当代汽车故障诊断资料

山东交通学院吴际璋 当代汽车的故障诊断 戦斗口号 公元208年时 曹操53岁倚老卖老 在赤壁大江之上 毫情满怀 横槊赋诗 老骥伏枥 志在千里 烈士暮年 壮心不己 让我这个真正的八 二岁老头 借用这个 千古绝唱 之诗词 激活晚年壮心 发挥余热 不断前进 有此机会 相互交流学习 抛砖引玉 疑义共析 共同提高 一 汽车发生故障后的物理和化学变化现象 1 声音变化 异响 噪音出现 2 温度变化 升温或降温 3 尺寸变化 大小或厚薄变形 4 形状变化 方园变形 翘曲变形 5 信号变化 强 弱 有 无 6 压力变化 缸压 真空度 气压 油压失常 7 化学变化 燃烧条件变坏 排放污染加大 烧蚀 腐蚀 会出现 工作失常 损坏 安全事故 有的可见 有的不可见 可通过各种测量仪器 得出结果 二 汽车故障的分类 分三种类型 A 机械故障 易判定 B 电气故障 较难判定 C 机电综合故障 最难判定 电控系统的电元件故障分五种类型 1 永久性故障 即电控元件已损坏 此类故障 容易判定捕捉排除 2 偶发性故障 瞬时状态不佳 信号时有 时无 时弱 时强 重显时间不定 无规律可循 较难判定捕捉排除 3 自生性故障 为电元件自身产生的故障 与其他相关元件无关 又叫 真性故障 4 他生性故障 电元件本身无故障 因其他相关元件工作不良 因果关系影响而失常报警 又叫 假性故障 例如 氧传感器O2S 监控A F的大小 凡与A F有关的部件失效后 O2S都会报警 它是多元故障的代言人 5 时效故障 电元件的使用寿命 都有一定的有效期限 超过了这个期限 轻则失准 重则失效 三 汽车电子控制系统的检验方法 常用有效的 不解体检验方法有七种 1 自诊断法 利用ECU中随车诊断系统OBD 通过 故障灯 或 检测仪 显示故障内容 2 电测量法 利用万用表 测量电脑ECU或传感器端子的电压值和电阻值 发现和判断故障 3 真空表法 利用真空表检测 简单易行 是发动机不解体检验的好办法 4 数据流分析法 利用故障检测仪测到的各种数据值 对其间的因果关系 进行正误判定和故障分析 5 波形分析法 利用示波器 拾取电元件的控制波形 通过幅值 脉宽 频率 峰值等参数的对比 判定故障 6 红外线测温仪法 是一种极好的 无接触式快速测温手段 对汽车的不解体故障诊断 极为有利 7 五气体尾气分析法 可对发动机燃烧性能的好坏 进行分析 判断故障和原因 四 真空表是个宝 检测进气系统好坏的方法有 A 测气缸压力法 B 测气缸漏气量法 C 测曲轴箱窜气量法 都不如真空表法 简捷 全面 可靠 发动机好坏的标志 动力性 经济性 净化性的好坏 影响它的三大要素为 1 密封性的好坏 不漏气 2 空燃比的大小 A F 14 7 1 3 点火性能的好坏 早 晚和点火强度 不缺火 断火 结论 三大要素的因果反馈结果 最高真空度 Px 对应的必然是 最佳密封性能 最佳点火性能 最佳空燃比 因此说 反馈控制 在事物的因果关系之间 架起了一座桥粱 1 密封性好坏检测 1 起动时 应先接好真空表 如果立即着火 说明进气系统和点火 喷油系统正常 如果不着火 表针应稳定在 px 10Kpa左右 为密封性良好 不着火可能是点火 喷油系统有故障 如果表针低于10Kpa 且不稳定 为进气系统密封不良 进气管 气门 活塞环漏气 或起动机转速过低 汽 250r min 柴 500r min 2 怠速时 表针稳定在57 3 71 6kpa之间 说明怠速工况良好 快速开 闭节气门时 表针在6 7 84 6kpa间灵活的摆动 说明各工况都良好 单缸断火 跌落值 5kpa为好 说明单缸功率良好 如果 Px明显的低于规定值 即 活塞环漏气 气门漏气 进气管漏气 三元催化器TWC堵塞 个别气缸不工作 不点火 喷油 2 空燃比好坏和点火性能好坏检测 A F过浓 过稀 点火过早 过晚时 因燃烧条件变坏 都低于规定值 量值的大小 决定于故障程度 怠速时 表针在44 57kpa间摆动 摆动量的大小 A F稀态大于浓态 点火过早大于过晚 实例1 一台D型汽油机 只能怠速运转 冒黑烟 加速熄火 并有回火现象 故障灯点亮 检出故障代码 P0105 进气压力传感器MAP电路故障 P0130 氧传感器O2S电路故障 咋办 