发动机电控系统的故障诊断与维修

1、发动机电控系统的故障诊断与维修摘要由于现代汽车微机控制装置是一很复杂的机电一体化综合控制系统，在进行维修和维修前，首先应系统全面的掌握整个系统的结构、原理和电气线路。各种电子控制系统的使用及其不断的完善，使得汽车检测维修技术要求越来越高。本文结合汽车维修的实例，对汽车发动机电控燃油喷射系统的在维修过程中常见故障的检测与诊断方法进行分析与探讨。【关键词】汽车；发动机电控系统；故障排除；检测技术和维修方法。众所周知，自1897年第一台汽车发动机问世以来，在近一个世纪的发展过程中，汽车发动机技术水平出现过三次质的飞跃：第一次是在本世纪二十年代用机械式喷油系统代替了蓄压式喷油系统：第二次为五十年代采用

2、增压技术；第三次则是八十年代出现的汽车发动机电子控制技术。电控技术自从七十年代首先应用在汽油机上开始就一直存在着如何保障电控系统的可靠性与安全性的问题。传统的机械式控制汽车发动机系统具有很高的可靠性，当汽车发动机采用电控系统，使用电控单元（ECU）、传感器和执行器时，仍应具备同样高的可靠性与安全性。虽然系统的可靠性可以通过提高元件的可靠性和进行系统可靠性的设计来改善，但是，无论如何提高可靠性设计，故障的发生是不可避免的，这时，系统电控单元就成为系统可靠性的最后一道防线。当电控系统出现故障时，维修工作变得相当困难，靠传统维修方法如询诊、视诊、听诊、嗅诊及试验等来解决电控系统的故障是相当困难的。配

3、合电控系统的专用电控系统的研究及应用成为电控系统产品化的必然要求。因此，电控单元的研究是汽车发动机系统可靠性的保障，是汽车发动机电控技术的一个重要组成部分；电控系统作为汽车发动机电控系统的专用维修仪器，是电控系统与用户进行沟通的界面，是便于用户使用电控系统的可靠保障。一、发动机电控系统的组成与工作原理（一）发动机电控系统的组成发动机电子控制应用十分普遍。汽油机电子控制系统的核心问题是燃油定量1/14和点火正时；柴油机电子控制系统的核心问题是燃油定量和喷油定时。除此之外，在发动机部分利用电子控制技术的内容还有：废气再循环（EGR、怠速控制（ISC）、电动油泵、发动机输出、冷却风扇、发动机排量、节

4、气门正时、二次空气喷射、发动机增压、油汽蒸发及系统自我诊断功能等，它们在不同的车型上都有或多或少的应用。汽车发动机电子控制系统与其他电子控制系统一样，都是有传感器、电子控制单元（ECU和执行器组成的。电子控制燃油喷射系统（EFI）简称汽油喷射。它是汽车汽油发动机取消化油器而采用的一种先进的喷油装置。使用电子控制燃油喷射系统，汽车发动机燃烧将更充分，从而提高功率，降低油耗，实现低公害的排放目的。当EFI功能与发动机其它功能结为一体时，称“发动机管理系统（EMS”，这将达到更高要求的环保目标。它以一个电子控制单元（ECU控制中心，利用安装在发动机不同部位上的传感器测得发动机的各种工作参数，按照在计

5、算机种设定的控制程序，通过控制喷油器，精确地控制喷油量，使发动机在各种工况下都能获得最佳的浓度的混合气。止匕外，电子燃油控制喷射系统通过计算机的控制程序，还能实现启动加浓、减速调稀、强制断油、自动怠速控制等功能，满足发动机特殊工况对混合气的要求，使发动机获得良好的燃油经济性和排放性，也提高了汽车的使用性能。（二）电控发动机的工作原理用电子系统来检测发动机工作情况，然后计算控制最好的运转。用CPK检测曲轴位置信号，进气温度、水温、和空气流量等信号，经过计算后，控制喷油和点火。电控发动机主要就是通过各个位置的传感器搜集数据传递给ECU然后由ECU计算收集到的数据后向各个执行元件发出控制信号使发动机

