淺析散糧汽車發(fā)動機電控系統(tǒng)故障診斷與排除

◎ 高小梅，方 雷，趙南南，常恩義，姚奕凱

（河南機電職業(yè)學院，河南 鄭州 451100）

隨著“十四五”智能制造的發(fā)展，散糧汽車發(fā)動機由原來的機械式逐步向電控式發(fā)展，電子部件的增多使發(fā)動機能夠實現(xiàn)更精確的控制，顯著減少了燃油消耗量的同時，極大地提高了發(fā)動機的動力性能，既降低了使用成本又增大了動力，同時也減少了排氣污染。隨著發(fā)動機電控系統(tǒng)在散糧汽車中的普及以及其結構越來越精細化、復雜化，針對發(fā)動機電控系統(tǒng)易發(fā)生的故障，提高發(fā)動機電控系統(tǒng)的故障、診斷技術，提升維修人員技能水平，高效、安全地對散糧汽車發(fā)動機的電控系統(tǒng)故障進行維修就顯得極為重要。

1 散糧汽車發(fā)動機電控系統(tǒng)組成及工作原理

散糧汽車發(fā)動機的電控系統(tǒng)由信號傳感器、執(zhí)行系統(tǒng)和控制單元ECU 這3 部分組成[1]。其中，ECU為控制核心，通過各傳感器的信號控制執(zhí)行器以完成相應動作，從而保證各個系統(tǒng)均能處于最佳的工作狀態(tài)。系統(tǒng)將采集到的曲軸位置及曲軸轉角、節(jié)氣門開度、發(fā)動機冷卻液溫度、加速踏板位置等相關電信號轉換成ECU 能識別的信號并送至ECU，ECU 通過自身預存儲存的參數(shù)數(shù)據庫與發(fā)送過來的數(shù)據進行對比，從而生成相關的控制命令，進一步發(fā)送給執(zhí)行器。執(zhí)行器根據電控單元的指令控制噴油正時與噴油量（通常是控制電磁閥的關閉持續(xù)時間），同時還對廢氣再循環(huán)等相應機構進行控制，進而使發(fā)動機保持最佳的運行狀態(tài)。

2 散糧汽車發(fā)動機電控系統(tǒng)的常見故障

2.1 電子元器件失效

散糧汽車發(fā)動機上的電子器件工作環(huán)境十分惡劣。機體工作時會產生高溫及缸體振動，加快了電子元件的損耗，容易導致電控系統(tǒng)發(fā)生故障，進而影響整車的運行。電子元器件失效形式有元器件的老化、擊穿及內部連接故障。①元器件老化。元器件老化是指其性能老化，如元器件本身電阻值變大、熱敏電阻類傳感器自身阻值不能隨溫度變化而改變、繼電器觸點燒蝕、絕緣老化、線圈燒壞、匝間短路等相關故障。②元器件擊穿。短路和斷路都是一種擊穿現(xiàn)象，往往是由系統(tǒng)電壓電流或溫度過高引起的。當元器件發(fā)生擊穿時，其內部會呈現(xiàn)短路或斷路現(xiàn)象。晶體管擊穿是汽車發(fā)動機的常見故障。③元器件內部連接故障。元器件內部連接故障如長時間晃動造成的松動、接觸不良，或因下雨天造成的元器件表面潮濕、腐蝕等引起的短路和斷路現(xiàn)象。此類故障一般與元器件自身無關。

2.2 線路故障

①斷路。斷路主要是指接通電源后，電路中的電流無法形成回路的一種現(xiàn)象。線路中的任何一個部分出現(xiàn)問題都會導致斷路[2]，如導線連接端松脫、接觸不良或導線折斷等。②短路。短路分元器件對正極短路、對負極短路或者正負極直接短路，大多是線束安裝不合理、長時間摩擦或者高溫等使線束間的絕緣層脫離造成的。

3 散糧汽車發(fā)動機維修常用的工具儀器

3.1 萬用接線盒

在電控發(fā)動機檢測維修中，電阻、電壓或信號波形的檢測必不可少，而很多電子元器件所連的插接器端子很細小，普通萬用表探頭放不進去。因此，萬用接線盒便得到了應用。其可以根據不同插接器接口選擇合適的插接線且使用頻率較高。

