《汽車綜合故障診斷與維修》課件-項目二：任務(wù)3發(fā)動機運行不良故障診斷與排除

任務(wù)3發(fā)動機運行不良故障診斷與排除項目二：發(fā)動機管理系統(tǒng)故障診斷與排除《汽車綜合故障診斷與維修》CONTENTS目錄1學(xué)習(xí)目標3知識鏈接2任務(wù)導(dǎo)入4任務(wù)實施知識目標能力目標素質(zhì)目標一學(xué)習(xí)目標（1）了解發(fā)動機運行不良故障的常見原因；（2）掌握汽車點火線圈、噴油器的結(jié)構(gòu)和工作原理；（3）掌握汽車節(jié)氣門、油門踏板的結(jié)構(gòu)和工作原理；（4）掌握發(fā)動機運轉(zhuǎn)不良故障的診斷方法。（1）能對車輛運行不良常見故障成因進行判斷分析；（2）能制定車輛運行不良常見故障的診斷流程；（3）能使用故障診斷檢測設(shè)備進行故障的診斷與排除。（1）培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維能力和創(chuàng)新能力；（2）具備誠信、嚴謹、規(guī)范、求真的職業(yè)精神；（3）培養(yǎng)能主動獲取信息、團隊協(xié)作與溝通交流能力；二任務(wù)導(dǎo)入一輛轎車，起動車輛時可以正常起動，但起動后出現(xiàn)怠速抖動、而且猛踩加速踏板時不能達到最高速。請制定出故障的診斷流程，并對本車輛進行維修，填寫故障診斷排除報告。知識鏈接點火線圈工作原理如圖所示為點火線圈控制電路，主要包括供電、控制信號及搭鐵線，只有供電、控制信號、搭鐵都正常的情況下，點火線圈才能正常工作，其中T4t/1號端子為次級繞組的搭鐵端，其標準的對搭鐵電壓為0V，該線路長期處于斷路狀態(tài)會導(dǎo)致點火線圈中的點火模塊過早燒壞；發(fā)動機控制單元J623通過T4t/2號端子為點火線圈提供控制信號，該信號的標準對搭鐵波形為0—5V的方波；T4t/3號端子為點火線圈的點火模塊提供搭鐵信號，其標準的對搭鐵電壓為0V；T4t/4號端子為點火線圈提供電源，其標準的對搭鐵電壓為蓄電池電源電壓。三知識鏈接噴油器工作原理三

1.低壓噴油器噴油器的作用是根據(jù)電控單元的指令將燃油以霧狀的形態(tài)噴入進氣管內(nèi)。如圖所示，噴油器一般由殼體、電磁線圈、復(fù)位彈簧、銜鐵、針閥和濾網(wǎng)等組成。知識鏈接噴油器工作原理三

1.低壓噴油器電控單元的噴油控制信號將噴油器的電磁線圈與電源回路接通。電磁線圈有電流通過便產(chǎn)生磁場，磁芯被吸引，同磁芯為一體的針閥向上移動碰到調(diào)整墊時，針閥全開，燃油從噴口噴出。當沒有電流通過電磁線圈時，在彈簧的作用下，使針閥下移壓在閥座上并起密封作用。噴油器的噴油量與針閥行程、噴口面積、噴油環(huán)境壓力及燃油壓力等因素有關(guān)，但這些因素一旦確定后，噴油量就由針閥的開啟時間，即電磁線圈的通電時間來決定。知識鏈接噴油器工作原理三

1.低壓噴油器噴油器控制電路如圖所示，電路組成一般包括一根電源線和一根控制線，通常采用搭鐵方式通過發(fā)動機控制模塊搭鐵電路來接通和切斷噴油器電路。知識鏈接噴油器工作原理三

1.低壓噴油器如圖所示電壓驅(qū)動型噴油器控制電路，在打開點火開關(guān)或發(fā)動機工作時，向噴油器電磁線圈提供電源(+B)，而噴油器是否通電噴油則取決于發(fā)動機控制單元ECU是否提供搭鐵信馬。當發(fā)動機控制模塊根據(jù)傳感器的信號計算分析并確定該噴油時，控制接通噴油器的搭鐵電路，噴油器開始噴油;當噴油器斷電時噴油器停止噴油，此時，噴油器電磁線圈中會感應(yīng)出一個較高的尖峰電壓。發(fā)動機控制模塊每輸出一次噴油脈沖信號，噴油器便噴油一次。知識鏈接噴油器工作原理三

