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汽車維修論文|電噴車?yán)淦饎?dòng)困難故障的簡(jiǎn)易修復(fù)
電噴車?yán)淦饎?dòng)困難故障的簡(jiǎn)易修復(fù)
一、摘要
本文主要介紹一部’94曰產(chǎn)藍(lán)鳥轎車，由于發(fā)動(dòng)機(jī)ECU的部分控制功能有故障，造成該車?yán)淦饎?dòng)困難，通過增加一個(gè)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(fù)良好的起動(dòng)性能。
關(guān)鍵詞：冷起動(dòng)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(dòng)機(jī)是機(jī)電一體化高新技術(shù)的產(chǎn)物，尤其是發(fā)動(dòng)機(jī)的控制系統(tǒng)，它設(shè)置有多個(gè)傳感器、執(zhí)行器和電子控制元件。控制系統(tǒng)工作時(shí)，各種信號(hào)相互交叉滲透，控制進(jìn)氣、噴油和點(diǎn)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(gè)整體，為排除局部故障而去整體更換總成，經(jīng)濟(jì)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(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)原理，掌握有關(guān)功能作用，運(yùn)用科學(xué)的分析方法和維修技巧，制定出切實(shí)可行而又經(jīng)濟(jì)的維修方案，通過采取一些簡(jiǎn)單的補(bǔ)償措施，去彌補(bǔ)這部分的功能作用。以達(dá)到排除此局部故障的目的。
三、正文
(一)故障現(xiàn)象
有臺(tái)’94曰產(chǎn)藍(lán)鳥U13的轎車，發(fā)動(dòng)機(jī)型號(hào)為SB20DE，冷起動(dòng)時(shí)，要起動(dòng)十多次才能著車，起動(dòng)時(shí)踩不踩油門對(duì)著車影響不大，熱車相對(duì)好一些，起動(dòng)后發(fā)動(dòng)機(jī)工作一切正常，無其他異�，F(xiàn)象。但這起動(dòng)困難的現(xiàn)象會(huì)大大縮短蓄電池和起動(dòng)機(jī)的使用壽命。
(二)故障檢測(cè)與分析
電子控制燃油噴射系統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)，工作時(shí)，通過控制系統(tǒng)不斷地檢測(cè)各傳感器輸入的信號(hào)，按程序中設(shè)定的算法進(jìn)行運(yùn)算，計(jì)算出最佳噴油量、最佳初級(jí)電路導(dǎo)通時(shí)間，并轉(zhuǎn)變成控制信號(hào)，控制噴油器、點(diǎn)火線圈等執(zhí)行機(jī)構(gòu)工作，以控制噴油量和點(diǎn)火提前角。從而使發(fā)動(dòng)機(jī)在各種工況下都能獲得最佳工作狀態(tài)。
從汽油發(fā)動(dòng)機(jī)的工作原理可知，要使發(fā)動(dòng)機(jī)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(shí)要有合適的氣缸壓縮壓力和噴油壓力；③點(diǎn)火時(shí)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(jìn)行如下的檢測(cè)：
(1)起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，連續(xù)4次起動(dòng)，都沒有著車跡象。把油門踏到底，再繼續(xù)起動(dòng)2次，依然沒有著火跡象。用萬用表測(cè)量，起動(dòng)時(shí)蓄電池電壓為11V，屬于正常。用聲音探聽器對(duì)著噴油器，起動(dòng)時(shí)可聽到針閥“嗒、嗒”的動(dòng)作聲，噴油器動(dòng)作正常。
