背景
车型:2013款东风风神S30,发动机型号为N6A 10FX3APSA,发动机排量为1.587L,变速器 型号为MA5机械加强型变速器,采用了应答式发动机电子防盗系统。VIN:LGJE1FE28DM××××××。行驶里程:18350km。
现象
客户反映车辆早晨启动不好着车,进入10月下旬后,每天早晨第一次启动如果不着车,就得 启动很多次,最多时启动20多次才着车,第一次启动着车后,再一启动就着车且不好着车现象消失,只有早晨第一次启动不好着车。 接车后,启动车辆可以着车,检查仪表无异常指示或报警。用诊断仪检测发动机控制单元和 防盗系统,无故障码存储,再读取发动机数据流,也没有发现异常数据,而且发动机运转平稳、加速良好。把车辆停放在待修区,按客户所讲的等待早晨启动时故障再现。 第二天早晨( 气温在零上3-4℃),第一次启动发动机有着车迹象,但是立即消失了且没有着车。再次启动车辆,启动机运转正常,但却没有一点着车的征兆,反复启动十多次,发动机没能启动着车。可是在等待20min左右再次启动,发动机竟然着车了,发动机着车后运转平稳加速良好,没有出现抖动或缺缸现象,一切正常。关闭点火开关,再次启动发动机每次都能顺利着车,第一次启动成功后不好着车现象消失。 把车辆熄火停放50min左右,再试车启动,发动机又不着车了,经过长时间启动,勉强着车。检查确认了发动机早晨第一次启动或较长时间停放都存在启动不好着车故障。
分析
分析早晨冷车启动不好着车的因素:
发动机能正常启动着车必须具备三个要素:压缩、高压火花和混合气,如果某一要素工作异常,便会引起发动机不好启动或启动不着车,其中启动不好着车又分为冷车启动不好着车和热车启动不好着车。该车早晨或较长时间停放存在启动不好着车现象,与燃油系统保持压力过低的现象一样,一旦着车后发动机运转正常,可以排除发动机压缩(机械)方面的因素,影响早晨不好着车的主要因素是混合气和高压火花两个方面。
01 分析影响混合气的主要原因有以下几点
01-01 发动机进气系统故障。
节气门之后进气道和进气歧管漏气,真空度降低,将使进气歧管内的真空吸力不能完全有效地作用在进气压力温度传感器上,必然会影响传感器的正常工作,使发动机控制单元接收到的电信号失真,而且有额外的空气进入将导致混合气过稀。车辆长期在市区行驶,发动机进气道和进气门产生积炭,积炭可以吸收适量的燃油,冷车时喷油器喷出的雾化燃油,有一部分在进气道凝结成油滴附在进气道上,可以和空气进行混合的燃油减少,造成发动机混合气过稀。另外,炭罐电磁阀、曲轴通风阀或制动助力器及单向阀有故障异常开启,也会使传感器无法取得正确的真空信号,导致发动机不易启动。
01-02 发动机燃油系统故障。
燃油系统的油压对混合气浓度有直接的影响,即燃油系统压力过低,燃油滤清器堵塞、燃油压力调节器失调、燃油泵止回阀关闭不严,都不能保持正常喷射的压力或无燃油喷入汽缸。燃油泵控制电路出现间歇性故障,使供油系统的燃油压力异常,都会造成发动机启动困难不好着车。
喷油器故障,4个喷油器线圈阻值不一致,喷油器内部胶质和积炭过多会造成喷嘴堵塞或关闭不严。发动机燃烧室的积炭过多,冷车启动时喷出的燃油会被积炭大量吸收,使冷车启动的混合气过稀,导致车辆不易启动,直到积炭吸收的汽油饱和,着车后吸附在积炭上的燃油又会使混合气变浓,造成发动机的可燃混合气时稀时浓,使车辆早晨冷车启动困难不好着车。
01-03 发动机进气压力温度传感器故障。
进气歧管压力传感器由进气压力传感器和进气温度传感器组成的,安装在进气歧管上面。测量小于115kPa进气歧管绝对压力,按压力大小转化为电压信号供给发动机控制单元,控制发动机喷油量,传感器脏污或损坏都将造成发动机启动困难不好着车。
01-04 发动机冷却液温度(水温)传感器故障。
水温传感器是负温度系数电阻,其阻值随温度的增高而减小,通过电阻的变化而引起发动机控制单元对喷油量信号的修正。水温传感器是喷油量的主要修正信号,发动机冷启动时,控制单元根据水温信号,会提供加浓补偿喷油脉宽,补偿量的大小取决于检测到的发动机冷却液温度。
水温传感器损坏或信号失真,如果水温信号中断,控制单元识别不到实际的水温信号,控制单元会启用替代值,使混合气过稀或过浓与实际需要有偏差,导致发动机油耗增加、怠速学习能力差、排放中有害气体增加,冷车启动不好着车等现象发生。当发动机冷车时,水温传感器仍然是热车信号,控制单元不能运算出足够的喷油脉宽,去供给足够的燃油,以满足低温启动时需要的浓混合气的要求,从而导致发动机喷油量过小,出现早晨冷车启动不好着车现象。