1.低壓噴油器噴油器控制信號的標準波形如圖，圖中高電平應(yīng)為電源電壓,低電平約為0V；低電位持續(xù)時間的長短反映了噴油器的噴油脈寬，應(yīng)與發(fā)動機工況一致，一般在怠速時，每循環(huán)噴油脈寬為1～5ms；尖峰電壓的高低反映了噴油器電磁線圈的質(zhì)量,通常情況下尖峰電壓為30～100V。知識鏈接噴油器工作原理三

2.高壓噴油器高壓噴油器的控制與低壓噴油器不同，高壓噴油器的兩端都由發(fā)動機ECU控制，其控制電路如圖所示。供電控制由發(fā)動機內(nèi)部的升壓電路控制，高壓噴油器的工作電壓比低壓噴油器高得多，需要約60～80V的電壓，由發(fā)動機ECU內(nèi)部升壓電路提供。高壓噴油器搭鐵控制與低壓噴油器控制方法相同，由發(fā)動機ECU控制高壓噴油器的搭鐵，其控制波形如圖所示。知識鏈接噴油器工作原理三

2.高壓噴油器如圖所示，發(fā)動機控制模塊內(nèi)部有DC/DC變壓器模塊，將12V轉(zhuǎn)換成90V，通過90V電壓來驅(qū)動噴油器，開啟時，電容將通過噴油器放電，來使噴油器開啟；之后，噴油器將利用系統(tǒng)的電壓（12V)來維持開啟的狀態(tài)，同時電容將再次充電來供下一次噴油器開啟使用。知識鏈接電子節(jié)氣門系統(tǒng)工作原理三

1.加速踏板位置傳感器邁騰B8的加速踏板位置傳感器有兩個，分別為G79和G185，如圖2-50所示。傳感器G79的供電是T6bf/2端子，搭鐵是T6bf/3端子，輸出信號是T6bf/4端子；傳感器G185的供電是T6bf/1端子，搭鐵是T6bf/5端子，輸出信號是T6bf/6端子。知識鏈接電子節(jié)氣門系統(tǒng)工作原理三

2.電子節(jié)氣門體邁騰B8發(fā)動機節(jié)氣門體由兩個位置傳感器和一個直流電動機組成，如圖2-51所示。兩個節(jié)氣門位置傳感器分別是G187和G188，節(jié)氣門直流電動機是G186,傳感器G187的信號輸出是通過T6e/4端子，傳感器G188的信號輸出是通過T6e/1端子，端子T6e/2是兩個傳感器的公共供電，端子T6e/6是兩個傳感器的公共搭鐵，直流電動機G186的驅(qū)動端子是T6e/3和T6e/5。知識鏈接電子節(jié)氣門系統(tǒng)工作原理三（1）邁騰B8電子節(jié)氣門系統(tǒng)的工作原理邁騰B8電子節(jié)氣門系統(tǒng)的控制過程如下：正常情況下踩加速踏板時，加速踏板位置傳感器產(chǎn)生的信號輸送給發(fā)動機控制單元J623，J623根據(jù)加速踏板位置傳感器信號的變化量和變化率判斷駕駛員的意圖，并結(jié)合發(fā)動機的運行工況計算出對發(fā)動機轉(zhuǎn)矩的基本需求，得到相應(yīng)的節(jié)氣門轉(zhuǎn)角的基本值。然后再經(jīng)過各CAN總線通信系統(tǒng)及車輛各控制單元，獲取其他工況信息以及各種傳感器信號，如發(fā)動機轉(zhuǎn)速、擋位、節(jié)氣門位置、空調(diào)能耗等信息，由此計算出車輛所需求的全部轉(zhuǎn)矩，通過對節(jié)氣門轉(zhuǎn)角基本值的修正，得到節(jié)氣門的最佳開度期望值，發(fā)動機控制單元J623依據(jù)最佳開度期望值，通過調(diào)節(jié)脈寬調(diào)制信號的占空比來控制直流電動機轉(zhuǎn)角的大小，電動機方向則是由和節(jié)氣門相連的復(fù)位彈簧控制的。電動機輸出轉(zhuǎn)矩和脈寬調(diào)制信號的占空比成正比。