第一章 现代汽车故障诊断技术概述.doc

DBFQ浙江工贸职业技术学院教案首页授课班级：02（3） 课程：现代汽车故障诊断技术 任课教师：贾永枢授课题目：现代汽车故障诊断技术概述授课目的：1、了解线路图在故障中的使用2、掌握OBD相关知识3、掌握现代汽车故障诊断与排除步骤授课时数：4学时教学重点：汽车故障诊断步骤与排除步骤 OBD目的与特点教学难点：汽车故障分析与排除 线路图使用分析 教具准备: 解码器计划授课时间 2004 年 月 日编写教案时间 2004 年 月 日第一章 现代汽车故障诊断技术概述第一节 故障诊断与排除方法在进行汽车故障诊断时应先进行全面检查，再测试具体回路和元件的测试，以确定故障原因。如果不依照步骤进行，只是图方便走捷径的话，常导致查不出结果，反而浪费更多的时间。一、故障诊断与排除步骤要注意，大多数机械部分及很多电子系统都不受电控系统（不重要的传感器，一般修正作用，如大气温度传感器）的监控。因而这些部分或系统的故障引起驾驶性能问题时，不会产生相应的故障码，也无法在电脑的数据流或示波器中检测到这些故障。所以在查找电控系统的故障之前，应先检查和排除机械部分的故障。（一）识别故障进行这一步时，应与顾客交谈，以准确了解故障和其产生的条件，及症状的严重程度，可以询问如下问题：1、 故障是一直存在还是有时才出现？出现时是否有规律？现在是否还发生？2、 故障是否发生于某些特定时间，如加速或爬坡，或特定温度（如冷起动或热起动）时？3、 症状是什么：嗓音、振动、气味、性能故障或是上述任意几项的组合？4、 这些故障以前有是否出现过，曾采取什么措施进行修理？5、 汽车最近一次维修是什么时候？修理时采取了什么措施？(二)确认故障要注意顾客描述症状的方式可能会与你有些差异，最好自己驾车体验一下这些症状。另外要记住，没有症状就说明没有故障。如果没有体验到故障的症状，就不要试图去修理。无目的工作只会让你浪费很多时间和精力而徒劳无获。所以开始进行故障排除之前，应先确认故障。(三)检查机械部分、检查有无明显的毛病并先排除一些简单故障。连接插头、真空管、机油、冷却剂、驱动皮带。、蓄电池电压。静止开路电压：不应小于12.2V；发动机运转不应小于13.5V。发动机运转时，读数应小于14.5伏。交流电压值过高会使交流发电机的二极管损坏。、发动机工作具备的三个条件：燃料供给、压缩和点火。这些故障通常被人误认为是控制系统的问题。近期的电控系统带有自适性记忆，可以纠正这种误会，使被掩藏的机械故障得以水落石出。想仅靠检查电控系统来找出故障原因，只会使你事倍功半。（1）燃油供给安装压力表，检查燃油压力：丰田车系为；检查一下喷油泵的供油量：比燃油供油压力大以上；燃油质量：牌号、杂质；具体操作步骤在第三章讲解。（2）压缩检查燃烧室密闭性和发动机基本工作的最佳方法是进行压缩比试验。用气缸压力表测试。（3）点火检查点火线圈的次级电压（），再测一下基本点火正时和点火提前角（度）是否符合标准。检查点火系统的最佳方法是进行示波曲线分析。本书稍后将对用于分析点火系统的示波曲线地行详细介绍。还有点火顺序的检测（）。（四）了解系统虽然电控系统的工作方式都是相似的，但每个系统都有其独特性。如故障是属于电子方面的，你就应充分了解所涉及的特定系统。你可以查阅原厂说明书或一些可靠的售后资料，如：电路图：元件的接口、连线、颜色；诊断故障码（DTC）、故障检测流程图：除外，各厂家都不一样；PCM电脑和插头片脚作用图解：电线的连通性，引角的作用；测试标准：接口形式；（五）系统性测试、检查控制系统要依照从整体到局部的原则。精确地检查局部之前，应先进行整体检查。对发动机控制系统进行全面测试时，应使发动机达到正常工作温度。可把发动机是否进入闭环工作状态作为一个基本测试。发动机以2000rpm以上的转速运转至少两到三分钟，使氧传感器、触媒转化器、水温进入工作范围，系统则应进入闭环状态。