1 换件后故障依旧 2 又测进气管真空度 Px 45Kpa 3 后发现三元催化器中有异响 可能破碎堵塞 4 换TWC消码后 一切正常 5 原因和教训 排气管堵塞 反压力大 计量失准 燃烧条件恶化 产生假性故障 如先测 Px大小 即能快速排除 基础检测是前提 不要过分迷信故障代码 以免误导 五 故障检测仪离不了 OBD 故障代码内容 由五个数字组成 例如 P0113 进气温度传感器ATS电压高 第一位 英文字母 P EFI ECT系统 C 底盘系统 B 车身系统 U CAN BUS系统 第二位 数字 0 美国SAE代码 1 9 各厂家自定义代码 第三位 数字 故障范围代码 1 2 燃料和进气系统 3 点火系统 4 废气控制系统 5 怠速控制系统 6 电脑和执行元件系统 7 8 自动变速器系统 第四位 两位数字 统一的故障代码 1 人工取码法 通用 6 5 本田 9 4 福特 13 5 丰田 13 4 三菱 1 4 例如 PO100 空气流量计AFS线路故障 P0113 进气温度传感器ATS电压高 P0300 发动机 失火 应为 不着火 缺火 断火 原意 Misfire丢失燃烧 PO505 怠速阀IAC故障 PO755 自动变速器AT换档电磁阀 B 故障 2 用故障检测仪取码法 分专用型和统用型两类 功能各异 1 检测仪仪器取码 数据流分析是关键 通过对比分析 利用逻辑关系 判定故障根源 2 何谓 数据流 为电脑的编码信息 包括了 传感器的输入信号 执行元件的输出信号 计算修正的信号 采用串行通讯方式输出 3 数据流的分析方法 1 数值分析法 即数据值变化范围分析 与标准值的差异 有一定的值域区 2 时间分析法 是对数值变化的频率 周期的分析 有一定的时域区 如 氧传感器Ox 输出电压应为0 1v 0 9v 电压变化10s 8次 为好 3 因果分析法 数据间的因果关系 如 进气压力的高低 Kpa 进气流量 g s 的大小与喷油脉宽ms的关系等 4 比较分析法 相同车型及相同工况下的数据比较 5 关联分析法 相互关联的数据 进行逻辑分析 如 TPS值一定 对应的转速值SP 车速值VSS等 实例2 发动机突然熄火 故障灯点亮 检出代码为 P0350 点火线圈故障 P0200 喷油器线路故障 如何办 1 先排除点火系故障 2 随后喷油器正常 3 发动机某一气缸 三次不点火 就仃止喷油 这是 连锁控制 保护功能 的反映 实例3 AT式汽车突然不走 故障灯点亮 检出代码为 P0605 ECT ROM存储器记忆不良 P0750 档位开关信号不良 咋办 1 先排除档位开关故障 2 ECT ROM即正常 3 这是没有了行驶意图信号 AT就仃止工作 这是因果关系的反映 实例4 长安CM8乘用车 行驶5万公里后 出现热起动困难 怠速游车 故障灯点亮 1 检取故障代码 PO136 氧传感器信号不良 PO507 怠速高于目标值 2 怠速工况数据流 1 转速 810 900r min 偏高 2 节气门开度 2 正常 3 进气压力传感器电压值 1 2v 正常 4 喷油脉宽 1 8ms 正常 5 点火提前角 12 正常 6 氧传感器 0 68 0 9v 在偏浓区变化 3 为什么会偏浓呢 是O2S故障吗 1 检测供油压力 为245kpa 拔下调压器真空管 油压达300kpa 也正常 2 又检测碳罐电磁阀 电阻值30 也正常 通电试验 无清脆的动作声 SW OFF并对阀管吹气竞畅通 拆下检查 阀芯卡在常开位置 怠速时提前投入工作 致使A F变浓 清洗后故障排除 4 原因分析 碳罐电磁阀是机械故障 O2S替它报警 是相互关联的因果关系反映 实例5 桑特纳2000时代超人轿车 怠速不稳 忽高 忽低 故障灯点亮 用V A1552检码为 0053 AFS输出信号不可靠 怠速工况的数据流为 1 AFS空气质量 3g s 加速时可达15g s 属正常 2 AFS输出电压 1 62v 加速时可达3v 属正常 3 点火提前角 在7o 15o波动 属不正常 4 Ox输出电压为0 2v不变 时有时无 加速时也不变 拆下检查为 棕红色 是 铅中毒 而失效 但还提供A F过稀的信号 5 换新Ox后 一切正常 故障排除 6 分析 Ox还有0 2v的电压信号 还处于 