當占空比一定，電動機輸出轉(zhuǎn)矩與回位彈簧阻力矩保持平衡時，節(jié)氣門開度不變；當占空比增大時，電動機驅(qū)動力矩克服回位彈簧阻力矩，節(jié)氣門開度增大；反之，當占空比減小時，電動機輸出轉(zhuǎn)矩和節(jié)氣門開度也隨之減小并把相應(yīng)的信號發(fā)送到驅(qū)動電路模塊，驅(qū)動控制電動機使節(jié)氣門達到最佳的開度位置。節(jié)氣門位置傳感器則把節(jié)氣門的開度信號反饋給節(jié)氣門控制單元，形成閉環(huán)控制。知識鏈接電子節(jié)氣門系統(tǒng)工作原理三（1）邁騰B8電子節(jié)氣門系統(tǒng)的工作原理當每次打開點火開關(guān)，發(fā)動機控制單元J623都會對電子節(jié)氣門體進行自檢，由如圖所示控制原理示意圖可知，當打開點火開關(guān)時，J623內(nèi)的CPU會通過其4號端子檢測T105/91號端子的對搭鐵電壓，如果其電壓是2.5V，說明從J623內(nèi)的鏈接T105/90號端子的2.5V電源到T105/90號端子,到G186的T6e/5號端子，到節(jié)氣門電機G186，到G186的T6e/3號端子，到J623的T105/90號端子是導(dǎo)通的，此時J623內(nèi)的CPU會通過其1號端子控制晶體管V1導(dǎo)通，通過其5號端子控制晶體管V4導(dǎo)通，給節(jié)氣門電動機G186一個驅(qū)動電壓脈沖，G186轉(zhuǎn)動會帶動節(jié)氣門打開一定角度（此時電子節(jié)氣門處會發(fā)出“咔咔”聲），此時節(jié)氣門位置傳感器G187和G188會把節(jié)氣門相應(yīng)的位置信號傳遞給J623。如果在整個過程中信息都正常，當發(fā)動機起動后，儀表上的EPC燈會熄滅，加速正常。知識鏈接電子節(jié)氣門系統(tǒng)工作原理三（2）電子節(jié)氣門系統(tǒng)的故障分析加速踏板位置有兩個位置傳感器同時工作，如果G185信號異常，會導(dǎo)致EPC燈長亮發(fā)動機無法加速，如果G79信號異常會導(dǎo)致EPC燈長亮但發(fā)動機加速正常，如果G185和G79同時損壞，也會導(dǎo)致EPC燈長亮發(fā)動機無法加速。節(jié)氣門位置傳感器G188和G187單個信號出現(xiàn)異常時，會導(dǎo)致EPC燈長亮但發(fā)動機加速正常，如果兩個節(jié)氣門位置傳感器同時損壞會導(dǎo)致EPC燈長亮發(fā)動機無法加速，同時發(fā)動機怠速會提高到1000r/min左右。當節(jié)氣門電動機G186及其線路故障，會導(dǎo)致EPC燈長亮發(fā)動機無法加速，同時發(fā)動機怠速會提高到1400r/min左右。知識鏈接燃油壓力調(diào)節(jié)閥工作原理三如果燃油壓力調(diào)節(jié)閥N276出現(xiàn)故障，將影響系統(tǒng)的運行，如果該電磁閥持續(xù)打開，將造成燃油系統(tǒng)壓力過低（相當于低壓燃油系統(tǒng)壓力）；如果該電磁閥持續(xù)關(guān)閉，則將造成高壓燃油系統(tǒng)壓力為零，發(fā)動機無法運行；如果因為控制信號故障，將可能導(dǎo)致高壓系統(tǒng)壓力過大或過小。如圖所示為燃油壓力調(diào)節(jié)閥控制電路，J623的T105/92號端子與燃油壓力調(diào)節(jié)閥N276的T2f/2相連，為燃油壓力調(diào)節(jié)閥提供脈沖電壓電源；J623的T105/93號端子直接與燃油壓力調(diào)節(jié)閥N276的T2f/1相連，作為燃油壓力調(diào)節(jié)閥的控制端，燃油壓力調(diào)節(jié)閥控制信號采用PWM信號進行控制。