、排除MIL灯的故障。带电控系统的汽车的仪表板上有一盏故障指示灯（MIL），开启点火钥匙而不发动发动机，灯就会亮，如图1-1所示。先开动一下钥匙检查指示灯是否良好。对大多数系统来说，若MIL灯不亮，PCM不会进入诊断状态，解码器也无法利用。这种情况还可能阻碍系统图1-1进入闭环状态，造成驾驶性能故障。、利用解码器读故障码。通过查看故障码，你可以找出发生故障的具体回路或子系统，找到开始故障检修的地方，但还需进行进一步测试以确定故障原因。对于不产生故障码的系统，可以通过观察解码器的数据流参数来检查有无异常的状况，确定发生故障的回路。、回路或子系统检查。所有有源回路都是一端与电源相连，一端搭铁。由于这种结构特点，检修电子线路最明智的办法就是从一端检查到另一端。将目标缩小至某一具体回路，然后进行系统性测试。（六）进行修理，更换为主。（七）确认修理成功检查完整个回路后，进行路试，以确保故障症状都已消除。二、线路图的使用功用：电流流动、各元件的功能性质、元件线路连接、颜色代码。电气线路图：电系统、点火开关和次级点火回路的线路图、颜色代码说明；电子线路图：控制系统的半导体，低压回路的线路布置图、示波器曲线图、PCM接口片脚的数目和标记图解。（一）电子线路的阅读图1-3 利用通用符号迅速辩别出线路中的设备1.BATTERY-蓄电池 2.CONNECTOR-插头 3.CONTROL CIRCUIT-控制回路 4.DC MOTOR-直流马达 5.DIODE-二级管 6.FIXED RESISTOR-固定电阻 7.FUSE-保险丝 8.GALVANIC BATTERY-蓄电池组 9.GROUND-搭铁 10.HEATED OXYGEN SENSOR-加热式氧传感器 11.HEATER ELEMENT-加热元件 12.LAMP-灯 13.MAGNETIC PICKUP-磁传感器 14.MODULE-模组 15.MULTI-PUUG CONNECTO-多用插座插头 16.NOT LOGIC GATE-非逻辑门 17.AND LOGIC GATE-与逻辑门 18.OR LOGIC GATE-或逻辑门 19.PIEZORESISTIVE SENSOR-压力电阻传感器 20.POTENTIOMETER-电位计 21.POWER CIRCUIT-电源回路 22.RELAY-继电器 23.RESISTIVE COLL-电磁线圈 24.SOLENOID-电磁线圈 25.SPLICE-接头 26.STEPPER MOTOR-步进马达 27.THERMISTOR-热敏电阻 28.TRANSISTOR-可变电阻 29.ZENER DIOOE-稳压二极管图1-3标示出上图中使用的符号，还补充了一些电子线路图的常用符和本书以后章节将用到的符号。要了解具体设备的工作方式、判断测试的部位，首先应熟悉这些符号。（二）电流流动线路、箭头与电源实心箭头，通常指向负电压方向或电源负极。有时你会在回路线的末端看到一个箭头，并不指向电源负极，但旁边通常会说明电流流向。PCM的12号片脚和数据接口k(DLC)的16号片脚都直接连向电源（所有时间都有）。即PCM的11号片脚和输出设备电源，都通过点火开关控制接通。、搭铁回路回路搭铁形成一条完整的通路，才能使电流流动。图中有五个搭铁点。高压回路为PCM的11号片脚、分电盘、点火线圈、点火控制模组和氧传感器加热器提供电源。分电盘、点火控制模组和氧传感器加热器都有专门的搭铁点。点火线圈则通过控制模组搭铁，这类设备通常没有搭铁线，而是通过它们的外壳搭铁。但电线破损或松脱则会在其搭铁回路中引起高阻抗。出现不起动、不点火、发动机转速信号不正常或无法进入闭环状态等故障时，应检查这三个搭铁元件的电压降是否正常。喷油嘴也有单独的搭铁点。继电器关闭时，喷油嘴通过PCM12号片脚回路与蓄电池正极相连。搭铁回路中的高阻抗会引起供油方面的故障。