《汽车电路分析》课件第6章

第6章汽车电路的故障诊断6.1汽车电路的维修基础6.2汽车电路的故障诊断

6.1汽车电路的维修基础

6.1.1汽车电路的工作状态

1．满载工作状态

电气设备产品的铭牌上都规定了“额定电压”、“额定电流”或“额定功率”等。按照这些额定值去使用和维护电气设备，则它的工作效率就高，安全可靠，使用寿命较长。电气设备在额定状态下工作，称为满载工作状态，因此满载工作状态也称为额定工作状态。

2．空载

电路一般通过开关和熔断丝把电源和负载连接起来。开关用来接通和切断电路，起到控制电路的作用。当开关打开或熔断丝熔断时，电路的工作状态称为空载(开路)。

3．过载(超载)

过载是指电路中的电流或功率超过了电源或用电设备的额定值。过载时电气设备可能发热损坏。

6.1.2汽车电气系统电路故障现象

汽车电气系统的故障总体可以分为两大类：一类是电气设备故障；另一类是汽车线路故障。

1．汽车电气设备故障

电气设备故障是指电气设备自身丧失其原有功能的故障，包括电气设备的机械损坏、烧毁，电子元件的击穿、老化、性能减退等。在实际使用和维修中，常常会因线路故障而造成电气设备故障。电气设备故障一般是可修复的，但一些不可拆的电子设备出现故障后只能更换。例如晶体管式电压调节器或集成电路式电压调节器、电子点火系中的点火模块等损坏后现在都不用维修，只需要更换新的同规格的部件即可。

2．汽车线路故障

汽车线路常见的故障现象有以下几种类型。

(1)断路。电源到负载的电路中某一点中断时，电路中无电流，导致负载不能正常工作，这种故障称为断路。产生断路的原因主要是导线折断、导线连接端松脱或者搭铁不良、触点严重烧蚀、熔断丝烧断、负载烧断、接点或插接器脱落等。

(2)短路。电源正、负极的两根导线直接接通，使电气部件不能工作，导线发热或线路中的熔断丝烧断。造成短路的原因有：导线绝缘破坏，并相互接触造成短路；开关、接线盒、灯座等外接导线螺丝松脱，造成和线头相碰；接线时不慎使两线头相碰；导线头碰触金属部分等。

(3)搭铁。搭铁是电流经过负载后在不合适的地方(不该搭铁的地方)搭铁。搭铁会使负载不受控制，产生错误动作。

(4)负载工作不良。负载工作不良是负载没有处在良好的工作状态，有时工作，有时不工作。产生这种现象的原因多数是连接处松动或氧化腐蚀造成的。

6.1.3常用的汽车电路检修工具

1．跨接线

简单的跨接线就是一段多股导线，如图6-1所示。它的两端分别接有鳄鱼夹或不同形式的插头，具有多种样式。工具箱内必须有多种形式的跨接线，以用作特定位置的检查。1—带直列式熔断丝的鳄鱼夹；2、6—鳄鱼夹；3—针形端子；4—接片端子；5—探针图6-1汽车电路维修用跨接线跨接线虽然比较简单，但却是非常实用的工具，它的作用只是起一个旁通电路的作用。如果某一电气部件不工作，首先将跨接线连接在被试部件接线点“-”与车身搭铁之间(见图6-2中的d)，此时部件工作，说明部件搭铁线路断路；如果搭铁电路很好，就将跨接线连接在蓄电池“+”极与被试部件的电源接柱之间，此时部件工作，说明部件电源电路有故障(断路或短路)。如果部件仍不工作，说明部件本身有故障。图6-2中a、b、d是跨接线的正确使用方法，c是错误的跨接。1—蓄电池；2—开关；3—电动机图6-2跨接线的正确使用使用跨接线时的注意事项：

(1)用跨接线将电源电压加至试验部件之前，必须先确认被试部件的电源电压是否为12V。例如有的喷油器电源电压为4 V，如果加上12 V电压就有可能损坏喷油器。

(2)跨接线不可错误连接在试验部件“+”接头与搭铁之间，例如图6-2中c的跨接方法就是错误的。

2．12 V测试灯

12 V测试灯由试灯、导线、各种型号端头组成。它主要是用来检查系统电源电路是否给电气部件提供电源，如图6-3所示。图6-3测试灯的外形及电路将12 V测试灯一端搭铁，另一端接电气部件电源接头，如图6-4所示。如果试灯亮，说明电气部件的电源电路无故障；如果试灯不亮，再连接去向电源方向的第二个接线点，如果试灯亮，则说明故障在第一接点与第二接点之间，电路出现的是断路故障；如果试灯仍不亮，则再去连接第三个接线点……，直到试灯亮为止。如果故障在最后被检测接头与上一个被测接点间的电路上，大多为断路故障。测试灯是不能取代电压表的，它只能显示电路是否有电压，却不能显示电压的数值。图6-412 V测试灯的正确使用1—熔断丝；2—连接器；3—探针；4—测试灯；5—电动机