3.2 試燈

在電控發(fā)動機檢測維修中，試燈也是使用頻次較高的檢測工具。例如，當燃油噴射系統(tǒng)存在故障而出現(xiàn)不噴油現(xiàn)象時，利用試燈可以進一步檢測以及確認是噴油器機械部件損壞還是噴油器電路問題。紅表筆放負極，黑表筆搭鐵，若試燈正常閃爍且隨發(fā)動機轉速升高頻閃速度加快，則說明噴油器供電部分正常，需著重檢查機械部件。

3.3 數(shù)字萬用表

早期維修中應用的是指針式萬用表，該表抗電磁干擾能力差，讀數(shù)不方便，測試電阻時需要歐姆調零，只能測試0.5 V以上電壓，測試弱電電壓的精確度不夠，攜帶不方便。由于數(shù)字萬用表具有極高的準確精度且抗干擾能力極好，在該行業(yè)得到了廣泛應用[3]。

3.4 手動真空泵

在汽車發(fā)動機電控系統(tǒng)的故障檢測中，手動真空泵通常用于檢測以及維修一些真空驅動元件[4]。例如，進氣歧管絕對壓力傳感器，通過在壓力傳感器真空軟管一端抽真空，觀察系統(tǒng)是否存在泄露，當系統(tǒng)泄露會造成進氣量比實際值高，從而引起氧傳感器報混合氣過稀。

3.5 燃油壓力表

燃油壓力表是一種用于測量汽車燃油系統(tǒng)壓力的工具。其可以診斷燃油系統(tǒng)中是否存在問題，如燃油泵是否正常工作、燃油壓力是否過高或過低等。當需要測量燃油系統(tǒng)壓力時，選擇合適的接頭將壓力表串入燃油共軌管的輸油管中進行測量。

3.6 故障診斷儀

故障診斷儀的作用是讀取故障碼、清除故障碼、數(shù)據流測試、動作測試、系統(tǒng)匹配以及其他功能等。讀取故障碼可以幫助維修人員快速鎖定可能的故障范圍。

清除故障碼是當故障排除后，并恢復車輛正常運行狀態(tài)后，通過簡單的操作清除存儲在車用電腦上的故障碼。數(shù)據流測試可以對發(fā)動機傳感器和執(zhí)行器的靜態(tài)或動態(tài)參數(shù)進行實時監(jiān)測，如發(fā)動機轉速、水溫、進氣溫度、節(jié)氣門開度等，動態(tài)觀察發(fā)動機某部位是否出現(xiàn)問題。動作測試主要是針對執(zhí)行器而言，通過發(fā)送相關指令確認元器件是否完成相應動作，用于快速判斷控制器故障或元器件故障。例如，若發(fā)動機怠速抖動，懷疑是某缸噴油器故障時，可以使用元件測試觀察噴油器是否噴油。系統(tǒng)匹配的應用廣泛，如每次清洗完節(jié)氣門后，節(jié)氣門開度比原來要大，需要讓其恢復到初始角度。當鑰匙不小心遺失，可以通過系統(tǒng)匹配使新鑰匙合法化等。

3.7 示波器

對于電控發(fā)動機故障診斷而言，示波器具有十分重要的作用。示波器與萬用表均可以測量電壓，但示波器可以動態(tài)檢測電壓隨時間的變化。此外，大部分萬用表無法獲取的故障，在示波器上可以通過波形進行直觀判斷。

4 散糧汽車發(fā)動機常見故障診斷思路

4.1 發(fā)動機冒黑煙

通常情況下，燃料量過濃、沒有充分燃燒、發(fā)動機進排氣門開閉時間不正確、長時間車輛未進行保養(yǎng)或保養(yǎng)不正確造成的空氣濾芯堵塞、進氣管內部有堵塞、活塞環(huán)與氣缸壁之前磨損嚴重造成的壓縮壓力不足導致未完全燃燒、高壓油泵泵油量過多或噴油器故障引起的滴漏或不霧化、燃油內部雜質過多等都會造成發(fā)動機排氣管冒黑煙。其排除方法包括以下內容。①定期保養(yǎng)進氣系統(tǒng)，尤其是安裝濾芯時要注意朝向，檢查配氣相位是否正確。②測量氣缸圓度或圓柱度，活塞直徑或活塞環(huán)三隙，如不合格視情況更換。③檢查廢氣渦輪增壓器工作情況，必要時進行更換。④在高壓噴油泵校驗臺對油泵供油量進行調整。⑤檢查調整噴油器，保持霧化良好，不滴油。⑥使用符合規(guī)格的燃油[5]。