检查喷油嘴搭铁的最好办法是在泵工作时测电压降。其它设备大都通过PCM搭铁。传感器信号通过16片脚输入PCM，氧传感器（O2S）和车速传感器（VSS）的蓄电池组则分别在15号和27号片脚处有单独搭铁回路。由于其回路相对独立，不受其它系统搭铁回路的影响，所以通常被称为自由搭铁。PCM使信号通过输出设备并搭铁，形成一个完整的回路，而输出设备则根据通过的信号执行PCM的指令。所以，只有PCM搭铁良好时，执行器和传感器才能正常的工作。PCM通过17号片脚连向底盘搭。OBD-系统的DLC片脚4从PCM的17号片脚处联向PCM搭铁，DLC片脚5在PCM的16号片脚处与传感器相连搭铁。只要在DLC的4号片脚和5号片脚处测一下电压降。若两者的结果都符合要求，则说明PCM搭铁良好。当PCM、交流发电机、发动机、底盘或车上蓄电池搭铁不良而引起阻抗升高时，信号电压会相应升高。举个例子，假设正常情况下车速传感器产生0-5.0伏的信号，如果初步检查测得PCM的17号片脚处电压降为0.5伏，则车速传感器的信号应在0.5-5.5伏之间，因为此传感器是靠PCM 来搭铁的。氧传感器也同样如此。如果氧传感器信号的正常变化范围为0.2-0.9伏，那么当PCM搭铁电压降为0.5伏时，其变化范围将为0.7-1.4伏。12号片脚为PCM存储器的存储回路提供电源。存储器的记忆是暂时的，如果电源被切断的话，信息就会丢失。汽车行驶时不断变化的信息，如自适应策略和诊断故障码，都记录在存储器中。将点火开关至启动或行驶的位置，系统电压的附加电源就会加到PCM的11号片脚上，为汽车行驶所要求的工作回路提供必要的电源。除了点火和喷油嘴回路，PCM的输入回路的电压通常不超过5伏。PCM但的内部信息处理的系统电压降到7、8伏以下时，大多数控制系统就会停止工作，进入失效保护状态。3、信号输入过程PCM将一个通常为5伏的低压参考信号加给传感器，传感器带可变电阻，可使PCM回返的电压发生变化。传感器电阻低时，信号电压可以自由通过回路返回地线，此时信号电压也低。阻抗高时则使信号电压也变高。PCM通过信号的变化监控传感器的工作状况。如图14所示，如负载处即为连接DMM或示波器处。图1-4 将测试仪器与回路负载测相连4、信号输出过程通过点火开关回路的系统电压作为电源加到执行器上。执行器根据PCM的指令，控制其它回路，或将电能转化为机械运动。控制执行PCM的回路通常称为驱动回路。发动机控制系统的大多数执行器都由几种感应线圈组成。PCM调节执行器的搭铁回路，通过连接或断开地线来控制系统执行器作用或关闭。每个PCM控制的输出设备都有最小阻抗限制，从而限制了通过输出控制回路的电流量。执行器短路会使大量电流通过控制回路而导致PCM烧毁。输出正常时，流过回路的电流通常不超过0.75安培。执行器短路是PCM的常见故障。三、电子检测设备解码器和示波器是基本的测试设备，二者可全用来处理复杂电子故障；也可利用一些别的电子测试设备来查找故障原因，如发动机分析仪、专用电表、万用表等。第二节 随车诊断系统OBD一、OBD系统概述OBD全称为ON-BOARD DIAGNOSTIC，即随车诊断系统，分为OBD、OBD-、OBD-。1994年全球20%制造商采用OBD-，1996年全面采用OBD-，其随车诊断目的为排放系统有故障时提示车主注意，使维修技术人员快速的找到故障来源，减少汽车废气对大气污染。二、OBD概念提出20世纪80年代中期各厂家独立自行设计诊断座和自定义故障码，各个车型之间无法共用，必须采用不同的诊断系统。三、 OBD-1985年加州大气资源局制定，1988全面实施。1、主要特点仪表中有警示车主的指示灯，来提示车主车辆的控制系统存在故障；系统有记忆和传送有关排放的故障代码；（见图1-11）能对EGR阀，燃油系统和其他有关废气排放系统进行测试保养。