知識鏈接故障分析起動發(fā)動機，讓發(fā)動機怠速運轉(zhuǎn)，觀察發(fā)動機運轉(zhuǎn)是否平穩(wěn)，轉(zhuǎn)速是否偏高或偏低；起動發(fā)動機，踩加速踏板，觀察發(fā)動機轉(zhuǎn)速是否能到達規(guī)定的空載最高轉(zhuǎn)速。如果發(fā)動機的抖動與發(fā)動機的轉(zhuǎn)速同步，說明是發(fā)動機缺缸造成的抖動。如果是發(fā)動機的轉(zhuǎn)速在一定的范圍內(nèi)上下“忽悠”，說明怠速空氣控制系統(tǒng)存在控制偏差故障。如果發(fā)動機轉(zhuǎn)速低并且伴隨輕微的抖動，則說明怠速時發(fā)動機動力性不足，這與進氣量、點火正時、點火能量、噴油正時、噴油量、換氣效率、氣缸壓力等都有很密切的關(guān)系。如果發(fā)動機怠速轉(zhuǎn)速過高，則與進氣量、點火正時、噴油量等都有很密切的關(guān)系?，F(xiàn)在很多車輛空載時都會對發(fā)動機的最高轉(zhuǎn)速有所限制，一般都是通過斷油實施控制。如果踩加速踏板時，發(fā)動機轉(zhuǎn)速能上升到最高設(shè)計轉(zhuǎn)速，說明發(fā)動機加速性能良好。如果在加速過程中，在某個轉(zhuǎn)速就出現(xiàn)無法提高轉(zhuǎn)速的問題，則說明發(fā)動機控制系統(tǒng)存在故障，導(dǎo)致發(fā)動機功率無法提升。一般與高壓燃油控制系統(tǒng)和EPC系統(tǒng)出現(xiàn)故障有關(guān)，發(fā)動機控制模塊將發(fā)動機轉(zhuǎn)速控制在安全范圍下，不再增加噴油。三任務(wù)實施案例1.點火線圈控制線路斷路故障檢修1.故障現(xiàn)象四一輛邁騰B8車輛，打開點火開關(guān)，儀表顯示無異常，著車后，發(fā)動機抖動，且抖動與發(fā)動機轉(zhuǎn)速同步，儀表排氣故障指示燈長亮。任務(wù)實施案例1.點火線圈控制線路斷路故障檢修2.故障原因四現(xiàn)象分析：由于抖動與發(fā)動機轉(zhuǎn)速同步，說明極有可能是發(fā)動機缺缸造成的，可能原因為：某氣缸噴油器或其電路故障、某氣缸點火線圈或其電路故障、火花塞故障等。如果有相關(guān)故障碼提示，就按照故障碼的提示進行診斷；如果沒有相關(guān)故障碼提示，則需要分析故障現(xiàn)象，讀取相關(guān)的數(shù)據(jù)流和尾氣排放數(shù)值，發(fā)現(xiàn)異常數(shù)據(jù)，實施診斷。任務(wù)實施案例1.點火線圈控制線路斷路故障檢修3.故障診斷流程四第一步：掃描網(wǎng)關(guān)，讀取故障碼。結(jié)果分析：打開點火開關(guān)，用解碼器掃描網(wǎng)關(guān)，讀取故障碼，發(fā)現(xiàn)有以下故障碼：P230200，二次回路點火線圈1功能失效-主動靜態(tài)。通過以上故障碼可以看出，是1缸點火線圈或其電路故障造成的發(fā)動機缺缸。任務(wù)實施案例1.點火線圈控制線路斷路故障檢修四第二步：分別測量1缸點火線圈N70的供電、搭鐵及控制信號。測量N70的4號端子對搭鐵電壓，標準值為+B，實測值如圖所示，為11.85V，結(jié)果正常。測量N70的1號端子對搭鐵電壓，標準值為0V，實測值如圖所示，為0V，結(jié)果正常。任務(wù)實施案例1.點火線圈控制線路斷路故障檢修四第二步：分別測量1缸點火線圈N70的供電、搭鐵及控制信號。測量N70的2號端子對搭鐵波形，標準值為0—5V方波，如圖所示；實測值為0V，如圖所示。