值域区 内 A F不正常 AFS替他报警 此谓 因果关联 的反映 六 示波器也离不了 1 用途 各种传感器的波形显示和波形分析 是电测量和判断故障 最有效的手段 示波器是快速判断电器元件故障的有力工具 能及时地抓住电器元件瞬间发生的微小变化 进而诊断出难以发现的瞬间故障 2 波形好坏的五种依据 A 幅值 电子信号在一定点上的即时电压 或最高和最低的差值 B 频率 电子信号1s的循环数 Hz C 脉冲宽度 电子信号所占的时间 ms 或占空比 D 形状 电子信号的外形特征 曲线 轮廓 上升沿 下降沿 分界线 E 阵列 电子信号的重复方式 3 点火系统波形分析 点火系统实际上是电感 L 电阻 R 电容 C 组成的振荡电路 点火线圈是变压器 当电流通断变化时 由于磁场的变化 瞬时会产生电感振荡波形 当Tr OFF时 磁场迅速减小 产生互感应电动势 次级电压迅速增长 不等达到峰值 就击穿了火花塞电极 此为 击穿电压 ab线称 点火线 持续时间的长短为1 5ms 点火系的峰值电压可达30KV A 通过对比 分析排除各种故障 B 跳火燃烧电压的高低可判断多种故障 4 曲轴位置传感器NE和转速转角传感器SP波形 1 幅值 2 频率 3 脉冲宽度 4 形状 5 阵列 均良好正常 无中断或毛剌 5 进气压力传感器 MAP 波形 5 进气压力传感器 MAP 波形 压敏电阻式 输出0 5V的随动电压 它的频率 幅值和波形随转速和 Px的变化而变化 为不一规则的尖刺方波 A 怠速时 Px64kpa 输出电压为1 25V B 全开时 Px13kpa 输出电压接近5v C 急减速时 Px80kpa 为0v 6 热膜式空气流量计AFS的波形 为热敏电阻桥式电路 输出0 5V的随动电压信号 为跳动的尖刺方波 是空气流脉动引发了尖刺 怠速时输出电压应大于0 2V 全开时应大于4V 其频率与转速和流量成正比 做加减速试验应产生下列波形 7 氧传感器波形 二氧化锆ZrO2氧传感器的波形 多采用急加速法 拾取波形 最高电压接近1V 最低电压0 1V左右 混合气从浓到稀时 信号的反应时间 小于100ms 即10s内变化8次以上 不符合要求时 即更换新0 x 8 喷油器波形 饱和开关型喷油器用于多点喷射系统 当Tr管导通时ON 喷油器喷油 Tr管截止时OFF 喷油器仃喷 磁场发生突变 线圈的磁感产生峰值电压 可达30 100V 它代表了线圈的好坏 作用在功率三极管Tr上 可能将其击穿损坏 为此 采用 RC保护电路 使电感量得到阻尼和衰减 9 CAN BUS波形 连接仪表盘后方的CAN数据总线 2P接口 检测两股线上的通讯脉冲电压信号波形 A 正常波形 低速线L和高速线H波形对称 但电位相反 B 高速线H断路 C 低速线L对地短路 七 加大示波器的应用范围 1 利用起动机电流波形测气缸密封性 起动机的起动电流变化范围较宽 汽油机0 100A 200A 柴油机0 200A 600A 汽油机和柴油机都可使用示波器的功能 来测量气缸密封性好坏 省时省工 量值精度可靠 1 切断点火 喷油电路 火花塞或喷油器不必拆下 用示波器的电流感应钳夹住起动机火线 2 先确定1缸压缩终了上止点的位置 用正时标记或在1缸上安装专用缸压力传感器 它的读数即气缸压力值 拖动运转3 5s 第1个波形应为3缸或5缸的电流波形 依此显示其他缸波形 3 用示波器纪录起动机电流波形曲线的变化 即密封性的好坏与峰值成正比关系 判定各气缸的压缩力的大小 即密封性的好坏 再视情对可疑气缸 单独进行检查 如 注入少量机油 再拖动检查 压缩力上升 为活塞环密封不良 压缩力照旧 为气门密封不良 相邻两气缸压缩力都低 为气缸垫漏气 2 利用真空波形测气缸密封性 1 采集进气管中绝对压力的高低电压信号 变为示波器的电压信号波形 其幅值的高低决定于各缸真空吸力 Px 的大小 如果某缸真空吸力小 进气管瞬时压力波的峰值即变高 反之 则变低 用来分析进气系统密封性的好坏 活塞环 气门 进气管 2 用示波器连接进气压力传感器信号输出端 3 用配气正时标记确定一缸点火位置 A 四缸机 一缸点火 四缸进气 工作顺序为 1 3 4 2 进气顺序则为 4 2 1 3 B 六缸机 一缸点火 六缸进气 工作顺序为 1 