4.2 發(fā)動機冒藍煙

發(fā)動機排氣冒藍煙，一般出現(xiàn)在公里數(shù)比較長的汽車上，是由長時間的磨損造成內部間隙變大，機油滲入燃燒室燃燒導致的。例如，氣門油封磨損、活塞環(huán)開口朝向錯位、活塞環(huán)與缸套磨損嚴重、缸體內油路有堵塞現(xiàn)象，機油加注過多造成曲軸箱失衡，機油進入燃燒室等原因都會造成排氣管冒藍煙。其排除方法包括以下內容。①對油底殼內機油進行檢查，檢查時要求汽車?？吭谄铰飞锨姨幱陟o止狀態(tài)，等待一段時間后拔出油尺觀察機油量是否合適以及機油的黏度，然后使發(fā)動機處于怠速運轉，觀察儀表指示燈是否正常，從而排除是否是油壓過高引起的。②使發(fā)動機處于高速運轉狀態(tài)，觀察藍煙現(xiàn)象是否變大，必要時對發(fā)動機進行拆解測量。

4.3 發(fā)動機冒白煙

當發(fā)動機排氣中有大量白色煙霧時，一般是因為排氣中含較多水分和油蒸氣，在東北地區(qū)以及寒冷冬季剛啟動發(fā)動機或冷機狀態(tài)運行時比較常見。這種情況通常認為是正常的。這是因為當環(huán)境溫度很低時，發(fā)動機進氣和排氣管的溫度也比較低，水蒸氣會在排氣管凝結成水汽，但如果發(fā)動機運行一段時間后，排氣管中依然有白色煙霧排出現(xiàn)象，就說明發(fā)動機存在故障。例如，噴油提前角過小、油里含有水分、氣缸體缸套有裂紋、缸墊有損傷等都會引起發(fā)動機冒白煙。其排除方法包括以下內容。①若因發(fā)動機工況環(huán)境溫度過低而出現(xiàn)發(fā)動機排氣冒白煙現(xiàn)象，可以加裝保溫套。機體溫度正常后，冒白煙現(xiàn)象便會自行消失。②檢查并調節(jié)高壓噴油泵上的噴油提前角度。③必要時對發(fā)動機進行大修拆檢。

5 散糧汽車發(fā)動機在維修時的注意事項

①當系統(tǒng)檢修需要斷開蓄電池時，應先用解碼器進行故障碼的讀取并留底。在拆、裝蓄電池之前，應確保點火開關處于關閉或全車均已下電。拆卸時一定是先拆下電瓶負極樁連接線，再拆正極線；裝上蓄電池時相反順序先裝正極線，最后安裝蓄電池負極線，且蓄電池正負極性不能接反，否則有損壞半導體元器件的風險。②拆裝發(fā)動機控制單元ECU 時務必先關閉點火開關，輕拿輕放，避免微處理器掉落，且不能放置于高溫或磁場中。③更換燒損的保險絲時，必須使用同規(guī)格的保險絲進行替換，大容量保險絲有損壞器件的風險。④與發(fā)動機外圍尖銳邊緣接觸的電線束，應有保護套或使用膠帶纏繞，確保線束不被破壞或被夾住，接插牢固。⑤靠近發(fā)動機等振動零部件的線束應拉緊并用線束固定好，防止長時間磨損與其他部件接觸而導致短路。

6 結語

隨著時代的發(fā)展以及科技的不斷進步，散糧汽車發(fā)動機應用電控系統(tǒng)將會越來越普及。電控技術將不斷地朝著多元化、智能化、網絡化的方向發(fā)展[6]。如何對散糧汽車發(fā)動機進行快速診斷和維修，及時發(fā)現(xiàn)發(fā)動機的故障源，確定發(fā)動機的技術狀況，減少車輛在運輸過程中等待的時間成本，維修人員應該持續(xù)加強學習，通過積累經驗和科學、先進的診斷思路快速完成故障診斷，使得汽車發(fā)動機電控系統(tǒng)運行更加可靠，進而保證散糧的穩(wěn)定運輸。