利用數(shù)據(jù)流分析發(fā)動機控制系統(tǒng)的軟故障
這種情況會讓很多從事電控發(fā)動機維修的專業(yè)人士產生一個疑問:為什么控制系統(tǒng)工作正常,發(fā)動機卻不工作?如何找出造成這種情況的原因?
通常,在診斷電控發(fā)動機的故障時,我們通常遵循以下原則:
首先,確定故障是電子控制部分還是機械部分。
使用方法是用故障讀取器檢查電子控制單元的自診斷系統(tǒng)中是否有故障記憶。如果有故障記憶,可以確定故障在電控部分;如果不是,可以初步確定故障在機械部分。
第二步,根據(jù)故障記憶的內容和相關故障原因,確定系統(tǒng)中的故障位置。
這些故障大多發(fā)生在各種信號傳感器、連接線和連接器上;
再次,在無故障記憶或排除控制系統(tǒng)故障的基礎上,根據(jù)發(fā)動機故障現(xiàn)象和通常的發(fā)動機故障排除規(guī)則,確定故障的可能部件。
即檢查發(fā)動機的各種機械部件,如電動油泵的供油能力、油路壓力、火花塞工作情況、點火線圈工作情況、氣缸壓力等。
經過這三步,應該說發(fā)動機故障可以解決了。但如果系統(tǒng)出現(xiàn)了軟故障,大多數(shù)情況下,三步之后故障會保持不變。這種情況有時候是無法理解的,甚至有些維修人員遇到這種情況也很無奈。
那么,用什么方法來分析系統(tǒng)軟故障的原因呢?
通??梢岳霉收戏治鰞x中的數(shù)據(jù)流讀取功能,根據(jù)系統(tǒng)的一些工作參數(shù)來分析故障原因。
眾所周知,電控燃油噴射發(fā)動機的工作主要依靠一個微型計算機(ECU)來控制發(fā)動機在各種工況下的燃油供給。微機控制的供油必須與發(fā)動機的工況相匹配,這種匹配關系必須是控制系統(tǒng)與發(fā)動機實際工況的關系。
比如駕駛員對油門位置的控制要求發(fā)動機達到一定的工況,所以控制系統(tǒng)必須如實反映并保證整個系統(tǒng)達到要求的工況,而實際工況是發(fā)動機獨有的。而控制系統(tǒng)需要很多參數(shù)來反映和確定這種獨特的工作狀態(tài),這些參數(shù)應該是相互統(tǒng)一的,即實際工作狀態(tài)和實際打標參數(shù)之間應該有對應關系。
示例:
發(fā)動機在經濟負荷下運行時,反映的是部分負荷,所以控制系統(tǒng)中各種傳感器提供給控制單元反映發(fā)動機負荷狀態(tài)的參數(shù)也是符合發(fā)動機部分負荷的:轉速2500rpm,節(jié)氣門開度40%,進氣量6g/s,供油時間4.5ms(修正)。
這些指示發(fā)動機負載狀態(tài)的參數(shù)必須與發(fā)動機所需的工作狀態(tài)一致。
如果某個參數(shù)達不到實際值,比如實際節(jié)氣門開度已經達到40%,但是節(jié)氣門位置傳感器發(fā)送給ECU的數(shù)據(jù)是20%,那么對應的發(fā)動機轉速就無法提高到2500轉。這種匹配關系是ECU能否滿足駕駛員實際要求的基本關系,也是ECU能否按人的意愿工作的基本保證。
另外,在控制發(fā)動機的過程中,電控單元接收到的各種傳感器信號都在給定的范圍內,電控單元自診斷系統(tǒng)的作用就是判斷這些傳感器的信號是否超出這個范圍。只有在信號超出規(guī)定范圍后,自診斷系統(tǒng)才能知道t
但如果信號沒有超出給定范圍,但與實際情況有較大偏差,這種不準確的信號仍然會使電控單元根據(jù)提供的不準確信號控制發(fā)動機,自診斷系統(tǒng)無法給出故障碼,從而造成發(fā)動機故障,這是控制系統(tǒng)軟故障的根本原因。