6、正常运转工作。二、汽车电控发动机常见的故障及检修方法发动机电控汽油喷射系统只要油和电、喷油时间、点火时间正确，发动机就可以发动着火。如果出现故障，在汽车发动机起动时可能会出现发动机启动难、怠速不稳定或者加速不良等现象，这些是汽车较常见的故障，原因可能是燃油泵2/14不工作或泵油量不足、喷油器、冷启动喷嘴和油路堵塞、怠速补偿系统工作不良、水温传感器、空气流量计工作不良及控制电路不良等因素引起。当汽车电控发动机工作不正常，而自诊断系统却没有故障码输出时，尤其需要依靠操作人员的检查、判断，以确定故障的性质和产生故障的部位。现在将汽车电控发动机常见故障总结为以下：（一）发动机不能发动1、故障现象：打开

7、点火开关，将点火开关拨到起动位置，发动机发动不着。2、故障产生的可能原因：1）起动系统故障使发动机不能转动或转动太慢：（1）蓄电池存电不足、电极桩柱夹松动或电极桩柱氧化严重；（2）电路总保险丝断；（3）点火开关故障；（4）起动机故障；（5）起动线路断路或线路连接器接触不良。2）点火系统故障：（1）点火线圈工作不良，造成高压火花弱或没有高压火花；（2）点火器故障；（3）点火时间不正确。3）燃油喷射系统故障：（1）油箱内没有燃油；（2）燃油泵不工作或泵油压力过低；（3）燃油管泄漏变形；（4）断路继电器断开；（5）燃油压力调节器工作不良；（6）燃油滤清器过脏。4）进气系统故障：（1）怠速控制阀或其控

8、制线路故障；（2）怠速控制发阀空气管破裂或接头漏气；（3）空气流量计故障。5） ECl障诊断排除方法和步骤：（1）打起动档，起动机和发动机均不能转动，应按起动系故障进行检查。首先，检查蓄电池存电情况和极柱连接和接触情况；如果蓄电池正常时，检查起动线路、保险丝及点火开关；（2）踏下油门到中等开度位置，再打起动机。如果此时，发动机能够发动，则说明故障为怠速控制阀及其线路故障或者是进气管漏气，如果踏下油门到中等开度位置时，仍然发动不着，应进行下一步骤的检查；3/14（3）进行外观检查。检查进气管路有无漏气之处；检查各软管及其连接处是否完好；检查曲轴箱通风装置软管有无漏气或破裂；（4）检查高压火花。如

9、果高压火花不正常，应检查高压线、点火线圈、分电器和电子点火器；（5）检查点火顺序是否正确；（6）检查供油系统的供油情况。在确认油箱有泪的情况下，检查燃油管中的供油压力；（7）检查点火正时及各缸的点火顺序；（8）检查装在空气流量计上的燃油泵开关的工作情况；（9）检查各缸火花塞的工作情况；（10）检查点火正时。如点火正时不正确，应进一步检查点火正时的控制系统；（11）检查ECU的供电情况和工作情况，确定是否是ECU勺故障。（二）发动机怠速不良故障1、故障现象：发动机在中等以上转速运行时工作正常，当转速为怠速或接近怠速时，出现怠速不稳甚至熄火的现象，即为怠速不良故障。2、故障原因：造成怠速不良通常是

10、由于进气系统和喷油控制系统的原因，个别时候也会因发动机机械故障造成怠速不良。常见引起怠速不良的原因有：（1）进气系统有漏气处；（2）冷起动喷油器和温度一时间控制开关工作不正常；（3）喷油系统供油压力不正常；（4）喷油器故障引起喷射雾化质量差；（5）ECK障。3、诊断排除方法和步骤：（1）检查进气管、PVC阀软管、机油尺处是否漏气；（2）检查空气滤清器滤芯是否过脏；（3）检查冷起动喷油器和温度一时间控制开关是否正常；（4）检查燃油系统压力是否过低；（5）检查喷油器喷射情况；（6）必要时检查汽缸压力和气门间隙；（7）检查ECU（三）加速不良故障1、故障现象：发动机在油门由低速缓慢加速到高速时，工作