02 分析影响高压火花的主要原因有以下几点
02-01 发动机点火系统元件故障。车辆早晨冷启动时面临的第一个问题就是低温,发动机内的温度低,燃油雾化不好,燃油需要更高的点火电压及点火能量。点火线圈老化工作不良,高压护套漏电,点火线圈不能产生足够强度的高压火花;火花塞电极烧蚀、火花塞积炭过多或点火间隙变大,都会引起点火能量减弱或降低,导致车辆不能启动或启动不好着车。
02-02 发动机转速信号传感器故障。发动机转速(曲轴位置)传感器在发动机工作时检测其转速信号,并且提供曲轴位置信号,作为控制系统进行各项控制的主要依据和基础。如果传感器或其线路出现故障,发动机控制单元接收不到速度信号和曲轴位置信号,就无法正确地控制燃油喷射和点火正时,就会出现喷油器不动作、火花塞不跳火现象,使车辆无法启动。
02-03 发动机控制单元故障。发动机控制单元检测到传感器或执行器有故障,则进入应急回家程序,不能发出正确的工作信号,导致部分控制功能不良或失效,使发动机不好着车。控制单元本身有故障时,将会造成点火系统和喷油系统无法正常工作,使发动机启动不好着车。
02-04 发动机电子防盗系统故障。
风神DFM7160B1F车用应答式电子防盗系统,通过锁止和解锁发动机控制单元,来实现车辆的防盗功能。发动机控制单元储存ECM码,具有“闭锁”和“解锁”两种状态,防盗系统信息传递示意图(如图1所示)。
防盗控制盒将收到的“身份识别码”与自己储存的“身份识别码”进行判断。如果“密码相符”防盗控制盒向发动机控制单元的CS线发出含有ECM码的解锁命令,发动机控制单元解锁,可以启动发动机。如果“密码不相符”发动机控制单元解锁失效,并通过CE线传给防盗控制盒“闭锁”状态信号,防盗控制盒控制指示灯闪烁、蜂鸣器报警,发动机将无法正常启动。当插入一把带有应答器的正确钥匙并打到M位时,系统自动完成对码、解锁发动机控制单元,否则发动机控制单元处于闭锁状态,切断对发动机点火控制,使发动机点火系统不点火导致发动机无法启动。
方案
发动机系统检查:
01 检查影响发动机混合气方面的故障
01-01 检查发动机进气系统故障。
检查进气歧管及垫无漏气,检查真空软管无脱落或连接不良情况;检查炭罐电磁阀能够打开和关闭,检查曲轴通风阀能够实现单向导通,检查真空制动助力器膜片、真空管单向阀无失效或漏气现象。用真空表测量进气歧管真空度,发动机怠速运转时真空度为69kPa,检查结果进气系统无泄漏,排除漏气影响的车辆启动不好着车故障。
检查节气门和进气道积炭,先拆下节气门、怠速阀检查,节气门和怠速阀都有轻微脏污,但不会对发动机启动有影响,用化油器清洗剂清洗了节气门和怠速阀。检查清洗进气道、进气歧管和进气门积炭,用免拆进气道清洗机清洗了进气道,早晨冷车启动不好着车故障没有排除。
01-02 检查发动机燃油系统故障。
在早晨第一次启动时,开、关点火开关2次,让燃油泵先泵油建立油压,再启动车辆,不好着车现象没有改变。检查燃油系统压力,把燃油压力表连接在燃油导轨上,打开点火开关,不启动状态压力表读数为300kPa,关闭点火开关后15min检查燃油保持压力,压力在190kPa,燃油压力和保持压力测量均在正常范围内,说明燃油泵控制电路工作正常,燃油泵止回阀能够关闭、喷油器无渗漏。
检查并清洗喷油器,用万用表测量喷油器线圈,4个喷油器线圈阻值都在14Ω左右(标准值20℃时为11~17Ω),4个喷油器线圈阻值一致都正常。用免拆清洗机清洗喷油器及燃烧室积炭,清洗完毕后,启动发动机,启动不好着车的故障没有改变。在启动不着车时向节气门口喷化油器清洗剂,也没有着车反应,不好着车现象与发动机的燃油压力和喷油器故障无关。
01-03 检查进气压力温度传感器故障。
检查传感器及连接器线路,连接器连接牢固,检查各端子无锈蚀、无接触不良情况。按线路图测量进气压力温度传感器(如图2 所示),测量温度传感器部分:拔下连接器,把数字万用表打到欧姆挡,两表笔分别接传感器1、2端子,电阻值为2.53kΩ(20℃时额定电阻为2.50kΩ±5%)。
测量进气压力传感器部分:接上连接器,把数字万用表打到直流电压挡,黑表笔接地,红表笔分别与3、4端子连接。怠速状态下,3端子有5V 的参考电压,4端子电压为1.3V;空载状态下,慢慢打开节气门,4端子的电压变化不大;快速打开节气门,4端子的电压可瞬间达到4V左右,然后下降到1.4V左右。测量结果进气压力温度传感器正常,传感器和发动机控制单元之间的线路导通良好。