3．通导式测试笔

通导式测试笔也称自供电试灯,如图6-5所示。它与12V测试灯的原理基本相同，只是需要在手柄内加装两节或1节1.5 V干电池和1个灯泡，一端是探针，另一端是带有导线和鳄鱼嘴的夹子。它用于测试某一电路是否具有完整的支路或是否具有通导性。将其与某一电路串联时，干电池将电流送入整条电路，如果电路是完整的，灯泡就会亮起。这种快速检测工具与欧姆表一样，仅用于无源电路，不应当接在一个带电的电路中。否则，测试笔中的灯泡会被烧坏。图6-5自带电源测试灯1—鳄鱼夹；2—探针；3—手柄中的电池通导性测试笔的正确使用如图6-6所示。图6-6通导式测试笔的正确使用1—蓄电池；2—开关

4．点火正时枪

点火正时枪(见图6-7)是一种用于检测与调整点火正时的窥视灯。其一般有三根接线(两细一粗)，使用时将两细线接蓄电池正、负极，一粗线接到第一缸火花塞高压线上，通过飞轮壳上的窥视孔可以看到转动中曲轴飞轮上的点火正时标记。它可以让转动中的飞轮标记呈现为静止状态，以便观测点火正时提前角度。图6-7点火正时枪

5．万用表

万用表是汽车电路故障检修中用得最多的一种工具，按结构与测试结果的显示不同有指针式(模拟式)万用表和数字式万用表之分。现在汽车上检测时都使用数字式万用表，如图6-8所示。

数字式万用表不仅可以用来检测电路的通断，器件的电阻值、电压值，还可以检测频率信号、电流信号、转速、占空比、温度等。图6-8数字式万用表(KM300型汽车万用表)1—“直流/交流”切换按钮；2—“保持”按钮；3—“量程”选择按钮；4—“转速”选择按钮；5—选择开关这里不再详细介绍数字式万用表的使用，只强调使用数字式万用表的一些注意事项。

(1)当数字万用表的正导线带电而负导线接地时，它即在读数前显示一个“+”符号。如果两极导线相反，读数前将会出现“－”符号，以示相反极性。

(2)如果万用表内的电池电力不足，就会影响读数的精确度。因此要时常检查表内电池以确保数据的准确性。大部分数字万用表都有一个电池警告标志，用来显示电池的电位状况。

(3)用数字万用表测电阻时，调零也是用两表笔互相接触，如果显示屏上显示不为零，则说明表内电池可能电力不足，需要更换电池才能使用。当两支表笔没有碰在一起或没有与所测电路连接时，万用表上显示应为无穷大电阻，数字万用表在屏幕的最左端显示“1”或“+1”。

(4)数字万用表用“+”或“－”来表示正电压或负电压。在测量电压时，选用的各挡位量程不同，读数也会有所不同，因此所选择的量程应以得到最精确读数为准。

6．示波器

很多传感器和执行器常采用电压、频率或其他以数字表示的信号，在发动机实际运转过程中，由于信号变化很快，很难从这些不断变化的数字中发现问题所在，所以需要利用汽车示波器的相关检测功能对电子控制发动机系统中的曲轴位置传感器信号、凸轮轴位置传感器信号、氧传感器信号、某些型号的空气流量计信号、喷油器信号、怠速电动机控制信号、点火控制信号等一系列信号进行检测，用示波图形的方式直观地给我们提供参考。将所测量的信号波形与标准信号波形相比较时，如果发现有异常之处，则表示该信号的控制线路或电子元件本身出现了问题，需要进一步详细检查。利用示波器来检查电子信号也对维修者提出了较高的汽车维修理论知识要求，需要维修者能较熟悉被测传感器或执行器的工作、控制原理，并对示波器具有一定的操作技巧，能正确地观察波形(波峰、波周期、脉宽等)，否则很难利用好这个工具。