一般控制系統(tǒng)的軟故障主要體現(xiàn)在發(fā)動機的以下性能上:
1.怠速不穩(wěn),有時冒黑煙;
2.發(fā)動機百公里油耗高;
3.發(fā)動機在怠速時最高轉速只能達到3000轉;
發(fā)動機冷的時候容易啟動,熱的時候就不容易了。
當發(fā)動機出現(xiàn)上述故障現(xiàn)象,且在發(fā)動機控制單元中沒有找到故障記憶時,需要對控制系統(tǒng)的運行數(shù)據(jù)進行分析,進一步找出故障原因。方法是利用掃描工具的數(shù)據(jù)讀取功能調出控制系統(tǒng)的實際工作參數(shù)(故障現(xiàn)象發(fā)生時)。
待檢查參數(shù)的主要內容有:
發(fā)動機轉速;
進氣量(或進氣歧管絕對壓力);
燃料供應脈沖時間;
節(jié)氣門開度值;
充電電壓值;
發(fā)動機水溫值;
終端入口空氣溫度值;
氧傳感器的電壓值。
這些參數(shù)可以分為三種類型:
第一個是基本參數(shù),如發(fā)動機轉速,
二是重要參數(shù),如進氣量(進氣歧管壓力值)、點火提前角、供油脈沖時間、節(jié)氣門開度值等。
第三是校正參數(shù),如水溫、進氣溫度和氧傳感器信號。
當發(fā)動機無故障碼故障時,首先檢查控制系統(tǒng)中傳感器實際顯示的數(shù)據(jù),并與正常值進行比較,以確定其值是否超出正常范圍和偏差,例如:
怠速不穩(wěn)時,先檢查控制怠速混合氣形成的進氣參數(shù)和供油時間參數(shù),判斷氧傳感器信號是否正常。
如果氧傳感器信號異常,需要確定氧傳感器本身是否損壞。
氧傳感器信號是控制系統(tǒng)的控制單元判斷混合比是否正確的依據(jù)。如果氧傳感器本身損壞,會給控制單元發(fā)出錯誤信號,導致控制單元錯誤控制噴油量。
例如,如果氧傳感器錯誤地提供了混合物過濃的信號,控制單元將根據(jù)控制信號減少燃料供應,導致實際混合物濃度過稀。此時發(fā)動機會出現(xiàn)怠速不穩(wěn)的情況;
如果氧傳感器檢查正常,但是進氣測量信號有偏差,比如給控制單元提供較高的進氣信號,那么控制單元就會控制噴油器噴射更多的燃油來匹配進氣信號,這樣就會導致混合氣過濃,怠速不穩(wěn),發(fā)動機的油耗也會增加。檢查供油時間參數(shù)時,會發(fā)現(xiàn)其值也偏離正常值。
有時進氣測量傳感器本身出現(xiàn)故障,怠速時無法反映故障現(xiàn)象,但加速時發(fā)動機無法高速運轉。嚴重時最高轉速只有3000-4000轉。造成這種現(xiàn)象的原因是進氣信號太低,控制單元只能接收到低進氣信號,從而控制發(fā)動機低負荷低轉速運行。
其他校正信號也會導致發(fā)動機故障,如進氣溫度信號和發(fā)動機水溫信號。如果這兩個溫度信號出現(xiàn)偏差,比如給控制單元提供一個較低的溫度信號,控制單元就會控制發(fā)動機在暖機狀態(tài)下運行,發(fā)動機的怠速就會出現(xiàn)波動。
當控制系統(tǒng)中的所有信號參數(shù)都正常,但發(fā)動機仍顯示故障時,應遵循發(fā)動機的基本檢查程序,如檢查點火系統(tǒng)的工作狀況(如火花塞的狀況、氣缸管路的阻力)、供油壓力和氣缸壓力是否正常等。
綜上所述,處理電子控制裝置的軟故障,不僅要了解控制系統(tǒng)的電路工作原理,還要結合汽油發(fā)動機的基本工作原理,分析控制電路以外的可能故障原因
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