熊榮華：利用數(shù)據(jù)流診斷汽車故障的技巧

主主持持專專家家：：熊熊榮榮華華((本本刊刊編編委委會(huì)會(huì)委委員員))

多所大學(xué)汽車專業(yè)客座教授，五一連鎖汽修技術(shù)支持，汽車性能司法鑒定與汽車仲裁專家，調(diào)頻92.7交通廣播與107.8私家車廣播、億連駕駛助手、喜馬拉雅FM熊工大講堂等節(jié)目特約專家，將汽車故障診斷與維修作為一生的愛好與職業(yè)，被業(yè)界譽(yù)為“汽車華佗”。

Q

熊老師您好！我在咨詢您汽車故障原因時(shí)，您多次提到讓我提供某個(gè)數(shù)據(jù)流的數(shù)值供您參考分析，請(qǐng)問在汽車故障診斷中，應(yīng)該如何正確分析數(shù)據(jù)流？

湖南讀者：鄒偉剛

A

分析數(shù)據(jù)流就是分析數(shù)據(jù)的變化率。也就是對(duì)數(shù)據(jù)的數(shù)值、變化規(guī)律、數(shù)值變化范圍進(jìn)行分析。在汽車控制系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，控制模塊將以一定的時(shí)間間隔，不斷地接收各個(gè)傳感器傳送來的輸入信號(hào)；計(jì)算向執(zhí)行器下達(dá)指令，還會(huì)通過反饋傳感器進(jìn)行監(jiān)督與修正。電腦一般通過時(shí)間、因果及關(guān)聯(lián)3種方法進(jìn)行分析判斷。

時(shí)間分析法：電腦在分析某些數(shù)據(jù)時(shí)，不僅要考慮傳感器的數(shù)值，而且還要判斷其響應(yīng)速率，即反應(yīng)速率，以此來判斷系統(tǒng)是否偏離最佳工況而引起故障。例如，理論上普通氧傳感器，10s電壓變化次數(shù)不得少于8次，少于8次就說明氧傳感器工作不良，實(shí)踐中10s變化低于15次我們作為更換氧傳感器的極限。當(dāng)電壓變化超過極限值，雖然車輛可能沒有明顯的故障現(xiàn)象，但是實(shí)踐證明車輛會(huì)產(chǎn)生間歇性故障。

因果分析法：電控系統(tǒng)的控制中，一般都有其因果關(guān)系，好比傳感器與執(zhí)行器，電腦獲得一個(gè)輸入，肯定會(huì)根據(jù)此輸入計(jì)算給出一個(gè)輸出。因果分析法就是對(duì)相互聯(lián)系的數(shù)據(jù)間響應(yīng)情況及響應(yīng)速率進(jìn)行分析，以此判斷出故障點(diǎn)的方法。比如我們用手掌擋住發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣口，人為減少空氣的進(jìn)入，氧傳感器就會(huì)向混合汽濃的方向輸出；反之拿掉空氣濾清器芯，人為消除進(jìn)氣阻力，氧傳感器就會(huì)向混合汽稀的方向輸出。做這些動(dòng)作時(shí)，觀察會(huì)發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)流有明顯的變化。

關(guān)聯(lián)分析法：電腦對(duì)幾個(gè)傳感器的信號(hào)進(jìn)行對(duì)比，當(dāng)發(fā)現(xiàn)它們之間關(guān)系不合理時(shí)，會(huì)給出一個(gè)或幾個(gè)相關(guān)聯(lián)的故障碼或指出某個(gè)信號(hào)不合理，作出定性的故障判斷，不過需要進(jìn)一步作定量分析與判斷，找出引起該故障的傳感器或執(zhí)行器或線路。比如四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)，曲軸旋轉(zhuǎn)一圈，凸輪軸旋轉(zhuǎn)兩圈，這就決定了兩者之間的關(guān)系。電噴車曲軸位置傳感器與凸輪軸位置傳感器分別向電腦傳送他們的位置信號(hào)，電腦一旦檢測(cè)出他們之間關(guān)系變化不合理，就會(huì)生成故障碼“曲軸位置與凸輪軸位置相互關(guān)系錯(cuò)誤”，提示可能正時(shí)出了問題。那具體是正時(shí)記號(hào)錯(cuò)誤，還是傳感器壞了，或者是可變正時(shí)系統(tǒng)液壓執(zhí)行器或電磁閥的問題呢？這就需要進(jìn)行定量分析。