7．故障诊断仪

汽车故障诊断仪俗称解码器，是利用配套连接线和汽车电脑数据输出DLC(检测插头)相连，从而达到与各种电子控制系统控制单元ECU进行数据交流的专用仪器。汽车故障诊断仪最基本的功能是读取和清除电子控制系统故障码，具有综合功能的诊断仪的功能远不止这些，一般还具有系统传感器与执行器的静态及动态数据流分析功能、部分执行器的动作测试功能，有的还带有示波器显示功能、万用表功能和打印功能，有的带有控制系统电路图、技术检测参数和维修指引以供参考，有的可以通过专用数据线直接和电脑相连进行资料的更新与升级，有些功能强大的原厂诊断仪还能对车上系统电子控制单元ECU进行某些数据资料的重新写入和更改等。故障诊断仪通常分为原厂和非原厂两种。所谓原厂汽车故障诊断仪，是指由汽车制造厂家提供或指定的故障诊断仪。通常每个汽车制造厂家都有针对自己所生产的各种车系的原厂故障诊断仪，以便能为自己生产的汽车提供更好的售后检测服务。如奔驰汽车的STAR，宝马汽车的GTl，标致雪铁龙的PPS2000，沃尔沃的VIDA，大众(奥迪)汽车的VAG1552、VAS5052等。

非原厂汽车故障诊断仪则是指不是由汽车制造厂家提供或指定，而是由汽车专业维修检测仪器设备厂商生产的汽车故障诊断仪，如国外公司德国博世的KTS570、美国的红盒子MT2500、瑞典的AUTODGAGNOS，国内公司的电眼睛、修车王、车博士、车灵通等。原厂故障诊断仪一般情况下只能诊断某汽车公司生产的车系，而不能检测其他汽车公司生产的汽车，就像INTELLIGENTTESTER只能检测丰田汽车公司生产的包括雷克萨斯系列、佳美、皇冠、亚洲龙、丰田大霸王、花冠等一系列丰田车系，却不可以用来诊断宝马、奔驰、福特、日产等车系。和原厂故障诊断仪相比，非原厂故障诊断仪一般可以检测多种不同汽车制造厂家所生产的汽车，如KTS570就可以诊断欧洲的奔驰、宝马、大众(奥迪)、保时捷、欧宝等多家不同品牌的车系。

6.2汽车电路的故障诊断

6.2.1一般汽车电路检修注意事项

1．熔断丝容量不能过大

发现用电设备的熔断丝烧断后，在未找到原因和排除故障之前，不应当换上新的熔断丝，除非经检查已确认没有短路现象，或者是用电流表测试电流基本正常，方可换上新的熔断丝试验。在熔断丝烧断以后，绝对不能换上铜丝或大电流熔断丝代替。因为这样做虽然熔断丝是烧不断了，但是会烧坏其他元器件，还可能会使故障进一步扩大。

2．直流电压不能过高

电子电压调节器出现故障时，会使发电机输出的电压升高，由此将会导致用电设备损坏，在检修有元件烧坏车型时，应先检查发电机输出的电压是否正确。若电压偏高，应先排除此故障。

3．防止在测电压过程中扩大故障

在检修或测量电压过程中，一定要小心地使表笔对准所要测量的点，不要使表笔碰到别的部位造成相邻导线间的短路，烧坏元器件。在检修电子控制电路时更应加倍小心，因为电子控制单元中的集成电路或元器件间的距离很近，稍不注意就会造成相邻元器件或端子之间短路，烧坏集成电路或其他元器件。所以，在测量时表笔一定要拿稳，对准被测点，一定要把表笔放稳后再去读万用表的测量结果。测量集成电路某端子电压最好改为测量与该端子相连的另一焊点的电压，应当尽量不触及集成电路端子。

4．拆焊过的元器件或连线应当正确复位

在检修过程中，如果需要将某个元器件焊开或拆开测量，测后复位或换新元器件时一定不要装错，特别是有极性的元器件，否则会自己给自己设置障碍，而且这种障碍不太容易被发现。

5．不可带电拆装元器件

拆装元器件时，应先关掉或断开电源。对于电子控制电路中的某些集成电路，特别是集成电路有插座时，不要在带电状态下拆装集成电路。装配时要认清位置，一定要防止装反。

6．拆卸组件

检修时，若遇到某些组件有故障需拆卸修理时，应当记下所拆件的位置和拆卸顺序，以保证还原时能够恢复其原有的装配精度。

7．检修空调制冷系统电路

为防止空调制冷系统检修时电路短路，应在检修前拆下蓄电池搭铁线。

在修理配线时，应尽量不要改变原线束的位置，如需要更换或焊接配线，应尽量选用原色、原直径导线，焊接点要用胶带包扎。如更换的配线需要穿过面板或金属构件，应加装橡胶圈以保护配线。6.2.2汽车电子控制系统电路检修注意事项

