汽车维修设备的发展与汽车整车技术的发展是息息相关的,电子技术在汽车上的广泛应用,从发动机、自动变速器、安全气囊,到牵引力控制、车速稳定电子装置……微处理器及网络技术,配以大量传感器、执行器,使得原本不可想象的功能成为现实。今天的汽车更安全、环保,动力性、操纵性更好。与此同时对于维修工作也提出了新的要求,如何快速准确地确定故障部位、找出故障原因是汽车维修诊断技术发展的方向。 汽车诊断设备在这种强大的市场需求下得到了蓬勃的发展,汽车微机控制系统检测诊断设备的发展经历了由简单的诊断仪、扫描器到汽车示波器等几个阶段。简单的诊断仪是利用配套连线和车上的电子控制单元(ECU)进行数据交流的专用仪器,只能读取与清除ECU存储器内的故障信息(故障码及内容);扫描器增加了对汽车微机控制系统数据扫描的功能,并能显示出微机控制系统传感器等元件的实际运行参数(数据流),以便检修人员快速分析问题,确定故障部位。但是对扫描工具来讲,对错误信号的判断是有局限性的,对超范围的信号往往会错误地认为是正确的,或者是由于“假信号”发生太快,扫描工具不能同步捕捉信号而无法显示。这也就是我们经常遇到的问题,汽车明明有故障,而扫描工具检测却显示系统正常。 举个简单的例子,一辆轿车的ABS系统时好时坏,客户要求维修,那么首先要连接诊断设备进行故障码读取,进行数据流分析,根据故障提示进行处理。可是没有读出故障信息,进行路试,也没有出现客户反映的问题,检测一切正常。根据维修资料提示,连接万用表对ABS传感器进行电阻及电压测试,结果所显示的数值都在误差允许范围之内。按照维修流程对ABS控制单元供电及相关线路进行测试,结果均正常。出现这种情况的时候,制造商的诊断流程推荐更换ABS控制单元,但是因为ABS控制单元和ABS泵是一个整体,必须一起更换,更换完ABS控制单元以后,故障却没有排除。 出现这种故障的原因多半为传感器信号不良、接地不良、系统插接件连接不良等,控制单元出问题的概率相对较低。接地及插接件可以通过万用表测试完成判断工作,但是对于传感器信号的判断,万用表的表现却不是那么理想。如图1-20所示为两个ABS传感器信号波形的比较,下边的传感器信号波形中间存在瑕疵,而这种问题万用表是无能为力的,甚至ABS控制单元也无法识别该传感器是不是真的有故障,进而为维修检测工作带来了一些麻烦。但是采用示波器测试,通过对传感器信号波形的分析,可以很容易地判断出故障所在，问题轻松得以解决。类似的例子还有很多,如曲轴转角传感器靶轮缺齿或齿因受外力作用而受损,可能导致车辆加速不良甚至出现熄火现象,有瑕疵的节气门位置传感器同样会影响车辆的动力性能。
汽车示波器是针对汽车故障维修,为快速、准确地判断故障部位与原因而开发的。它以普通示波器功能为核心,为适应汽车检测环境而预设多种专用测试模式,配以不同的辅助插头、线缆,完成对汽车上大量传感器和执行器的测试。大部分汽车专用示波器带有数字存储功能,可通过通信接口将所测试、存储的波形图上传至个人PC电脑,进行下一步的分析、存档。示波器显示的波形是对所测信号的实时显示,因为其取样的频率远远高于万用表,所以信号的每一重要细节都被显示出来,这样高的速度可在发动机运转时识别出任何可造成故障的信号。而且如果需要,任何时间都可重看波形,因为这些波形都可保存在示波器中,并在需要的时候回放所保存的波形。示波器具有双线或多线功能,即同时可在屏幕上看到两个或多个单独的信号,这样就可观察一个信号如何影响另一个信号。例如可将氧传感器电压信号输人到通道1,将喷油器脉冲输入到通道2,然后观察脉冲是否响应氧传感器信号的变化。
也可将数字示波器看成一个高速可视电压表,能够看到清晰的信号波形,在图形上能捕捉到瞬间干扰、尖峰脉冲、噪声和所测部件的不正常波形。
案例一。
迈腾发动机怠速不稳。
故障现象:一辆行驶里程为94101km的迈腾轿车在行驶中磕碰油底壳后,发动机怠速不稳。怠速时“游车”现象严重,排气管尾部能够明显听到类似“缺缸”时发出的“突、突”的声音;加速到中速和高速时一切正常。
故障诊断：
①用VAS6150读取发动机控制单元故障记忆,如图1-21所示,存有故障记忆:00022，P0016000—气缸列1,凸轮轴位置传感器G40发动机转速传感器,C28布置错误。
②读取数据流91组在怠速状态下调节至极端,如图1-22所示。
③检查正时状态为正常,如图1-23所示。
④使用VAS6356读取发动机凸轮轴位置传感器GA40和发动机转速传感器G28对应自信号波形,如图1-24所示。
⑤根据C28和C40的波形状态及对应关系,可发现G40的波形出现反应滞缓。检查凸轮轴调整电磁阀工作波形(该波形为PWM控制波形),如图1-25所示。