11、完全正常，但在急加速时，发动机转速变化缓慢，有时有喘气或回火现象。2、故障原因：4/14（1）进气系统存在漏气故障；（2）系统供油压力过低；（3）点火电压过低；（4）点火时间过迟；（5）汽缸压力过低或气门间隙过小；（6）节气门位置传感器工作不正常；（7）ECU故障。3、诊断排除方法和步骤：（1）检查进气系统有无漏气现象；（2）检查高压火花情况；（3）检查点火提前角是否正常；（4）检查系统供油压力；（5）检查节气门传感（四）电控燃油喷射系统的故障诊断1、电控燃油喷射系统自诊断的应用1）故障灯的样式故障灯在仪表盘中，多用黄色或红色发光二极管制成。发光二极管的特点是体积小、耐振动、工作电压低（13V

12、）、寿命长、响应速度快、分辨能力强，因此成为了脉冲信号的显示器。2）故障灯的状态显示故障灯的状态显示有5种状态：（1）SW-O-亮，启动后又灭一一正常（或先亮26s后灭）；（2）运行中不亮无故障；（3）运行中常亮一一有故障；（4）偶然亮或消码后不再亮一一偶发性故障；（5）运码亮一一诊断时刻，人为使它闪故障代码。3）故障码的读取方法故障码的读取方法因车而异，方法多种，通常有以下6种方式。（1）仪表盘上故障灯直读：利用检查连接器ALDL上有关接口，跨接触发后闪烁或利用SW勺ON/OF®次触发闪烁（丰田、GM克莱斯勒等）。（2）故障灯报警，从检查连接器上提取故障码：跨接发光二极管LED或指

13、针式电压表，闪光取码或表针摆幅取码（大摆幅为十位、小摆幅为个位数）（三菱、现代、奔驰等）。（3）ECUk发光二极管直读：ECU±有专门的取码开关，触发后闪码（尼桑、5/14本田等)。(4)空调面板显示屏直读：利用空调面板上的按钮触发取码，多在豪华型轿车上使用。(5)按压闪烁码开关，其故障灯闪烁(沃尔沃)，或在规定的时间内连踩加速踏板5次，触发闪烁码(宝马)。(6)检码器检码又叫“扫描码”，它与检查连接器接口插接，可定量的提取ECLMEECT等电控系统的故障和有关参数，并能消码和对各执行元件动作检查和调节。如：IAC的步数、INJ脉冲宽度、各种相关电磁阀的工作状态等。4)故障灯的闪烁码

14、形式(1)脉冲电压显示代码，一般为两位数，有的为一位数、三位数、四位数或五位数。(2)宽脉冲表示十位，窄脉冲表示个位。或以等宽脉冲显示。2、电控燃油喷射系统故障诊断与检修的检测方法与程序1)必备的检测仪器(1)数字式万用表。用来测量电路、电器的电参数。(2)感应式转速表。用来检测最低稳定怠速转速、闭开角、各缸工作好坏(单缸功率检测)、各工况和各转速下白t点火性能的好坏(缺火、断火、交叉点火等)，是汽车检查必备的仪器。(3)真空表和手动真空泵。用来控制的各种阀门和拉力器和压力传感器MAP它也是ABS制动系统彻底放气的工具。(4)汽缸压力表和汽油压力表。用来检测汽缸的密封性和测量分配管内油压，检查

15、汽油泵、调压器和喷油器的好坏。(5)点火正时灯。检测和调整点火初始提前角的大小，使点火系统处于最佳工作状态，它是监控装配质量的仪器。(6)发光二极管。提取故障代码和检测脉冲信号用(如INJ、IGT、IGDIAC)等。汽车上各电控系统多用脉冲信号控制，该信号可用示波器显示，但不如发光二极管简便。6/14(7)检码器(扫描仪)，用于定量读取电控系统的代码和相关参数，并有消除代码和对各执行元件进行动作检查的功能。它是电控系统不可缺少的检测仪器。(五)电控燃油喷射系统主要元件的故障诊断与检测检测传感器信号是否良好可用万用表、示波器，也可用检测仪。1)电动汽油泵故障诊断与检测在燃油喷射发动机中，燃油泵是