汽车电子控制系统对高温、高湿度、高电压是十分敏感的。因此，维修汽车电子控制系统时要注意以下问题：

(1)严禁在发动机高速运转时将蓄电池从电路中断开，以防产生瞬变过电压，损坏电脑和传感器。

(2)当发动机出现故障，“检查发动机”警告灯(CHECKENGINE)点亮时，不能将蓄电池从电路中断开，以防止电脑中存储的故障码以及有关资料信息被清除。只有通过自诊断系统将故障码以及有关信息资料调出并诊断出故障原因后，方可将蓄电池从电路中断开。

(3)当诊断出故障原因，对电子控制系统进行检修时，应先将点火开关关掉并将蓄电池搭铁线拆下，如果只检查电子控制系统，则只需要关闭点火开关即可。

(4)跨接启动其他车辆或用其他车辆跨接本车时，必须先断开点火开关，才能拆装跨接线。

(5)在车身上进行电弧焊时，应当先断开电脑的电源。在靠近电脑或传感器的地方进行车身修理作业时更应特别注意。

(6)除在测试过程中特殊指明外，不能用指针式万用表测试汽车电脑和传感器，应使用高阻抗数字式万用表进行测试。

(7)不要用测试灯去测试任何和电脑相连接的电气装置。

(8)电子控制汽油喷射装置对汽油的清洁度要求很高，装有氧传感器闭环控制系统的汽车必须使用无铅汽油，以防氧传感器失效。

(9)对安全气囊进行检修时，如果操作不当将会使气囊意外展开，因此必须严格按操作程序进行。

(10)尽量不要打开电脑盖，因为电脑即使坏了修理难度也较大。若修理电脑，在装回电脑盖时要注意其密封性能应当良好。

(11)雨天检修及清洗发动机时，应当防止将水溅到电子设备及电子线路上。

(12)在拆出导线插接器时，要注意松开锁紧弹簧或按下锁扣。配线和插接器的故障主要是断路和线路搭铁。断路故障主要由导线折断、插接器接触不良以及插接器端子脱出等原因造成。一般导线在中间折断很少见，大多是在连接处断开，因此应当重点检查传感器连接处和插接器连接处的导线。6.2.3电路检修后注意事项

1．检修后整理

在实际检修过程中，有时为了查找故障，需将某些元器件焊掉(拆掉)或者将有关接线焊掉(拆掉)，检修后必须及时恢复，而且不能接错，以免产生新的故障。恢复拆过的汽车电器时，应按原布线接好(固定好)，对于一些靠近热源或有散热要求的元器件(如电子控制组件等)应放回原处，按原结构形式装配。线扎的位置尽量不要挪动，尤其是靠近热源处线束的固定及走线位置更应注意恢复原样，螺钉、螺栓等紧固件应锁紧。

2．整车修复后的性能测试

对于检修过的汽车，还应注意重新进行试验。在静止状态试验合格后，最好再进行一次路试，以进一步确认故障是否确实被排除。

3．总结

每检修好一辆汽车应当反思一次，把自己的修理结果与原来的分析推测进行比较，即使原有分析推测是正确的，也要总结一下分析过程，以巩固正确的维修思维方法。如果原有分析推测是错误的，就应当立即找出错误原因。

总结的经验最好用笔记录下来，这样既可以在记的过程中理清思路、得到提高，又可以在今后碰到类似电路故障时用作参考和借鉴。

4．向用户介绍正确使用的方法

对于由于用户使用不当造成的汽车故障，维修人员在修好车以后，还应向用户介绍一些正确使用汽车的方法和技巧，以防同类故障再次发生。

6.2.4汽车电路维修流程

1．询问用户

在检修汽车电路故障之前，不要忙于通电，应先向用户询问了解汽车的使用情况、故障现象以及故障产生和发展的过程，并将用户提供的情况做好记录，认真分析研究，这对于维修人员来说是非常有必要的，可以减少对故障的误判和错判。询问的内容应包括以下各项。