(2)拔掉中央高壓線對(duì)著缸蓋約距7mm，起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)試火，高壓線發(fā)出呈藍(lán)白色的強(qiáng)火花，聲音響亮、不斷火。拆下4個(gè)缸的火花塞，沒有發(fā)現(xiàn)濕潤(rùn)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(xiǎn)絲，起動(dòng)3次，釋放燃油壓力，測(cè)量冷車狀態(tài)下的氣缸壓力。依次測(cè)得4個(gè)氣缸的氣缸壓力值為1108kPa、1110kPa、1112kPa、1110kPa，與標(biāo)準(zhǔn)值1226kPa(熱機(jī)狀態(tài)下測(cè)得)及最小值1030kPa(熱機(jī)狀態(tài)下測(cè)得)相比較是正常的。
(4)測(cè)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(dòng)機(jī)輸油管中間，裝回燃油泵保險(xiǎn)絲，打開點(diǎn)火開關(guān)，重復(fù)一次，看到壓力表讀數(shù)為295kPa，起動(dòng)時(shí)燃油壓力不下降，與標(biāo)準(zhǔn)值294kPa相比是正常的。
(5)分析以上測(cè)試結(jié)果，發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)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(dòng)，結(jié)果一起動(dòng)，即能著車，再重復(fù)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(jì)、水溫傳感器等都有可能。但從該車故障現(xiàn)象和已檢測(cè)的結(jié)果分析，起動(dòng)后發(fā)動(dòng)機(jī)工作正常。發(fā)動(dòng)機(jī)故障燈又沒有亮起，以及參照ECU的故障——保險(xiǎn)系統(tǒng)的設(shè)置條件，節(jié)氣門傳感器、空氣流量計(jì)、水溫傳感器至少?zèng)]有存在硬性故障。輔助空氣控制AAC閥也不會(huì)在起動(dòng)時(shí)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(dòng)機(jī)在起動(dòng)時(shí)，ECU在收到起動(dòng)信號(hào)后，會(huì)提供起動(dòng)加濃補(bǔ)償噴油脈寬，補(bǔ)償量的大小取決于檢測(cè)到的發(fā)動(dòng)機(jī)溫度。現(xiàn)在問題是在起動(dòng)時(shí)ECU有沒有收到起動(dòng)信號(hào)?水溫傳感器信號(hào)有沒有問題?提供的噴油脈寬補(bǔ)償量夠不夠?參閱BLUEBIRD U13 SR20DE發(fā)動(dòng)機(jī)的線路圖(見附頁(yè))，用萬能表測(cè)量ECU的34號(hào)腳，在起動(dòng)時(shí)的電壓為llV，證明已有起動(dòng)信號(hào)送至ECU。拔掉水溫傳感器配線插頭，打開點(diǎn)火開關(guān)，測(cè)量信號(hào)電壓為4.9V，屬于正常。測(cè)量此時(shí)水溫傳感器的電阻為1.4kΩ。關(guān)閉點(diǎn)火開關(guān)，拆下電池頭，拔掉ECU配線插頭，測(cè)量水溫傳感器配線到對(duì)應(yīng)ECU的18號(hào)、21號(hào)腳接柱，正常導(dǎo)通。裝回配線插頭及電池頭。再更換一個(gè)新的水溫傳感器、實(shí)測(cè)電阻為1.5kΩ，插上配線插頭，起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，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(dòng)機(jī)故障檢測(cè)儀測(cè)量噴油脈寬，連接好配線，打開點(diǎn)火開關(guān)，點(diǎn)擊菜單進(jìn)入故障診斷程序。首先，讀取發(fā)動(dòng)機(jī)故障碼，顯示“系統(tǒng)正常”。選擇“讀取數(shù)據(jù)流”顯示當(dāng)前溫度為30℃起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，噴油脈寬為8.8ms。由于查不到起動(dòng)時(shí)相關(guān)詳細(xì)的噴油脈寬數(shù)據(jù)資料，故只能用另外一臺(tái)同一型號(hào)的正常車去測(cè)取數(shù)據(jù)作為參考。用檢測(cè)儀實(shí)測(cè)得到的不同溫度下正常車起動(dòng)時(shí)的噴油脈寬數(shù)值如表1。