16、“心脏”，供给一定压力的燃油，燃油泵及其控制电路的故障将直接影响发动机的启动性能和工作性能，燃油泵及其控制电路在电控发动机故障中占据了较大的比例，因此对燃油泵及控制电路故障诊断与检测是十分重要的。(1)电动汽油泵故障诊断。电动汽油泵的主要故障是启动困难、怠速不稳、加速不良、行驶无力，夏季故障高于冬季，主要原因是“热气阻”的影响。脏堵造成的泵油量降低。汽油箱不定期清洗，造成油泵进油口处滤网堵塞。清洗油泵和滤网后，泵油量能恢复正常。泵油能力衰退或失效多为滤油器脏堵或接反，有时因加油不及时，造成热负载加大。炭刷、弹簧、换向片、绕组发热，磨损加大、电阻值变大、转速下降、油压和油量下降而失效。(2)电动

17、汽油泵的检测。电动汽油泵为不可拆式，只能一次性使用，工作电压多为12V,绕组和碳刷的电阻值为0.20.3Q。油压检测包括系统油压检测和熄火后系统残余压力检测，系统油压如果过高或过低会使混合气浓或稀，熄火后系统残压保持不住将造成难启动或不能发动。油压一般为200350kPa,流量为80120L/h为好，这是检验汽油泵好坏的依据。在分配管的测压孔上接油压表，静态油压应略高于动态油压。夹住油压调节器上的回油管，油压应升高100kPa,转速上升100r/min以上为好。如转速不上升，说明油泵已失效。熄火后，分配管内的油压应保持5min不降低为好，否则，说明油压调7/14节器、油泵中止回阀门的功能失效，

18、应更换新件。2)油压调节器的故障它是一次性使用的部件，应定期检查它的调压能力，并及时更换。它的使用寿命较长，一般在100000km内工作正常。(1)膜片弹簧疲劳，回油过多，分配管内油压过低，喷油量和雾化质量变差。卡住回油管，压力又正常，说明汽油泵和滤清器无问题，应更换油压调节器。(2)膜片破漏，汽油流入进气管中，造成空燃比极浓而冒黑烟，严重时发动机窒息。(3)膜片和阀结胶、硬化、发卡，会造成油压过高，排气冒黑烟故障。3)喷油器的故障诊断(1)脏堵。碳化物和胶油是脏堵的物质，使循环供油量减少，造成怠速不稳、加速不良等故障，应适时检查清洗或更换。(2)绕组烧坏。电阻值变化而报废。(3)针阀发卡。主

19、要有不喷油、常喷油、滴漏和雾化不良四种故障现象。不喷油表现在单缸断电无降速征状；常喷油表现在不雾化、冒黑烟，不着火、冒白烟；滴漏表现在不雾化、不熄火，断电后1min滴漏大于一滴；雾化不良表现在锥角、射程不良，怠速游车或冒黑烟，排气管中有不规则的突噜声等。4)冷启动喷油器的故障诊断与检测它的双金属片的准确性和可靠性差，如其触点常开或针阀卡住，即不喷油；触点常闭，即常喷油，造成冒黑烟费油。其检查方法是利用热水加热后，测量其通断情况。为此，将冷启动喷油器的控制线路与电脑的启动机线路连接，只在点火开关(SW)为启动(ST)时通电喷油，并且只在冷态时起作用。如果在初冬季节，出现冷启动困难现象，多为冷启动

20、喷油器脏堵造成的。冷启动喷油器仅用在丰田、尼桑及K型奥迪5缸等车，20世纪90年代的欧美电控发动机一般没有冷启动喷油器。冷启动时(低于30C)冷启动喷油器喷油；热启动时(高于40C)不喷油；连续启动不喷油，不同车的温度控制略有不同。冷启动喷油器正时开关检查：拆下冷启动喷油器正时开关，测量不同温度下8/14的电阻值，冷启动喷油器在不同温度下的电阻值应符合表2-2所示要求。如了电阻/Q冷却液温度传感器/cSTA-STJ20404060<30>40STA2080-表2-2冷启动喷油器在不同温度下的电阻值冷启动喷油器的线圈电阻值应是24Q,如不合格，应予更换。拆下冷启动喷油器，放置在准许的