01-04 检查冷却液温度(水温)传感器信号故障。
水温传感器信号是控制单元判断发动机工况的重要依据之一。按水温传感器线路图(如图3所示),检查水温传感器线路导通情况,用万用表电压挡测量水温传感器连接器1、2端子,有4.7V电压,线路导通没有问题。
再用万用表测量水温传感器阻值,当水温20℃时电阻值为2500Ω,当水温60℃时电阻值约为600Ω,当水温100℃其电阻值为180Ω。检查结果水温传感器在不同温度下的电阻值与水温传感器温度-电阻特性表(如图4所示)对比基本相符,排除了冷却液温度传感器信号失真,使混合气过稀或过浓造成的早晨冷车启动不好着车。
02 检查发动机高压火方面故障
02-01 检查发动机点火系统元件故障。
检查高压点火线圈,点火线圈外表没有开裂,高压电极无氧化现象。拆下火花塞检查是原厂火花塞、火花塞电极间隙在1.0mm、中央电极无积炭和烧蚀。按电路图(如图5所示)用万用表测量发动机控制单元输入到点火线圈每条导线,导通良好没有接触不良现象。在检查高压电时,有蓝白色高压火花,点火线圈没有问题。但是发现高压火不连续有断火现象,分析发动机控制单元或曲轴转速信号有问题。
02-02 检查发动机转速(曲轴位置)信号传感器故障。
拆下发动机转速传感器连接器,检查连接器端子无锈蚀、退出或人为接触不良现象。用数字万用表欧姆挡分别接传感器2、3端子进行测量,其电阻值为870Ω(标准值20℃时为860Ω±10%);再测量转速传感器至发动机控制单元的导线阻值为0.01Ω,在测量的同时不断地在不同部位弯曲线束导线,没有发现断路或接触不良现象。插好发动机转速传感器连接器,用数字万用表欧姆挡分别接传感器2、3端子,启动发动机有1600mV的交流电压输出,排除了发动机转速(曲轴位置)信号不正常造成的车辆启动不好着车。
02-03 检查发动机控制单元故障。
检查发动机控制单元供电有12V电压,接地都正常,为了快速确认故障,交叉验证发动机控制单元,发动机早晨冷车不好着车现象依旧,可以排除发动机控制单元存在故障的可能。
02-04 检查发动机防盗锁止系统故障。
检查电子防盗锁止系统,应答器(钥匙芯片)信号弱或失效可以导致防盗无法解除,分别用两把钥匙启动发动机,启动困难不好着车现象没有改变,可以排除钥匙芯片信号弱或失效的可能。
按发动机防盗控制盒电路图检查(如图6所示)防盗控制盒,+BAT、+APC与搭铁之间有12V电压,供电和线路检查没有问题。
查阅有关资料得知,防盗系统扫描功能在错误钥匙连续开启三次后,防盗系统将在自锁15min后,才能接收正确的通行码。这一说法与早晨启动不着车时,等待20min后启动着车的情况相符,在防盗控制盒与钥匙芯片通信失败后,防盗系统自锁,此时再连续启动也无济于事,必须等待15min后自锁才能解除,才允许发动机点火启动,说明是发动机防盗控制盒有问题存在。
更换防盗控制盒(如图7所示),用诊断仪对车辆进行发动机防盗系统的初始化操作,然后启动发动机,一次启动着车。
早晨冷车启动,一次启动顺利着车,早晨冷车启动不好着车现象不再出现,发动机防盗控制盒故障导致的早晨启动不好着车故障彻底排除。
备注
通过该车的故障排除可以看出,冷车第一次启动不好着车故障的根本原因是防盗控制盒在低温时的信号不稳定,使发动机冷车第一次启动有着车迹象,防盗系统检测到错误的信号,防盗系统锁止,再连续启动无着车征兆,过15min后防盗解除,所以放一段时间启动又能着车。正常情况下,防盗系统出现故障后,打开点火开关或启动时,防盗指示灯闪烁或蜂鸣器报警,则车辆将无法启动。该车防盗控制盒有故障,无法提示或报警,发动机控制单元得不到解锁的信号,从而不能进行点火控制,使发动机启动不着车。该车原来是2月份新买的车,当时就不太好着车,天气逐渐暖和不好着车现象自然消失,一夏天启动都很正常,进入10月份,天气变冷不好着车现象逐日严重,每天早晨启动很长时间才能着车,去过几个修理厂检查,因发动机启动正常,都没有检查出故障原因。检测时无故障码,故障报警灯不报警不一定没有故障,但需要我们维修人员要加强理论知识学习,掌握防盗系统的功能,注意细节,不要忽视任何一方面的原因,尽量不走弯路, 准确的找出故障点,快速排除故障。