5 3 6 2 4 进气顺序为 6 2 4 1 5 3 4 起动后 怠速运转 拾取各缸压力波形 5 标准波形为 A 峰与峰 谷与谷的间隔相等 为好 B 幅值高低一致 为好 6 如果 某缸密封不良 真空吸力减小 进气管瞬时压力即对应升高 峰值明显上移 例如 第4缸密封不良 真空吸力小 Px升高 3 利用示波器取转速SP信号检测缺缸 不同工况 不同喷油量和转速 在示波器屏幕上 对应一定长度的作功时间间隔线 转速一定时 各气缸的作功时间隔线应相等 线中显示的转角SP波形也应相等 说明各气缸工作良好 否则 为 少喷油或不喷油 或点火不良 需在一缸高压分线上安装感应夹或接喷油器信号 以便确定一缸在屏幕上的位置 八 用尾气分析法判断发动机故障 利用五气体废气检测仪对尾气测量的方法 可对发动机性能的好坏 进行分析 判断故障和原因 尾气中的一氧化碳CO 碳氢化合物HC 氮氧化合物NOx和碳烟微粒Pm是有害气体 二氧化碳CO2 氧气O2 氮气N2为无害气体 其量值的大小 都可用来综合判断故障原因 它包括了 三要素 密封性能的好坏 点火性能的好坏 空燃比A F的好坏等因素 一 尾气中的有害气体产生的原因 理论上完全燃烧的公式 A F 14 7 1 HC O2 热 H2O CO21 CO 因混合气过浓缺氧或混合不均 使燃烧不完全 形成的无色无味的有害气体 2 HC 因缸内温度低 冷激效应 和缝隙存留或燃气混合不均匀 完全未燃烧的有害气体 冷激 嵌藏 粘结 会使HC污染加大 3 NOx 是N2在高温 高压 多氧下的产物 呈棕色 有刺激性臭味 4 Pm 主要是柴油机的碳烟微粒 是HC燃烧不完全的固态产物 HC中的碳高温裂变 降低了大气能见度 二 影响有害气体生成的主要因素 1 空燃比A F的大小 理论上完全燃烧的空燃比A F 14 7 1 14 7为稀 14 7为浓 例如 1 浓态工况 怠速和大负荷时 CO HC NOx 2 稀态工况 中等负荷时 CO HC NOx 2 水温的高低 冬天冷起动后 燃油挥发条件差 进气管的冷激粘结严重 燃烧不完全 会造成CO HC NOx 此时 A F应为浓态 为污染最大的工况 3 气温的高低 气温低 密度大 富氧 A F变稀 CO HC NOx ECU应增量喷油 气温高 密度小 缺氧 A F变浓 CO HC NOx ECU应减量喷油 4 车速和转速的影响 转速高 涡流好 形成的混合气愈好 火焰传播加快 热损失小 燃烧完全 此时 CO HC NOx 5 点火好坏的影响 火花的强 弱 早 晚 缺火 断火 都严重影响尾气质量的好坏 三 新型电喷汽油发动机 怠速工况正常排放值 应为 1 CO 1 2 HC 0 66 3 NOx 5 4 O2 1 2 5 CO2 13 16 因发动机技术状态的变化和燃烧条件的变化 排放值会超出标准 可利用五气体的测量值 做为故障判定的依据 四 尾气分析的基本规则 1 基本项目 有害气体CO HC NOx 无害气体CO2 O2 用五气体废气分析仪检测出废气量值 根据各种气体的增量或减量 对点火性能 密封性能 空燃比A F的好坏 结合其他检测手段 综合判断验证 做出故障结论 2 基本原则 1 HC O2 明显增大 点火不良 密封性差 A F大 稀 2 HC CO CO2 O2 NOx A F过小 过浓 3 HC CO CO2 O2 NOx A F过大 过稀 4 CO2 最大可达14 体积的百分值 说明燃烧完全 此时 CO为零 5 O2的读数对尾气好坏的分析影响力最大 体积的百分值 A O2的标准值为1 0 2 0 说明燃烧的好 O2剩余量少 B 如果O2 1 0 2 0 说明A F小 浓 C 如果O2 1 0 2 0 说明A F大 稀 九 利用红外线测温仪检查故障 红外线是一种电磁光波 能够无接触式地捕捉发热体的外表温度 变为数值信号输出 它的精度和分辨率极高 是一种极好的快速测温手段 对汽车的不解体故障诊断 极为有利 例如 看不见 摸不着的部位 高速 高温不能触摸的部位等等 一 出现故障后温度巨变的部位 1 发动机燃烧部位 气缸盖 缸体 活塞 气门 火花塞等 缺火 断火 高温 拉缸 漏气 烧蚀 温度出现差异 2 冷却系统部位 温度差异 造成过热 过冷 3 空调部位 冷 热失