21、容器中，连接检查连接器上FP和+B端子，冷启动喷油器每分钟漏油应不多于1滴。检查冷启动喷油器喷油状况，冷启动喷油器在冷启动时不喷油会造成冷车难启动的故障，冷启动喷油器在热启动时喷油会造成热车难启动的故障。冷启动喷油器热启动时喷油，故障原因是STJ导线搭铁或正时开关内触点常闭。冷启动喷油器在冷启动时不喷油，故障原因是冷启动喷油器故障、冷启动喷油器STA端子在启动时无电源、STJ端子导线断路或正时开关内触点常开不能闭合，检查步骤如下：（1）拆下冷启动喷油器；（2）拔下冷启动喷油器插头；（3）直接供12V电压给冷启动喷油器观察冷启动喷油器是否喷油；（4）喷油：将试灯接冷启动喷油器线束插头上的STA端

22、子，启动时观察试灯是否亮；亮：正时开关STJ搭铁，启动时观察冷启动喷油器是否工作；不亮：检查点火开关及点火开关至STA端子导线；喷油：正时开关故障，更换；不喷油：冷启动喷油器至STJ端子间导线断路。三、下面以几个实例来具体分析：（一）发动机启动困难1、维修实例车型：上海帕萨特B5轿车1）故障现象：发动机热车时启动正常，但是冷车启动时，特别是早晨第一次启动时，启动困难9/142）诊断与排除：从故障症状来分析，故障应该在燃油供给系统。在燃油管上接上专用的燃油压力表，检查燃油泵单向阀的密封性，启动发动机，检查燃油系统工作压力，正常。关闭燃油压力表上的截止阀，同时关闭发动机，此时的燃油表上的压力指数约

23、为400KP。观察10分钟后，压力约为70Kpa,说明系统油泄漏偶遇。由于燃油压力表上的截止阀已经关闭，所以分析引起引起燃油系统泄漏的原因有：（1）燃油泵单向阀泄漏。（2）管路泄漏。经检查外部管路无泄漏处，分析应为燃油单向阀泄漏，更换燃油泵后，故障仍未排除。分析燃油管路仍有泄漏处。外部管路已检查过，内部管路呢？检查油箱内燃油出油口至油箱出油管接头间的一段透明橡胶管，发现燃油管上有一处老化裂纹，将此段油管更换后，故障排除。3）故障原因燃油系统故障：（1）燃油泵工作不正常；（2）喷油器不良；（3）进气管路漏真空；（4）怠速控制阀关闭不严。点火系统故障：（1）空气流量或进气压力传感器；（2）Ne（转

24、速信号）G1G2;（3）节气门位置，水温传感器；（4）空挡NP（5）点火模块；（6）点火线圈初级，次级线圈是否断或短路；（7）高压线，阻尼电阻是否漏电；（8）火花放电间隙是否漏电；检查ECU是否有故障。4）检测与诊断方法：（1）测量蓄电池电压；（2）检查辅助空气控制阀工作情况；（3）调取故障码，检测发动机温度传感器，异常应更换；（4）将发动机温度传感器接头断开后起动发动机，若不正常，检查温度传感器电路及传感器；（5）检查调压管是否堵塞。（二）发动机不能正常启动1）故障现象：一辆99款桑塔纳2000Gsi轿车，冷起动困难，需连续起动多次才能工作，起动后工作正常，用VAG1552检测，没有发现故障

25、码。2）故障原因造成发动机起动困难的原因很多，主要有气缸压力低、燃油压力低、点火能10/14量过弱、进气系统漏气、怠速控制装置故障、空气流量计故障、水温传感器故障等。考虑到这辆车只是冷车起动困难，而起动后发动机工作正常，因此，可将气缸压力低、燃油压力低、点火能量过弱、进气系统漏气、怠速控制装置故障、空气流量计故障等因素排除在外。询问驾驶员得知，该车发动机起动后转速约为900r/min,说明冷车时没有高怠速。冷车时没有高怠速的原因主要有水温传感器及其电路故障或ECU故障。这种情况下应主要对水温传感器及其电路进行检查。用VAG1552读取水温信号，水温为65c并且不变化，初步判断水温传感器有故障。