表1
發(fā)動(dòng)機(jī)溫度(℃) 起動(dòng)時(shí)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(cè)得的數(shù)據(jù)對(duì)比分析，發(fā)現(xiàn)該車在起動(dòng)時(shí)的噴油脈寬加濃補(bǔ)償痹積常車小了。會(huì)不會(huì)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(dòng)能順利著車，重復(fù)幾次，都能順利起動(dòng)。而另外一臺(tái)“正常車”卻不能馬上起動(dòng)，要在第四次起動(dòng)后才能著車。試驗(yàn)結(jié)果說明了該車?yán)淦饎?dòng)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(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，著車順利，但此時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)故障燈亮起，讀取發(fā)動(dòng)機(jī)故障碼為“13”，表示水溫傳感器故障，表明ECU已啟動(dòng)故障—保險(xiǎn)系統(tǒng)。按20℃時(shí)預(yù)存值進(jìn)行起動(dòng)，此時(shí)測(cè)得20℃的預(yù)存起動(dòng)噴油脈寬為17.8ms。根據(jù)前面檢查，正常車發(fā)動(dòng)機(jī)在溫度30℃時(shí)起動(dòng)噴油脈寬為11.5ms，而測(cè)得該車在當(dāng)前溫度30℃時(shí)，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(yù)存的起動(dòng)噴油脈寬與依據(jù)水溫傳感器信號(hào)所提供的起動(dòng)噴油脈寬存在一定的差值。
這就反映出該ECU在發(fā)動(dòng)機(jī)冷起動(dòng)時(shí)所檢測(cè)到的信號(hào)，不能運(yùn)算出對(duì)應(yīng)起動(dòng)溫度所需要的噴油脈寬，使噴油脈寬減少，造成起動(dòng)時(shí)噴油量減少，令混合氣的濃度變稀，不適應(yīng)起動(dòng)狀態(tài)的需要，故要多次起動(dòng)待混合氣濃度加大了才能著車。
起動(dòng)后發(fā)動(dòng)機(jī)工作一切正常的現(xiàn)象表明，該ECU只是冷起動(dòng)這部分功能失效而其他功能還是正常的，如更換新的ECU，價(jià)錢很昂貴。只是為恢復(fù)起動(dòng)功能而去換新的ECU，既浪費(fèi)也不值得，能否在不需要換新的ECU的情況下，去克服冷起動(dòng)困難的故障呢?
(四)故障排除
根據(jù)水溫傳感器的負(fù)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(cè)到輸入信號(hào)后，根據(jù)運(yùn)算提供的噴油脈寬也就越大，使供給發(fā)動(dòng)機(jī)的混合氣越濃。既然有故障的ECU把起動(dòng)時(shí)檢測(cè)到的輸入信號(hào)變小了，不能運(yùn)算出足夠的噴油脈寬去提供足夠的燃油，以滿足低溫時(shí)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(bǔ)ECU內(nèi)起動(dòng)控制部分的故障，令ECU檢測(cè)到的信號(hào)相應(yīng)提高，使其本身噴油脈寬相應(yīng)提高，以滿足起動(dòng)時(shí)的濃度需要。
增加電阻值雖能使發(fā)動(dòng)機(jī)在冷狀態(tài)下順利起動(dòng)，但也會(huì)影響起動(dòng)后發(fā)動(dòng)機(jī)的正常工作。要保證起動(dòng)后發(fā)動(dòng)機(jī)回復(fù)正常工作狀態(tài)，就要考慮冷起動(dòng)時(shí)增加的電阻，在起動(dòng)后能自動(dòng)消除，要滿足以上條件，可以通過加裝一個(gè)繼電器電路(如圖3)來實(shí)現(xiàn)。
