汽車維修高級技師

電噴車冷起動困難故障的簡易修復

一、摘要
　　本文主要介紹一部’94曰產(chǎn)藍鳥轎車，由于發(fā)動機ECU的部分控制功能有故障，造成該車冷起動困難，通過增加一個由水溫傳感器和繼電器組成的電路，即使不更換新的ECU這一昂貴電腦部件，也能使該轎車回復良好的起動性能。
　　關(guān)鍵詞：冷起動困難；噴油脈寬；水溫傳感器
　　二、前言
　　汽車電子控制燃油噴射發(fā)動機是機電一體化高新技術(shù)的產(chǎn)物，尤其是發(fā)動機的控制系統(tǒng)，它設置有多個傳感器、執(zhí)行器和電子控制元件�？刂葡到y(tǒng)工作時，各種信號相互交叉滲透，控制進氣、噴油和點火。一旦發(fā)生故障，則癥狀的界限模糊。而且只是局部發(fā)生故障而其他部分仍完好的可能性極高。而控制單元一般都是一個整體，為排除局部故障而去整體更換總成，經(jīng)濟上不合算。所以我們必須全面深刻了解電子控制燃油噴射發(fā)動機的結(jié)構(gòu)原理，掌握有關(guān)功能作用，運用科學的分析方法和維修技巧，制定出切實可行而又經(jīng)濟的維修方案，通過采取一些簡單的補償措施，去彌補這部分的功能作用。以達到排除此局部故障的目的。
　　三、正文
　　(一)故障現(xiàn)象
　　有臺’94曰產(chǎn)藍鳥U13的轎車，發(fā)動機型號為SB20DE，冷起動時，要起動十多次才能著車，起動時踩不踩油門對著車影響不大，熱車相對好一些，起動后發(fā)動機工作一切正常，無其他異�，F(xiàn)象。但這起動困難的現(xiàn)象會大大縮短蓄電池和起動機的使用壽命。
　　(二)故障檢測與分析
　　電子控制燃油噴射系統(tǒng)的發(fā)動機，工作時，通過控制系統(tǒng)不斷地檢測各傳感器輸入的信號，按程序中設定的算法進行運算，計算出最佳噴油量、最佳初級電路導通時間，并轉(zhuǎn)變成控制信號，控制噴油器、點火線圈等執(zhí)行機構(gòu)工作，以控制噴油量和點火提前角。從而使發(fā)動機在各種工況下都能獲得最佳工作狀態(tài)。
　　從汽油發(fā)動機的工作原理可知，要使發(fā)動機能順利著車，必須具備以下條件：①供給的混合氣要符合工作狀況所需的空燃比(濃度)；②工作時要有合適的氣缸壓縮壓力和噴油壓力；③點火時要有足夠的電火花能量。為診斷出上述車輛故障的原因，根據(jù)上述的分析進行如下的檢測：
　　(1)起動發(fā)動機，連續(xù)4次起動，都沒有著車跡象。把油門踏到底，再繼續(xù)起動2次，依然沒有著火跡象。用萬用表測量，起動時蓄電池電壓為11V，屬于正常。用聲音探聽器對著噴油器，起動時可聽到針閥“嗒、嗒”的動作聲，噴油器動作正常。
　　(2)拔掉中央高壓線對著缸蓋約距7mm，起動發(fā)動機試火，高壓線發(fā)出呈藍白色的強火花，聲音響亮、不斷火。拆下4個缸的火花塞，沒有發(fā)現(xiàn)濕潤現(xiàn)象。把火花塞分別插到分火線上，插回中央高壓線試火，發(fā)出火花也正常。
　　(3)拔下燃油泵保險絲，起動3次，釋放燃油壓力，測量冷車狀態(tài)下的氣缸壓力。依次測得4個氣缸的氣缸壓力值為1108kPa、1110kPa、1112kPa、1110kPa，與標準值1226kPa(熱機狀態(tài)下測得)及最小值1030kPa(熱機狀態(tài)下測得)相比較是正常的。
　　(4)測量燃油壓力。把燃油壓力表用三通管連接在汽油濾清器至發(fā)動機輸油管中間，裝回燃油泵保險絲，打開點火開關(guān)，重復一次，看到壓力表讀數(shù)為295kPa，起動時燃油壓力不下降，與標準值294kPa相比是正常的。
　　(5)分析以上測試結(jié)果，發(fā)動機起動時噴油壓力、電火花能量、壓縮壓力等均正常，故障原因可能是混合氣的濃度過稀所致。于是拆開空氣濾清器上蓋，用化油器清洗劑邊加濃、邊起動，結(jié)果一起動，即能著車，再重復2次，都能順利著車，證明上述判斷是正確的。