測試結(jié)果異常，說明N70接收控制單元控制信號異常，下一步測J623控制單元控制信號輸出。任務(wù)實施案例1.點火線圈控制線路斷路故障檢修四第三步：測量發(fā)動機控制單元J623的T105/76號端子對搭鐵波形，標準為0—5V方波信號，實測如圖所示，正常。1缸點火線圈N70的2號端子至發(fā)動機控制單元J623的T105/76號端子，一端波形為0V直線，一端為0—5V的方波信號，對比說明N70的2號端子至發(fā)動機控制單元J623的T105/76號端子線路斷路，修復(fù)故障后，抖動現(xiàn)象消失。任務(wù)實施案例2.噴油器正極線路斷路故障檢修1.故障現(xiàn)象四一輛邁騰B8車輛，打開點火開關(guān)，方向盤解鎖，儀表顯示無異常，著車后，紅色發(fā)動機故障指示燈點亮，其余均正常。任務(wù)實施案例2.噴油器正極線路斷路故障檢修2.故障分析四現(xiàn)象分析：由于抖動與發(fā)動機轉(zhuǎn)速同步，說明極有可能是發(fā)動機缺缸造成的，可能原因為：某氣缸噴油器或其電路故障；某氣缸火花塞、點火模塊或其電路故障；某氣缸密封性或進排氣故障。如果有相關(guān)故障碼提示，按照故障碼的提示進行診斷；如果沒有故障碼提示，則需要分析故障現(xiàn)象，讀取相關(guān)的數(shù)據(jù)流實施診斷。任務(wù)實施案例2.噴油器正極線路斷路故障檢修3.故障診斷流程四第一步：掃描網(wǎng)關(guān)，讀取故障碼。結(jié)果分析：打開點火開關(guān)，用解碼器掃描網(wǎng)關(guān)，讀取故障碼，發(fā)現(xiàn)有以下故障碼：00514：氣缸2噴射閥-N31電路電氣故障00768：檢測到不發(fā)火00770：氣缸2檢測到不發(fā)火通過以上故障碼可以看出，是1缸點火線圈或其電路故障造成的發(fā)動機缺缸。通過以上故障碼可以看出，是2缸噴油器或其電路故障造成發(fā)動機缺缸，可能原因為：①噴油器自身故障；②噴油器與發(fā)動機控制單元之間電路故障；③發(fā)動機控制單元自身故障。任務(wù)實施案例2.噴油器正極線路斷路故障檢修3.故障診斷流程四第二步：讀取相關(guān)數(shù)據(jù)組，以確定故障所在。結(jié)果分析：在發(fā)動機運行過程中，讀取失火數(shù)（14/3、15/1、15/2、15/3、16/1）數(shù)據(jù)流：14/3（失火計數(shù)器）：0→474（異常），標準：4→815/1（氣缸1計數(shù)器）：0（正常）15/2（氣缸2計數(shù)器）：0→474（異常）15/3（氣缸3計數(shù)器）：0（正常）16/1（氣缸4計數(shù)器）：0（正常）通過以上數(shù)據(jù)流可以看出，是2缸噴油器或其電路故障造成發(fā)動機缺缸，可能原因為：①噴油器自身故障；②噴油器與發(fā)動機控制單元之間電路故障；③發(fā)動機控制單元自身故障；④2缸點火系統(tǒng)故障造成2缸噴油器中斷燃油噴射。任務(wù)實施案例2.噴油器正極線路斷路故障檢修3.故障診斷流程四第三步：對噴油器進行執(zhí)行元件診斷測試，以確定故障所在。結(jié)果分析：注意：在不采用讀取故障碼而采用數(shù)據(jù)流的情況下需要進行該步測試。打開點火開關(guān)，用解碼器進行執(zhí)行元件診斷測試，發(fā)現(xiàn)2缸噴油器不動作，其他缸噴油器工作正常。說明：2缸噴油器的確不能正常工作，可能原因為：①噴油器自身故障；②噴油器與發(fā)動機控制單元之間電路故障；③發(fā)動機控制單元自身故障。任務(wù)實施案例2.噴油器正極線路斷路故障檢修3.