。

啟動(dòng)控制系統(tǒng)工作原理如圖1所示。當(dāng)駕駛員操作一鍵啟動(dòng)SSB開關(guān)后，PEPS接收到開關(guān)按下的硬線信號(hào)，同時(shí)判斷TCU擋位信號(hào)為空擋，BCM的制動(dòng)信號(hào)為有效狀態(tài)后，PEPS在總線上發(fā)出START信號(hào)，CCM在收到START信號(hào)后，也要判斷TCU擋位信號(hào)為空擋，BCM的制動(dòng)信號(hào)為有效狀態(tài)后，CCM硬線輸出啟動(dòng)信號(hào)有效。若其中任一條件不滿足，則CCM退出啟動(dòng)控制，發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)失敗。

2.2 故障原因分析

通過(guò)對(duì)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及控制過(guò)程的了解，針對(duì)整車的故障現(xiàn)象，分析啟動(dòng)失敗的原因可能有：①啟動(dòng)機(jī)存在故障；②蓄電池存在故障；③啟動(dòng)過(guò)程中突然產(chǎn)生大電流，造成整車壓降過(guò)大，控制器功能失效。

2.3 故障診斷

根據(jù)故障現(xiàn)象和整車啟動(dòng)控制原理，分析在故障產(chǎn)生過(guò)程中相關(guān)報(bào)文數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)TCU的空擋信號(hào)會(huì)在啟動(dòng)過(guò)程中突然停發(fā)，造成CCM硬線啟動(dòng)輸出終止。因此首先需要對(duì)啟動(dòng)回路和整車電壓進(jìn)行測(cè)試。

3 故障檢修

測(cè)試原理如圖2所示，檢修設(shè)備為PicoScope 6示波器，首先檢查蓄電池是否正常工作，測(cè)試結(jié)果見圖3，結(jié)果顯示蓄電池正常。

圖1 啟動(dòng)控制系統(tǒng)工作原理

圖2 啟動(dòng)測(cè)試原理圖

圖3 蓄電池檢查

在啟動(dòng)過(guò)程中對(duì)啟動(dòng)電流、啟動(dòng)繼電器的控制端和30電的電壓進(jìn)行測(cè)試，測(cè)試結(jié)果如圖4所示，圖4中50c為啟動(dòng)繼電器控制端的電壓。

圖4 啟動(dòng)測(cè)試

從圖4中可以明顯看出在啟動(dòng)機(jī)反拖過(guò)程中，有一處0.6s左右，電流約200A的用電“平臺(tái)”，造成整車電壓異常的現(xiàn)象，初步懷疑此處大電流是造成整車啟動(dòng)失敗的故障點(diǎn)。

接著對(duì)整車的大功率負(fù)載進(jìn)行排查測(cè)試，結(jié)果顯示用電平臺(tái)的出現(xiàn)原因是由于啟動(dòng)過(guò)程中，發(fā)動(dòng)機(jī)程序控制問(wèn)題導(dǎo)致在反拖中進(jìn)氣預(yù)熱控制異常工作（測(cè)試環(huán)境溫度為24℃）。測(cè)試結(jié)果如圖5所示。修改發(fā)動(dòng)機(jī)控制程序后，故障消除，啟動(dòng)正常。

4 故障總結(jié)

陜汽牌重型牽引車的啟動(dòng)模塊是由CCM控制，因此診斷故障時(shí)，應(yīng)先排查啟動(dòng)條件是否在整個(gè)啟動(dòng)過(guò)程中滿足，再采用示波器對(duì)啟動(dòng)壓降進(jìn)行監(jiān)測(cè)。在本案例中，從總線數(shù)據(jù)中可以看出啟動(dòng)過(guò)程中出現(xiàn)TCU掉電、報(bào)文停發(fā)現(xiàn)象，從而針對(duì)性地對(duì)啟動(dòng)電壓進(jìn)行測(cè)試，進(jìn)而確定故障點(diǎn)，排除故障。

圖5 發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣預(yù)熱電壓測(cè)試