　　那么，影響混合氣濃度的因素有哪些呢?輔助空氣控制AAC閥、節(jié)氣門傳感器、空氣流量計、水溫傳感器等都有可能。但從該車故障現(xiàn)象和已檢測的結(jié)果分析，起動后發(fā)動機工作正常。發(fā)動機故障燈又沒有亮起，以及參照ECU的故障——保險系統(tǒng)的設置條件，節(jié)氣門傳感器、空氣流量計、水溫傳感器至少沒有存在硬性故障。輔助空氣控制AAC閥也不會在起動時造成混合氣過稀現(xiàn)象。根據(jù)電子控制燃油噴射系統(tǒng)的工作原理，發(fā)動機在起動時，ECU在收到起動信號后，會提供起動加濃補償噴油脈寬，補償量的大小取決于檢測到的發(fā)動機溫度。現(xiàn)在問題是在起動時ECU有沒有收到起動信號?水溫傳感器信號有沒有問題?提供的噴油脈寬補償量夠不夠?參閱BLUEBIRD U13 SR20DE發(fā)動機的線路圖(見附頁)，用萬能表測量ECU的34號腳，在起動時的電壓為llV，證明已有起動信號送至ECU。拔掉水溫傳感器配線插頭，打開點火開關(guān)，測量信號電壓為4.9V，屬于正常。測量此時水溫傳感器的電阻為1.4kΩ。關(guān)閉點火開關(guān)，拆下電池頭，拔掉ECU配線插頭，測量水溫傳感器配線到對應ECU的18號、21號腳接柱，正常導通。裝回配線插頭及電池頭。再更換一個新的水溫傳感器、實測電阻為1.5kΩ，插上配線插頭，起動發(fā)動機，仍然不能馬上著車。說明該車水溫傳感器無問題。
　　(6)用發(fā)動機故障檢測儀測量噴油脈寬，連接好配線，打開點火開關(guān)，點擊菜單進入故障診斷程序。首先，讀取發(fā)動機故障碼，顯示“系統(tǒng)正常”。選擇“讀取數(shù)據(jù)流”顯示當前溫度為30℃起動發(fā)動機，噴油脈寬為8.8ms。由于查不到起動時相關(guān)詳細的噴油脈寬數(shù)據(jù)資料，故只能用另外一臺同一型號的正常車去測取數(shù)據(jù)作為參考。用檢測儀實測得到的不同溫度下正常車起動時的噴油脈寬數(shù)值如表1。
表1
發(fā)動機溫度(℃)        起動時噴油脈寬(ms)
26        12.4
30        11.3
60        9.5
80        9.0
　　(三)故障診斷
　　通過與測得的數(shù)據(jù)對比分析，發(fā)現(xiàn)該車在起動時的噴油脈寬加濃補償痹積常車小了。會不會是ECU自身出了問題呢?為了盡快得出結(jié)論，決定將正常車的ECU與其互換。結(jié)果該車互換ECU后冷起動能順利著車，重復幾次，都能順利起動。而另外一臺“正常車”卻不能馬上起動，要在第四次起動后才能著車。試驗結(jié)果說明了該車冷起動困難就是由于ECU自身存在故障造成的。
　　裝回該車有故障的ECU，拔下水溫傳感器插頭，冷車起動發(fā)動機，著車順利，但此時發(fā)動機故障燈亮起，讀取發(fā)動機故障碼為“13”，表示水溫傳感器故障，表明ECU已啟動故障—保險系統(tǒng)。按20℃時預存值進行起動，此時測得20℃的預存起動噴油脈寬為17.8ms。根據(jù)前面檢查，正常車發(fā)動機在溫度30℃時起動噴油脈寬為11.5ms，而測得該車在當前溫度30℃時，噴油脈寬只為8.7ms，由此得出結(jié)論，在同一溫度下，ECU內(nèi)預存的起動噴油脈寬與依據(jù)水溫傳感器信號所提供的起動噴油脈寬存在一定的差值。
　　這就反映出該ECU在發(fā)動機冷起動時所檢測到的信號，不能運算出對應起動溫度所需要的噴油脈寬，使噴油脈寬減少，造成起動時噴油量減少，令混合氣的濃度變稀，不適應起動狀態(tài)的需要，故要多次起動待混合氣濃度加大了才能著車。
　　起動后發(fā)動機工作一切正常的現(xiàn)象表明，該ECU只是冷起動這部分功能失效而其他功能還是正常的，如更換新的ECU，價錢很昂貴。只是為恢復起動功能而去換新的ECU，既浪費也不值得，能否在不需要換新的ECU的情況下，去克服冷起動困難的故障呢?
　　(四)故障排除
　　根據(jù)水溫傳感器的負溫度變化特性，水溫越低，水溫傳感器的電阻值就越大。令ECU所檢測到輸入信號后，根據(jù)運算提供的噴油脈寬也就越大，使供給發(fā)動機的混合氣越濃。既然有故障的ECU把起動時檢測到的輸入信號變小了，不能運算出足夠的噴油脈寬去提供足夠的燃油，以滿足低溫時需要濃混合氣的要求，那只要我們通過增大水溫傳感器兩端電阻，就可以彌補ECU內(nèi)起動控制部分的故障，令ECU檢測到的信號相應提高，使其本身噴油脈寬相應提高，以滿足起動時的濃度需要。