2、缺点无法有效的监控排放：催化转化器效率监测、EVAP泄漏监测、监测线路灵敏度不高；各厂家采用不同的自诊断系统和排除方法；资料传输不是统一的SAE和ISO标准。四、OBD-系统概述加州环保局1989年正式公布，称之为OBD II。直到1996年各汽车生产厂才在其加州标准车辆上实施了新标准。新标准于1990年写入了美国联邦大气清洁法，它要求全部49个州的车辆于1996年起一律装备OBD-，严格遵守法规的时间定为1999年。所以，有些1996年的OBD-系统可能会缺少一个OBD-规范的特性，如燃油蒸发污染排放清洁测试。OBD-系统技术先进，对探测排放问题十分有效。但对驾驶者是否接受MIL的警告，OBD-是无能为力的。 OBD-系统主要利用小型车载无线收发系统，通过无线蜂窝通信、卫星通信或GPS系统将车辆的VIN、故障码及所在位置等信息自动通告管理部门，管理部门根据该车辆排放问题的等级，对其发出指令，包括去何处维修的建议，解决排放问题的时限等。 特点：统一诊断座：16端子；统一诊断座位置：仪表板下方；解码器和车辆之间采用标准通讯规则；统一故障码含义；具有行车记录器功能；监控排放控制系统；解码器能够读码，记录数值，清码等；标准的技术缩写术语，定义系统工作元件；1、诊断座在16个片脚中，其中7个是标准定义的信号片脚，其余9个由生产厂家设定。ISO-1994-2标准：第7号和第15号脚是传送资料。SAEJ1850标准：第2和第10号脚是传送资料。2、诊断故障码结构。（略）3、故障码读取与清除在第三章详细介绍。4、总成控制微机代号：5、编码企业代号编码企业代号规定由一位阿拉伯数字表示。其中：0代表SAE定义的故随代码；其它1、2、3、9为各汽车制造公司自行定义的故障代码。6、 系统故障代码由SAE定义7、监控系统三项连续监控：失火检测，燃油系统和大部分的元件监控.八项非连续的监控：触媒，加热式触媒，油箱油气蒸发（即时性碳罐控制），二次空气喷射，空调系统，氧传感器，氧传感器加热器和EGR8、故障发生瞬间的数值分析标准的OBD-测试模式即制定测试模式，此功能可在故障码发生时，瞬间记录下相关的数值，以便发现间歇性故障。五、OBD-系统工作1.触媒转换器监控触媒转换器排放监控起动条件：1）发动机水温高于170F；2）保持车速大于20MPH至少两分钟；3）打开节气门；4）闭环运行；5）转速在1.248-1.952103RPM之间（自动），或1.248-2.400103RPM之间（手动）；6）MAP电压应在1.5-2.6伏之间；7）系统依靠前后加热式氧传感器的信号，检测触媒转换器的工作效率。2.氧传感器监控功用：为了完整的测试氧传感器的功能。工作：通过监控九项有关含氧传感器项目。3.失火监控功用：监控和提示车主引擎失火潜伏的对触媒的破坏或引起引擎排放标准。工作：最主要是根据气缸在失火时会导致燃烧压力下降，会使活塞运动速度减慢。因此失火会导致引擎曲轴转速下降， CKP的波形循环就会出现中断，通过对比CKP与凸轮轴位置传感器CMP的信号，电脑就会能判断出哪一个缸失火。4、燃油系统监控功用：用来判断监控系统调整空燃比的工作情况。工作:监控的两个参数Short-term fuel trim(STFT)即短效修正，Long-term fuel trim(LTFT)即长效修正，在没有进行燃油修正时，数值为0，修正时，数值的范围-100%100%。5、油气蒸发系统监控功用：用来检测活性碳罐气体容积和泄漏情况。工作：监控系统的元件碳罐阀、EVAP电磁阀和压力传感器。6、废气再循环监控功用：用来检测EGR的流量和判断其工作效率工作：电脑使EGR阀全开或全关，并侦测EGR传感器的电信号，然后通过动态的采样数值与其原厂设计的标准相比，并判EGR系统的工作效率，若其工作效率达不到设定标准，则故障灯亮起并会发出设置故障码。六、汽车故障诊断与排除注意事项汽车电控系统对于高温、高湿度、高电压是十分敏感的，因此电