Q

熊老師您好！再問一下，學(xué)數(shù)據(jù)流診斷要注意什么？汽車數(shù)據(jù)流診斷屬于定性診斷還是定量診斷？

湖南讀者：鄒偉剛

A

數(shù)據(jù)流是電腦與傳感器和執(zhí)行器交流的數(shù)據(jù)參數(shù)，通過診斷接口，由汽車故障診斷儀讀取的，隨時(shí)間和工況而變化的數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)的傳輸好似隊(duì)伍排隊(duì)一樣，一個(gè)一個(gè)通過數(shù)據(jù)線流向診斷儀。汽車電腦中所記憶的數(shù)據(jù)流真實(shí)地反映了各傳感器和執(zhí)行器的工作電壓和狀態(tài)，為汽車故障診斷提供了依據(jù)。數(shù)據(jù)流可以通過故障診斷儀進(jìn)行讀取。汽車數(shù)據(jù)流可以作為汽車電腦的輸入輸出數(shù)據(jù)，讓維修人員隨時(shí)清楚明白地了解汽車的工作狀況，方便及時(shí)診斷汽車的故障。讀取數(shù)據(jù)流可以檢測(cè)汽車各傳感器與執(zhí)行器的工作狀況，并判斷出汽車的運(yùn)行狀況。通過數(shù)據(jù)流分析，還可以重新設(shè)定汽車的運(yùn)行數(shù)據(jù)，即進(jìn)行匹配或編程。

汽車數(shù)據(jù)流的數(shù)據(jù)參數(shù)分為兩大類：數(shù)值參數(shù)和狀態(tài)參數(shù)。數(shù)據(jù)參數(shù)是有一定單位、一定變化范圍的參數(shù)，它通常反映出電控系統(tǒng)工作中各部件的工作電壓、壓力、溫度、時(shí)間、速度等。狀態(tài)參數(shù)是那些只有兩種工作狀態(tài)的參數(shù)，如開或關(guān)，閉合或斷開、高或低、是或否等。它通常表示電控系統(tǒng)中的開關(guān)和電磁閥等元件的工作狀態(tài)。

根據(jù)電腦的控制原理，數(shù)據(jù)參數(shù)又分為輸入?yún)?shù)和輸出參數(shù)。輸入?yún)?shù)是指各傳感器或開關(guān)信號(hào)輸入給電腦的各個(gè)參數(shù)。輸入?yún)?shù)可以是數(shù)值參數(shù)，也可以是狀態(tài)參數(shù)。輸出參數(shù)是電腦發(fā)出的，給各個(gè)執(zhí)行器的指令。輸出參數(shù)大多是狀態(tài)參數(shù)，也有少部分是數(shù)值參數(shù)。

數(shù)據(jù)流中的參數(shù)可以按汽車和發(fā)動(dòng)機(jī)的各個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行分類，不同類型或不同系統(tǒng)的參數(shù)分析方法各不相同。在進(jìn)行電控系統(tǒng)故障診斷時(shí)，還應(yīng)該將幾種不同類型或不同系統(tǒng)的參數(shù)進(jìn)行綜合對(duì)照分析。不同品牌及不同型號(hào)的車輛，其電控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)流參數(shù)的名稱和內(nèi)容都不完全相同，必須區(qū)別對(duì)待。

數(shù)據(jù)流診斷屬于定性診斷，與之相配合，一般還需要使用萬用表或其他工具進(jìn)一步作定量診斷。

Q

熊老師您好，我接修的一輛大眾邁騰轎車，行駛中向左跑偏，做過多次四輪定位、動(dòng)平衡，更換過全部輪胎，但車輛還是始終向左跑偏，而且助力轉(zhuǎn)向指示燈偶發(fā)性點(diǎn)亮，4S店的維修技術(shù)人員說只能更換轉(zhuǎn)向機(jī)總成。結(jié)果更換了轉(zhuǎn)向機(jī)總成后車輛還是向左跑偏，請(qǐng)問這是為什么？