　　增加電阻值雖能使發(fā)動機在冷狀態(tài)下順利起動，但也會影響起動后發(fā)動機的正常工作。要保證起動后發(fā)動機回復正常工作狀態(tài)，就要考慮冷起動時增加的電阻，在起動后能自動消除，要滿足以上條件，可以通過加裝一個繼電器電路(如圖3)來實現(xiàn)。

　　通過一個五腳繼電器，利用起動信號作為控制電源，在起動時，觸點1—3閉合，把電阻R串聯(lián)在水溫傳感器的回路上增加電阻，實現(xiàn)起動加濃；在起動后，觸點1—3斷開，觸點1—2閉合，恢復原水溫傳感器電阻以滿足發(fā)動機起動后的正常工作不受影響。
　　電阻R的選用，根據(jù)以上的檢測結(jié)果可知，當溫度約為30Ω左右時，2個水溫傳感器的串聯(lián)電阻阻值約為2.5kΩ，此時ECU提供的噴油脈寬可以使冷車順利起動。熱車是否能順利起動呢?根據(jù)對起動時噴油脈寬的檢測結(jié)果分析，從理論上講，只要使電阻R保持不小于一定的阻值，就可以達到熱車順利起動的目的。為實現(xiàn)這一目的，只需將電阻R(1個水溫傳感器)安置在不受發(fā)動機溫度影響的位置，使總的電阻值在起動時，能讓ECU按收到的水溫信號提供足夠的噴油脈寬，滿足順利起動即可。以熱車發(fā)動機80℃時為例，水溫傳感器標準電阻為330Ω，外界溫度在29℃時，電阻R約1.3kΩ，此時的總阻值約1.63kΩ，在起動時ECU提供的噴油脈寬將為11.0ms左右，可以使發(fā)動機順利起動。
　　把電阻R(1個水溫傳感器)、繼電器用導線按照改裝后的電路圖(如圖3)安裝好。為保證電阻R在起動時保持不小于一定的阻值，把電阻R安置在ECU旁邊，以避免受發(fā)動機溫度的影響。然后，起動發(fā)動機，一次就能順利起動，重復一次，測得此時的起動噴油脈寬為11.1ms，溫度顯示為34℃。讓發(fā)動機曖機，使水溫達到80℃，關(guān)閉點火開關(guān)，重新起動，順利著車，測得起動噴油脈寬為9.1ms，重復多次，都能順順利利起動。實驗證明，電阻R選用1個水溫傳感器是可行的。讓發(fā)動機再次降溫、試車，冷、熱狀態(tài)下發(fā)動機都可以順利起動，故障排除。
　　(五)維修后的效果
　　該車經(jīng)過加裝電阻后，冷熱狀態(tài)下發(fā)動機都能順利起動，發(fā)動機的正常工作性能沒有受到影響，恢復了該車的正常使用。從維修至今仍在繼續(xù)運行，再沒有出現(xiàn)過冷起動困難的故障，實踐證明這次維修是成功的，加裝的設備是有效的。而且經(jīng)濟效益也相當可觀，因為換ECU的費用約6500元，而改裝所需的材料費不足130元，大大降低了維修費用。
　　(六)結(jié)論
　　綜上所述，當遇上冷起動困難，且只是ECU冷起動這部分控制功能失效，而其他功能正常的故障時，我們就不必考慮更換整個ECU系統(tǒng)，而只需在溫度傳感器上再串聯(lián)一個適當阻值的電阻，就可以解決冷起動困難的故障。
　　以上用了較多篇幅敘述轎車故障排除的方法，是為了更具體論述一個觀點，就是當貴重的電腦元件有故障時，不一定非要采用更換的做法。尤其只是某部分功能有問題，而其他功能還是完好時，可否通過某種適當?shù)拇胧�，去恢復其有問題的那部分功能，用簡單修復的方法，達到既解決問題又節(jié)約費用的效果。

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