1.未进行常规检查就检测ECU： 目前有的汽车维修人员形成了一种思维定式,一接手故障车就连接故障诊断仪,读取电子控制单元(简称电控单元,ECU)存储的故障码(见图1-15)。这在多数情况下是正确的,但是也要防止从一个极端走向另一个极端,即忽视对汽车进行基本的、常规的检查。汽车机械部分是电子控制系统正常工作的平台和基础。事实证明,首先进行常规检查,对于避免面对简单故障而走大弯路是十分有效的。
首先来看一个维修实例。一辆捷达CⅨ轿车,装备ATK型发动机和手动变速器,已经行驶20万km,每天早晨冷机起动后2~3s内,发动机怠速抖动严重,最低怠速只有400r/min,有时会熄火;经过2-3s后故障现象逐渐消失,而且一天之内不再出现类似的故障,即使重新起动发动机,这种故障现象也不会出现。维修人员使用故障诊断仪读取故障码,检测了冷却液温度传感器,查阅了电路图,清洗了节气门体、进气歧管、进气门和喷油器,更换了曲轴位置传感器和点火开关总成,打磨了所有的接地点,前后用了2个月时间,可故障仍然没有排除。维修人员无意之中发现,在更换了机油和机油滤清器之后,故障现象有所减轻。于是彻底清洗润滑系统,更换液压挺柱,故障才彻底排除。分析原因,是由于液压挺柱磨损漏油,汽车放置一夜后,液压挺柱内的机油泄漏太多,在早晨冷机起动后2~3s内来不及补充。挺柱长度缩短,造成进气门的升程变短,进气不充分,因而发动机的怠速过低,甚至熄火。当发动机运转几秒后,或者重新起动一次,液压挺柱充满了机油,所以故障现象慢慢消失。
这是一个典型的、没有首先进行常规检查而使维修过程走了个大弯路的例子。在许多情况下,严重影响汽车工作性能的所谓故障,其实可能就是某一根导线短路、断路或者接触不良。从原理上看,任何电子控制系统的正常工作必须依赖一个良好的平台。如果气缸压缩压力过低,混合气不能充分燃烧,即使传感器、执行器和ECU再精密,整台发动机也无法正常工作;如果燃油系统的燃油压力过低,电喷系统再怎么控制也无法满足汽车运行的需要因此,在进行故障诊断时,一定要首先检测并确认这些基础平台是符合要求的。
常规检査主要是针对机械部分、真空系统、排气管路和液压系统,包括压缩比、真空密封性、火花塞积炭、排气系统是否堵塞以及线束、插接器的连接是否可靠等。故障诊断仪对于检测上述机械性故障是无能为力的,其软件对这部分故障也不设置故障码,所以需要采用传统的方法,遵循“先易后难、由表及里”的原则进行排查。实践证明,线束、插接器、接地线等断路、短路及接触不良之类的“软故障”占有相当大的比重。ECU出现故障的几率很小,汽车每行驶10万km,ECU的故障大约占总故障数的千分之一。因此在许多情况下,排查电控系统的故障主要是检测传感器、执行器、插接器和线束,只有在确认这些元器件正常之后,再考虑ECU是否存在故障。
常规检查的内容和步骤包括以下几方面：
1)起动发动机,进行路试,验证托修人提出的故障及现象。
2)直观检查导线的连接是否牢固,有无擦伤、破损或断裂。
3)测试发动机的气缸压缩力、燃油压力、点火能量等。
4)检查进气系统有无真空泄漏,真空软管是否连接正确,有无压折和破裂等。
5)检查和调整发动机的点火时刻。
2.只注重发动机信号而忽视底盘信号：
在维修实践中,有的汽修人员只注重检测进气量、节气门位置和冷却液温度等几个发动机信号,或者就事论事地检测故障码提示的那个传感器的信号,而没有对底盘部分的信号给予足够的
重视。其实不少底盘信号参数为多个电控系统所采用(见表1-8),而且相互关联,因此不可忽视。
上述表格说明什么问题呢?以车轮转速为例,由于许多车型采用CAN数据总线通信,如果经过检测证实ABS工作正常,车速里程表也显示正常,那么就可以认为车轮转速传感器的工作是正常的。
3.只注重故障诊断仪而忽视专用仪器的使用：
在过去,维修人员习惯于使用万用表检测汽车电路,但是目前却动辄搬出故障诊断仪,有着轻视专用测试仪器的倾向。其实故障诊断仪在读取数据流时反应比较慢,对间歇性故障的检测也未必有优越性。在许多情况下,使用专用仪器更加有效。目前市面上已经出现了多种专用检测诊断设备,例如喷油器快速探测器、氧传感器分析仪、蓄电池测试仪、遥控器测试仪、熔丝电流测试仪等。这些专用仪器为不解体检测电控汽车提供了极大的方便,维修人员要善于利用。