故障診斷流程四第四步：測量2缸噴油器的驅(qū)動信號，確定故障所在。結(jié)果分析：在雙噴射系統(tǒng)中，發(fā)動機控制單元對噴油器的正極和負極同時進行控制，因此要想測量能正確反映噴油器工作狀況的驅(qū)動信號波形，最好是示波器的負極檢測探針連接到噴油器負極信號線上；示波器的正極檢測探針連接到噴油器的正極信號線上。起動發(fā)動機時，用示波器測量噴油器T8e/3、T8e/4端子之間的信號波形，正常情況下，應(yīng)可以檢測到如圖所示的標準波形。實測結(jié)果噴油器波形始終為一條直線（電壓幅值為零）。說明噴油器兩端沒有電壓降?？赡茉驗椋孩侔l(fā)動機控制單元存在故障，未發(fā)出控制信號；②發(fā)動機控制單元與噴油器之間電路存在斷路故障；③噴油器自身斷路故障。任務(wù)實施案例2.噴油器正極線路斷路故障檢修3.故障診斷流程四第五步：測量2缸噴油器正極電路對搭鐵波形（過渡插頭T8e/3）。結(jié)果分析：起動發(fā)動機時，用示波器測量噴油器過渡插頭T8e/3號端子對搭鐵波形，正常情況下，應(yīng)可以檢測到如圖所示的波形。實測結(jié)果噴油器波形始終為0V一條直線。說明噴油器沒有得到正極電源供給，可能原因為：①發(fā)動機控制單元存在故障，未發(fā)出正極控制信號；②發(fā)動機控制單元T105/23號端子與噴油器T8e/3號端子之間電路存在斷路故障。任務(wù)實施案例2.噴油器正極線路斷路故障檢修3.故障診斷流程四第六步：測量2缸噴油器正極電路對搭鐵波形（控制單元T105/23端子）。結(jié)果分析：起動發(fā)動機時，用示波器測量控制單元T105/23號端子對搭鐵波形如圖所示，實際測得波形正常，說明J623正常發(fā)出高壓信號，但噴油器正極端過渡插頭沒有收到，說明導(dǎo)線之間存在斷路。檢修電路后故障排除，發(fā)動機性能恢復(fù)正常。任務(wù)實施案例2.噴油器正極線路斷路故障檢修3.故障診斷流程四第二步：讀取相關(guān)數(shù)據(jù)組，以確定故障所在。結(jié)果分析：在發(fā)動機運行過程中，讀取失火數(shù)（14/3、15/1、15/2、15/3、16/1）數(shù)據(jù)流：14/3（失火計數(shù)器）：0→474（異常），標準：4→815/1（氣缸1計數(shù)器）：0（正常）15/2（氣缸2計數(shù)器）：0→474（異常）15/3（氣缸3計數(shù)器）：0（正常）16/1（氣缸4計數(shù)器）：0（正常）通過以上數(shù)據(jù)流可以看出，是2缸噴油器或其電路故障造成發(fā)動機缺缸，可能原因為：①噴油器自身故障；②噴油器與發(fā)動機控制單元之間電路故障；③發(fā)動機控制單元自身故障；④2缸點火系統(tǒng)故障造成2缸噴油器中斷燃油噴射。任務(wù)實施案例3.節(jié)氣門信號線路斷路故障檢修1.故障現(xiàn)象四一輛邁騰B8車輛，打開點火開關(guān)，方向盤解鎖正常，儀表顯示無異常；發(fā)動機起動后，怠速抖動，轉(zhuǎn)速在較大范圍內(nèi)波動；儀表EPC指示燈長亮，加速時，發(fā)動機轉(zhuǎn)速不能達到2800r/min。任務(wù)實施案例3.節(jié)氣門信號線路斷路故障檢修2.故障分析四由于怠速時發(fā)動機抖動且轉(zhuǎn)速是在較大范圍內(nèi)上下波動，可能為進氣量時大時小、或者混合氣時稀時濃、點火正時時早時晚等造成發(fā)動機的動力時大時小。故障原因有：進排氣系統(tǒng)故障、燃油供給系統(tǒng)故障、點火系統(tǒng)故障、發(fā)動機電控系統(tǒng)故障、機械故障等。如果有相關(guān)故障碼提示，就按照故