26、拆下水温传感器，放入热水中加热，测量1、3两脚间的电阻，始终为600Q左右，说明水温传感器已损坏。更换水温传感器，故障得以排除。3）诊断分析桑塔纳2000Gsi轿车起动时，ECU根据水温传感器信号和发动机转速信号确定基本喷油量，由于水温传感器损坏，不能反应发动机实际水温，因而ECU确定的喷油量满足不了冷起动时发动机对混合气浓度的需要，造成冷车起动困难。（三）发动机暖机后怠速过低、不稳定1、维修实例车型：福特天霸VIN:1FAPD36X5PH121840L42.3L,M/T1）故障现象：车能起动，发动机启动后1分钟后就熄火。在熄火前发动机灯会闪烁几次，重新起动，发动机起动后马上熄火。2）故障原因

27、：用红盒子SCANNER扫描仪读故障码。诊断接头在发动机防火墙内，将自诊断输入端（ST1）与信号回输端以跨线跨接，连接电压表，正极棒接蓄电池正极，负极棒接自诊输出端（STO）,当点火开关ON后，由电压表摆动的次数，即可读取故障码。清除故障码，则在点火开关ON后，正要显示故障码时，立即拆除跨接线即可，该车读出的故障码为进气温度传感器线路不良。3）故障排除：拆下进气温度传感器，测量其电阻，在不同温度下应有不同的阻值。如下表：11/14温度（C）信号电压（V）传感器电阻（kQ）103.5158.75203.0737.3302.624.27402.1316.15501.710.97601.337.77

28、01.025.37假如电阻正常，测量信号端电压源（即25号脚接线），其电压应在5V左右另外，当点火开关OFF时，46号共同搭铁线与车身搭铁的电阻应在5欧以下。检查结果，26号线开路，修好此线路，车辆恢复正常。4）分析：进气温度彳感器（ACT装在进气歧管上，或装在空气器滤芯旁边，用以检测进入气缸的空气温度，以修正喷油量，使空气燃油的混合比更适合于燃烧。它利用热敏电阻作感应，将不同的温度下电阻的变化，转变成信号电压。温度越高，信号电压越低，喷油量越少。2、发动机暖机后怠速过低、不稳定故障检测与诊断分析1）故障现象：发动机暖机后怠速运转时，转速过低，容易熄火。2）故障原因：（1）点火正时过迟；（2）

29、气缸压缩力过低；（3）喷油器性能差；（4）燃油泵工作状况不良。控制系统中曲轴位置传感器，发动机水温传感器不良。3）诊断方法（1）用正时灯检查发动机点火正时；（2）检查旁通进气管是否堵塞；（3）检查节气门室气路是否堵塞；（4）检查节气门是否卡阻；（5）拔下调压器真空管，给调压器提供真空或加压，检查发动机怠速；（6）调取故障码，利用输出代码判断空气流量传感器和发动机水温传感器有无故障；（7）拔下发动机水温12/14传感器接头后启动发动机，检查怠速运转情况，若怠速不好，检查发动机水温传感器；（8）检查燃油压力，燃油泵，滤清器和压力调节器；（9）检查喷油器，喷油状况和电阻值。（四）发动机加速不良1、维修实例：车型：别克CENTURY牌轿车，装备V6电控发动机。1）故障现象：行驶中加速不良，怠速时严重抖动，急加速时进气管回火。2）故障分析与排除：更换火花塞和汽油滤清器，清洗空气滤清器，故障依旧。用汽油喷射系统清洗剂及专用设备自动清洗电喷装置，仍无效果；拆下喷油器，清洗后故障仍旧。拆下空气滤清器，用手赌住气门阀体的进口滤网，使主通道的进气面积减少，增加混合气浓度，结果怠速稳定，加速也