河北讀者：尹力

A

該車搭載電控助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，轉(zhuǎn)向扭矩傳感器集成在助力控制單元內(nèi)部。該車既然更換過轉(zhuǎn)向機(jī)總成，就可以進(jìn)入數(shù)據(jù)流中，觀察在直線行駛位置，轉(zhuǎn)向角傳感器顯示是否為0°。如果方向盤在直線行駛位置，假設(shè)轉(zhuǎn)向角度傳感器顯示是30°，由于該車電控助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)有主動(dòng)回正功能，即當(dāng)車輛直線行駛時(shí)，轉(zhuǎn)向角度傳感器告訴轉(zhuǎn)向助力控制單元轉(zhuǎn)向角向右偏差30°，轉(zhuǎn)向控制單元會(huì)根據(jù)轉(zhuǎn)向角度傳感器信號(hào)控制助力轉(zhuǎn)向電機(jī)主動(dòng)工作，從而給轉(zhuǎn)向盤一個(gè)回正扭矩，結(jié)果車輛就自動(dòng)向左跑偏了起來。一旦數(shù)據(jù)流顯示直線行駛時(shí)，轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角不為0°，均會(huì)主動(dòng)回正。所以，必須注意檢查左右兩側(cè)轉(zhuǎn)向橫拉桿調(diào)整螺紋的長(zhǎng)度，這個(gè)螺紋長(zhǎng)度誤差不能超過3mm，否則就會(huì)出現(xiàn)向左或向右的回正力矩，引起車輛跑偏。也就是說，我們?cè)谠\斷車輛電控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)跑偏故障時(shí)，既要關(guān)注表面上所看到的直線行駛位置，又要通過數(shù)據(jù)流關(guān)注轉(zhuǎn)向角度傳感器在直線行駛位置時(shí)，向電腦傳送的信號(hào)是否真是0°，電腦是否認(rèn)可車輛是直線行駛位置。如果車輛沒有得到電腦認(rèn)可的直線行駛位置，那行駛中一定會(huì)出現(xiàn)自動(dòng)跑偏的情況。除非把電腦控制線束插頭拔掉試車，車輛才不會(huì)在行駛中跑偏。這是利用數(shù)據(jù)流診斷車輛跑偏故障的技巧，也是區(qū)別電控系統(tǒng)還是機(jī)械系統(tǒng)引起車輛跑偏的診斷技巧。

Q

熊老師您好！上次咨詢過您，一輛大眾AJR發(fā)動(dòng)機(jī)，報(bào)“P0123節(jié)氣門位置傳感器電路信號(hào)電壓過高”的故障碼，更換曲軸位置傳感器后車輛就恢復(fù)了正常。但我始終不明白，根據(jù)故障碼提示內(nèi)容，明明應(yīng)該更換節(jié)氣門總成及發(fā)動(dòng)機(jī)模塊，但更換過后無法排除車輛故障，而您讓我更換曲軸位置傳感器后車輛就恢復(fù)正常了，請(qǐng)問是怎么回事？

湖南讀者：胡斌

A

汽車故障診斷中，我多次強(qiáng)調(diào)要重點(diǎn)檢查數(shù)據(jù)流中的六大基本參數(shù)，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、進(jìn)氣量、噴油量、節(jié)氣門開度、負(fù)荷、點(diǎn)火提前角，其中對(duì)噴油量影響比較大的兩個(gè)參數(shù)就是短期與長(zhǎng)期燃油修正值。我就是根據(jù)你提供的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)650r/min，節(jié)氣門開度9°，分析這兩個(gè)傳感器之間的關(guān)系不合理，電控系統(tǒng)判斷節(jié)氣門信號(hào)電壓過高。所以，讓你檢查視需更換曲軸位置傳感器的。并不是憑經(jīng)驗(yàn)更換，而是根據(jù)數(shù)據(jù)流的參數(shù)進(jìn)行的判斷與更換。你那輛車正常的節(jié)氣門開度應(yīng)該在3°～5°之間，大眾四缸機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速在800r/min左右。從數(shù)據(jù)流看應(yīng)該怠速較高或者節(jié)氣門積炭，實(shí)際發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速低于正常值，說明曲軸位置傳感器向電腦提供的轉(zhuǎn)速信號(hào)有錯(cuò)誤。