鉴于车速传感器输出的是一种脉冲信号,检测发动机ECU插接器SPD端子上的车速脉冲信号时,一定要使用指针式万用表,不可使用数字式万用表。这是因为数字式万用表采用模拟控制,无法快速采集和显示车速信号的变化,容易使检测工作走入歧途。如果没有指针式万用表,可以使用发光二极管串联一个300欧电阻代替,然后通过观察发光二极管的闪烁来判断有无车速脉冲信号。
总之,以故障诊断仪为主,配合使用示波器、红外线测温仪、尾气分析仪、点火正时灯(见图1-16)、真空表、故障模拟器等专用仪器,往往能够收到事半功倍的效果。
4.只专注检测维修而忽视人工调整：
有人认为,维修电控汽车只需要检测,找到故障部位,更换损坏的部件就可以了,无须进行调整。其实不能一概而论,有的车型还是需要调整的。
一汽大众宝来、奥迪A6等轿车的怠速转速和混合气(CO含量)是不能调整的，其中怠速转速由节气门控制器及DLS功能调至规定值,CO含量由氧传感器调至规定
值。而福特嘉年华轿车发动机的怠速由PCM通过怠速步进电动机控制节气门的开度来实现,也不能人为调整。一般来说,采用自适应氧传感器控制的车型,会取消CO调节电位器。但是以下部位需要人工调整。
(1)怠速混合气的调整：采用叶片式空气流量传感器(见图1-17)的车型,般利用怠速混合气调节螺钉来调整发动机怠速时的空燃比(CO含量),该调节螺钉位于旁通气道上。随着行驶里程的延长,叶片与外壳之间逐渐积垢,引起进气量发生变化,从而产生读数漂移误差。试验证明,每行驶8000km,流量读数变化大约1立方米/h,空气流量较小时(特别是怠速范围)的漂移误差比较明显。为了提高进气量的测量精度,叶片式空气流量传感器需要通过调整螺旋弹簧预紧力来校正全负荷转角,通过怠速调节螺钉校正怠速,然后在专用试验台上校正与空气流量相对应的电压值,使
1.对润滑系统要多角度审视：
在过去的汽车培训教材上,发动机机油的功能被界定在润滑、密封、清洗、防锈这个层面上。但是对于新型发动机,应当多角度审视润滑系统的广泛影响,机油压力已经作为一种动力源参与自动控制。
事实上,现代发动机广泛采用了液压挺柱,新款电喷发动机还装备了连续可变气门升程调节系统。曲轴通过正时带带动排气凸轮轴,排气凸轮轴通过链条与进气凸轮轴连接。在两个凸轮轴链轮中间安装有用机油压力控制的链条张紧器(该链条张紧器与凸轮轴调节器为一体),依靠发动机运转后的机油压力绷紧传动链条。凸轮轴调节器位于进气凸轮轴的后部,发动机电控单元根据实际工况的需要控制凸轮轴调节器的工作,令进气凸轮轴旋转一个角度,即通过机油压力驱动进气凸轮轴相对于正时带转动一个角度,改变气门的早开、迟闭角度,使发动机进气更加充分,从而提高发动机的输出功率。目前有丰田、大众POL0、本田雅阁、马自达6等多款轿车装备了可变气门升程系统。
由于液压挺柱以及可变气门升程调节机构是依靠机油压力推动的,所以润滑系统及其机油压力会对液压挺柱、连续可变气门正时系统(丰田称为VVT-i,见图1-18)等机构产生重大影响。对于丰田轿车来说,VVT-i能否正常工作,不但取决于电控单元,还与润滑系统的工况密切相关。
因此在电喷发动机的维修保养中,务必更加注重机油油路的清洗,每行驶2×10的4次方km左右就需要清洗一次VVT-i机油滤清器,还要定期更换机油。如果机油压力过高,将使液压挺柱伸展过度,造成气门密封不严。
2.车速一里程表采用了多种控制方式：
传统汽车的车速一里程表是通过变速器的车速传感器向仪表传递车速脉冲信号,再由里程表显示出来。但是新款轿车却有所不同,例如海南马自达323轿车搭载的FN4A一EL型自动变速器,没有单独设置车速传感器,而是借用ABS的轮速传感器信号作为车速信号,车速表也采用轮速传感器的信号。因此,此类车型有关车速表的故障有可能是轮速传感器引起的。
3.空调压缩机申请运转与允许运转条件的对立统一：
全自动空调系统的压缩机不转动,不仅有空调系统本身的原因,而且有发动机工况的原因。如果从空调控制电路查不到故障原因(即制约压缩机运转的条件),还需要从发动机相关传感器信号去查找原因。