通過一個(gè)五腳繼電器，利用起動(dòng)信號(hào)作為控制電源，在起動(dòng)時(shí)，觸點(diǎn)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(shí)現(xiàn)起動(dòng)加濃；在起動(dòng)后，觸點(diǎn)1—3斷開，觸點(diǎn)1—2閉合，恢復(fù)原水溫傳感器電阻以滿足發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)后的正常工作不受影響。
電阻R的選用，根據(jù)以上的檢測(cè)結(jié)果可知，當(dāng)溫度約為30Ω左右時(shí)，2個(gè)水溫傳感器的串聯(lián)電阻阻值約為2.5kΩ，此時(shí)ECU提供的噴油脈寬可以使冷車順利起動(dòng)。熱車是否能順利起動(dòng)呢?根據(jù)對(duì)起動(dòng)時(shí)噴油脈寬的檢測(cè)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(dá)到熱車順利起動(dòng)的目的。為實(shí)現(xiàn)這一目的，只需將電阻R(1個(gè)水溫傳感器)安置在不受發(fā)動(dòng)機(jī)溫度影響的位置，使總的電阻值在起動(dòng)時(shí)，能讓ECU按收到的水溫信號(hào)提供足夠的噴油脈寬，滿足順利起動(dòng)即可。以熱車發(fā)動(dòng)機(jī)80℃時(shí)為例，水溫傳感器標(biāo)準(zhǔn)電阻為330Ω，外界溫度在29℃時(shí)，電阻R約1.3kΩ，此時(shí)的總阻值約1.63kΩ，在起動(dòng)時(shí)ECU提供的噴油脈寬將為11.0ms左右，可以使發(fā)動(dòng)機(jī)順利起動(dòng)。
把電阻R(1個(gè)水溫傳感器)、繼電器用導(dǎo)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(dòng)時(shí)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(dòng)機(jī)溫度的影響。然后，起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，一次就能順利起動(dòng)，重復(fù)一次，測(cè)得此時(shí)的起動(dòng)噴油脈寬為11.1ms，溫度顯示為34℃。讓發(fā)動(dòng)機(jī)曖機(jī)，使水溫達(dá)到80℃，關(guān)閉點(diǎn)火開關(guān)，重新起動(dòng)，順利著車，測(cè)得起動(dòng)噴油脈寬為9.1ms，重復(fù)多次，都能順順利利起動(dòng)。實(shí)驗(yàn)證明，電阻R選用1個(gè)水溫傳感器是可行的。讓發(fā)動(dòng)機(jī)再次降溫、試車，冷、熱狀態(tài)下發(fā)動(dòng)機(jī)都可以順利起動(dòng)，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(dòng)機(jī)都能順利起動(dòng)，發(fā)動(dòng)機(jī)的正常工作性能沒有受到影響，恢復(fù)了該車的正常使用。從維修至今仍在繼續(xù)運(yùn)行，再?zèng)]有出現(xiàn)過冷起動(dòng)困難的故障，實(shí)踐證明這次維修是成功的，加裝的設(shè)備是有效的。而且經(jīng)濟(jì)效益也相當(dāng)可觀，因?yàn)閾QECU的費(fèi)用約6500元，而改裝所需的材料費(fèi)不足130元，大大降低了維修費(fèi)用。
(六)結(jié)論
綜上所述，當(dāng)遇上冷起動(dòng)困難，且只是ECU冷起動(dòng)這部分控制功能失效，而其他功能正常的故障時(shí)，我們就不必考慮更換整個(gè)ECU系統(tǒng)，而只需在溫度傳感器上再串聯(lián)一個(gè)適當(dāng)阻值的電阻，就可以解決冷起動(dòng)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(gè)觀點(diǎn)，就是當(dāng)貴重的電腦元件有故障時(shí)，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(shí)，可否通過某種適當(dāng)?shù)拇胧�，去恢�?fù)其有問題的那部分功能，用簡(jiǎn)單修復(fù)的方法，達(dá)到既解決問題又節(jié)約費(fèi)用的效果。
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