⑥通过凸轮轴位置传感器G40与N205的占空比对应状态,说明N205的PWM信号正常,凸轮轴的信号杂波对应的N205的PWM信号无变化,说明是机械部件导致G40产生杂波。因为凸轮轴调整系统需要由机油驱动,所以要检查机油及压力状态条件。检查结果为正常,如图1-26所示。
⑦据以上分析检查,拆检凸轮轴调整的机械阀,发现机械阀中出现严重的机械卡滞。
将机械阀更换后起动车辆并行驶测试,一切正常,如图1-27所示。
原因分析:故障车由于凸轮轴调节机械阀卡滞导致配气相位错乱,引起气门关闭时刻错,从而产生了该故障。其原理为发动机在低转速时进气门应提前关闭,以避免混合气回流进气管,此时进气凸轮轴相位应提前调整;而在高速时进气管内气流快,混合气应可继续涌入气缸,而在此时进气门延迟关闭。
这样的功能是如何实现的呢?是由机油泵提供压力油,调节单元的转子与进气凸轮轴相连(调节范围60°曲轴转角),通过PWM激活电磁阀N205控制四位三通阀,来给不同的凸轮轴前段调整阀内的不同油腔提供压力油,以达到提前或推后开启气门的目的,如图1-28所示。
凸轮轴调节N205的PMW信号与转速不是线性比例,N205的占空比与凸轮轴的调整量及转速之间的对应关系如图1-29所示。
处理方法:将故障车凸轮轴调节机械阀更换后,故障排除。
专用工具/设备:T10355、VAS6150、VAG1342、T10352。
案例点评及建议:对故障现象及故障码的内容认真分析,因为这些故障码也有可能是机械故障引起的。根据具体故障,要具体分析。
案例二。
速腾变速器故障导致挂档冲击及仪表板档位显示红屏。
故障现象:一辆行驶里程为37163km的速腾轿车在行驶中,仪表板的档位显示出现红屏故障。
故障诊断：
①接通点火开关,发现仪表板档位显示区红屏,如图1-30所示。
②使用VAS6150读取车辆故障储存器。
a)发动机控制单元故障码为18060,请读取安全气囊控制单元的变速器控制单元静态，如图1-31所示。
b)变速器故障码为00258,电磁阀N88断路对正极短路静态,00349电磁阀10断路对正极短路静态,如图1-32所示。
③根据故障码,结合电路图测量变速器控制单元与电磁阀的线束连接情况,在拔下变速器上14芯插头时,发现线束有维修过的迹象,进一步检查发现第9号针脚连接线已断开,如图1-33所示。
原因分析:由于变速器线束T14/9号线断开,导致电磁阀N283无法工作。
处理方法:修复线束。
专用工具/设备:VAS6150电路图线束修复箱。
案例点评及建议:随着车载电子设备的广泛应用,在维修一些故障时要很好地利用专用仪器及设备,这样可以有效地提升工作效率。
案例三。
速腾车窗升降故障。
故障现象:一辆行驶里程为3000km的速腾轿车右后门车窗升降不工作。
障诊断：
①事故车修复后出现故障。
②用VAS5051对舒适系统进行诊断时,发现所有的舒适系统均与诊断仪无法通信。
③断开蓄电池接线柱后重新接上,左前门控制开关不能控制其他车门;四个车门控制开关仅能在几秒钟内对各自车门进行控制,之后,故障重现。
④断开右后门控制单元J389后,诊断仪与各系统(除J389外)能正确通信。右后门控制单元及安装位置如图1-34、图1-35所示。
⑤此车是在更换了右后门控制单元后出现问题,原零件编号是L1K5839402B,经销商仓库仅有L1K5839402G,仓库管理员表示可以通用。安装之后,出现了故障。
原因分析：
①相关系统的电路图如图1-36、图1-37所示。
②数据线的连接情况见表1-4
从表1-4中可看出：
a)如果将LIN的控制单元装入CAN的舒适系统中,T8c/11的接脚是CAN-H,因为J389的LIN应得到12V(相当于此接脚断路状态),所以CAN-H能正常传递信号;T18c/12的接脚是CAN-L,LIN发出的信号与CAN-L波形冲突,使CAN-L产生错误的波形,如图1-38所示。
由于CAN-H传递正常的波形与CAN-L产生异常的波形同时传输给各控制单元(包括J533),各控制单元无法区别哪根线正常、哪根线异常,只能全部停止工作。
b)如果将CAN的控制单元装入LIN的舒适系统中,T8c/11的接脚是12V,J389中的CANH得到12V电压,不工作;T8c/12的接脚是LN:J387发出的LIN信号与J389发出的CAN-L信号冲突,不能工作。结果造成左前门控制开关不能控制右后门车窗,但右后门控制开关可控制本车窗动作。其他正常,因为右前门的LIN与右后门相连。
处理方法:按实际零件编号更换右后门控制单元。
专用工具/设备:VAS505x。
案例点评及建议:必须认真分析电路图和电路原理,才能快速准确地进行故障排除。