空调压缩机运转的申请信号,不只经过单一的空调开关(A/D),还要经过轿车的空调控制电路空调继电器→室外温度开关(高于5℃才闭合)→低压开关(小于200kPa打开),只有这一路所有的开关都闭合,压缩机供电电路才接通,申请信号才成立,压缩机才会运转。
而在以下几种情况下,空调控制单元将不允许空调压缩机运转:①冷却液温度过高；
②负荷过大;③转速信号不良;④室外温度过低;⑤除雾加热器已经打开;⑥压缩机传动带过松打滑(压缩机转速与发动机转速不同步);⑦压缩机工作反馈信号不良;⑧阳光传感器信号不良等。空调ECU采用这种控制策略,目的是防止空调压缩机遭到损坏,同时减少无谓的功率消耗(如防止蒸发器结冰)。
4.对电源管理系统更加重视：
在维修实践中,如果电喷发动机既不点火,又不喷油,大多数是发动机ECU的电源有问题。若检査发现ECU的限流电阻和稳压二极管被烧坏,说明有不正常的高电压进入了发动机ECU的电源电路,罪魁祸首往往是发电机的输出电压过高,应当对发电机及其调节器进行检查。
众所周知,发电机的输出电压是依靠控制发电机励磁电流的大小来实现的。但是对于电控汽车,影响发电机输出电压的因素除了蓄电池的容量外,还与发动机电控单元以及外界温度有关(见图1-19)。2003款宝马530i轿车(采用E60底盘)设置有智能蓄电池传感器(IBS),IBS通过探测蓄电池负极的温度以感知外界温度的变化,并将此信号传递给发动机电控单元,再由发动机ECU控制发电机发电。在维修中应当注意这个问题。
5.对电磁干扰要有足够的认识：
现代汽车上的电子设备越来越多,所以受电磁干扰的强度相对较大,在汽车维修中应当考虑电磁干扰的影响。一辆日产风度A32轿车,发动机起动非常困难。用故障诊断仪检测,发现偶尔有曲轴位置传感器信号不良的故障码,同时在起动过程中“位置记数”数据不正常,为132~210(正常值为179~181),此数表示曲轴转一圈所产生的脉冲数,ECU据此计算曲轴转角,控制点火和喷油时刻。运用了各种仪器检测,找不出故障原因。有一次用起动机带动发动机,无法正常起动,但是在松开点火钥匙时,发动机却意外地起动了。在这一过程中,唯一的变化是点火钥匙从STAR位自动转回到ON位,起动机从运转到停止运转。分析认为,在起动机工作时,
不仅起动电流很大,而且该电流随着起动转速以及每个气缸的工作行程变化而波动(在压缩行程时起动电流增大),起动电流的这种较大波动必然导致空间磁场的变化。如果屏蔽不好的或过于敏感的传感器安装在该变化磁场的范围内,就会受到干扰,导致信号失真。检查发现,确实有一根主地线安装在发动机后端靠近曲轴位置传感器的附近。将此地线的安装位置向远离曲轴位置传感器的地方移动了大约10cm,曲轴位置信号受干扰的程度减轻,所以发动机正常起动了。
由于汽车电子元器件之间的电磁干扰难以避免,所以汽车的ECU、传感器等电子元器件应当具有电磁兼容性,并且采取良好的屏蔽措施。
6.电控汽车对排放性和安全性特别看重：
现代电控汽车采用复杂而昂贵的计算机控制技术的根本目的,是提高汽车的动力性、经济性、操纵性、安全性以及减少废气污染物的排放。哪怕牺牲部分经济性(如设置废气排放控制系统),也要保证汽车尾气排放符合当地法规的要求。有的轿车(如奥迪A6L 2.0TFSI)采用了缸内直喷式供油、超稀薄混合气分层燃烧以及双级三元催化转化器(见图1-20)等多项新技术。因此,汽车修理应当以分析气缸燃烧状况以及废气有害排放为基础,以测试进气管的真空度和气缸点火状况为主要手段。
目前大多数安全气囊系统具有如下功能—当安全气囊系统动作时,会自动打开中控门锁,目的是为了让车内的人员逃离出来;打开应急灯,是为了让附近的人知道该车发生了事故,进而采取救援行动;开启顶灯,是为了让车内、车外的人看得见;断开燃油泵电路,是为了使发动机立刻熄火,以减少火灾危害。例如宝来1.8T轿车,其燃油泵继电器(J17)有7个端子,不仅受发动机ECU的控制,而且受安全气囊ECU的控制。这是因为一旦安全气囊引爆,必须立即切断燃油供应,否则容易发生火灾。
总之,电控汽车的新技术、新原理不断出现,这就迫使汽车维修人员必须不停顿地学习、实践、再学习、再实践,深入了解新车型的新结构,树立新的维修思维方式,以免在排除汽车故障时无从下手。