Q

熊老師您好！我接修的一輛奧迪A6，TDI發(fā)動(dòng)機(jī)，故障現(xiàn)象是低速行駛時(shí)有頓挫感，高速行駛時(shí)正常，進(jìn)廠檢查時(shí)還發(fā)現(xiàn)車輛加速時(shí)排氣管冒黑煙，沒有調(diào)到故障碼，有4個(gè)數(shù)據(jù)流信息：1.發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為840r/min；2.噴油量2mg/h；3.電磁閥工作時(shí)間15kW～25kW，4.冷卻液溫度101℃。請(qǐng)您幫我分析一下該車的故障原因。

山東讀者：張可光

A

根據(jù)你提供的柴油直噴發(fā)動(dòng)機(jī)數(shù)據(jù)流分析，1、3、4區(qū)均在正常范圍內(nèi)，僅2區(qū)數(shù)據(jù)流不正常，2區(qū)的標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)該在3.0～8.0mg/h。若小于3.0mg/h，說明噴油過濃，排氣管就會(huì)冒黑煙，而且車輛低速行駛會(huì)出現(xiàn)加速不良的故障現(xiàn)象，即你所描述的有頓挫感，一般需要更換噴油泵才能排除該故障。

Q

熊老師您好！一輛二手凱美瑞轎車，年審尾氣檢測(cè)超標(biāo)，到我廠維修，我們清洗了油電路，清洗了三元催化器，再去測(cè)試尾氣還是超標(biāo)。進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)查看數(shù)據(jù)流，發(fā)動(dòng)機(jī)怠速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)氧傳感器輸出電壓在0.45V左右微動(dòng)，進(jìn)行主動(dòng)測(cè)試，當(dāng)增加25%噴油量時(shí)，氧傳感器輸出電壓為0.5V，當(dāng)減少12.5%噴油量時(shí)，氧傳感器輸出電壓為0.09V。另外，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速2 000～2 500r/min排氣背壓為0.03MPa，請(qǐng)問該車應(yīng)如何檢修？

湖北讀者：陳云峰

A

進(jìn)行主動(dòng)測(cè)試時(shí)，增加25%噴油量，氧傳感器輸出電壓應(yīng)該在0.9V，數(shù)據(jù)流說明氧傳感器不良需要更換。另外，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速2 000～2 500r/min時(shí)排氣背壓正常值應(yīng)該小于0.008MPa，你的測(cè)量值為0.03MPa，說明三元催化器堵塞，根本沒有洗通洗好。綜上所述，更換三元催化器及氧傳感器，該車年審應(yīng)該能夠過關(guān)。

Q

熊老師您好！我們牽引了一輛大眾邁騰1.8T轎車回廠，故障現(xiàn)象是啟動(dòng)機(jī)不工作，直接短接啟動(dòng)機(jī)或者短接啟動(dòng)繼電器的30號(hào)和87號(hào)端子，啟動(dòng)機(jī)都能正常工作。正常啟動(dòng)操作時(shí)，測(cè)量啟動(dòng)繼電器85號(hào)沒有電過來，說明車載電網(wǎng)控制單元(J519)可能損壞，但是更換J519后，故障依舊。我不知道應(yīng)再檢查那里，請(qǐng)老師指導(dǎo)。

山西讀者：張兵

A

你可以連接診斷儀，讀取中央電器控制單元即車載電網(wǎng)控制單元(J519)的數(shù)據(jù)流，看一下J519能否接收到來自自動(dòng)變速器控制單元的P/N擋信號(hào)，如果沒有，就需要檢查線路和擋桿位置傳感器或開關(guān)；還要查看是否收到來自點(diǎn)火開關(guān)的啟動(dòng)信號(hào)，只有確定收到信號(hào)，啟動(dòng)機(jī)還不工作，又沒有其他故障碼的情況下，才可以考慮更換J519控制單元。