1)汽车使用年限

了解汽车使用的年限可以帮助大致估计出故障的性质。例如，对于较新的汽车，比较多的情况是个别零件安装或焊接不好，插接件松动造成接触不良；个别元器件可靠性太差；用户不会使用汽车的某些功能或开关而造成的“假故障”。对于使用多年的旧车，则应该较多地考虑损耗性故障，如集成电路老化，特性变坏；晶体管特性下降，电容器漏电，介质损耗，电容容量变值或击穿；点火线圈内部霉断，开关触点氧化或烧蚀造成接触不良等。

2)产生故障的过程

应了解故障是突然发生的还是逐步恶化的，是静止性的故障还是时有时无的故障。详细了解了以上这些情况，可以使维修人员进一步判断故障的性质，便于采用较为合理、安全的修理方法。

3)是否请人修理过

应该了解该汽车发生故障以后，用户是否请人修理过，修过哪几个部位。如果请人修理过，此人的修理过程如何，是否调节过车内的某些可调部位，是否更换过电气部件等，这可以帮助修理人员较快地排除一些由于修理技术不成熟而造成的人为故障。

2．实车检查

经询问用户初步了解到故障现象以后，就应仔细检查故障现象，尽可能多地了解故障汽车有哪些功能丧失，哪些功能仍正常。这将有助于判断故障的大概部位，尽快地缩小故障范围。通常应做以下检查：

(1)整车不工作时，喇叭是否响?

(2)启动不了时，启动机运转是否正常?

(3)启动机运转不正常时，前照灯亮度是否正常?

(4)喇叭不响或响声异常时，前照灯亮度是否正常?

(5)电喷发动机不能启动时，冷却液温度表指示是否正常?

(6)电喷发动机冷启动困难，踩下加速踏板，在这种加速情况下能否启动?

(7)空调器不工作时，冷却风扇是否运转?

(8) ABS不起作用时，ABS指示灯能否点亮?

对于观察到的损坏元器件或零部件，应先对其进行修理或更换，往往就会使问题得以解决。这种情况尤其适用于因车辆相碰、撞车等情况所引起的电路故障修理。

3．综合各电气系统故障现象分析

1)电源系统

电源(蓄电池和发电机)系统发生故障时，将使汽车不能工作或工作失常。无蓄电池电压的故障现象主要是启动不了、喇叭不响、前照灯不亮、各种指示灯也不亮。蓄电池电压低于正常值时的故障现象是启动机运转无力、灯光变暗、喇叭声音失真等。发电机造成的电路不良故障会使供电电压升高而损坏用电设备及灯泡。如果电源电路接触不良，会导致蓄电池不能充电，则会使蓄电池经常亏电。

2)启动系统

启动系统担负着产生发动机启动时所需要转矩的作用。因此启动系统发生故障时，喇叭和灯光系统正常，但是启动不了，发动机不能运转。启动机不转、启动机运转无力也会导致此类故障产生。

3)点火系统

因为点火系统发生故障而使发动机不能正常工作的主要现象为：发动机不能发动或突然熄火；发动机虽然能发动，但工作不均匀，个别气缸不工作；发动机启动时反转，加速时发生爆燃或动力不足、加速不良且温度过高；发动机虽然能启动，但有其他不正常现象等。

4)发动机电子控制系统

因发动机电子控制系统故障而使发动机不能正常工作的主要现象有：发动机不能启动；发动机冷态启动困难；发动机热态启动困难；发动机怠速状态不良；发动机高速性能不良；发动机加速性能不良；发动机怠速状态时间一长就导致熄火，并且不能再启动；上长坡时，发动机状态不良，加速无力导致熄火，但停一会儿又能启动；行驶中踩下加速踏板不能加速，反而导致发动机突然熄火。

5)辅助电器系统

辅助电器大多自成系统(相对独立)，其损坏时故障现象仅与该系统中的线路、零件有关，这类故障比较好判断。

必须注意的是，在一些采用自动变速器以及防盗控制、遥控启动等辅助控制装置的车辆上，启动电路还受到空挡启动开关、防盗控制器等状态的控制。汽车电子控制系统故障诊断流程如图6-9所示。图6-9有电子控制系统的汽车故障诊断流程6.2.5汽车电路故障检修方法

1．直观检查法

直观检查法是直接观看检查的方法的简称，它不使用任何仪器、仪表，仅凭检修者的直观感觉来检查和排除故障。当汽车电系的某个部位发生故障时，会出现冒烟、火花、异响、焦臭、高温等异常现象，通过人体的感觉器官，听、摸、闻、看，对汽车电气设备进行外观检查，进而判断出故障的所在部位。对于有一定经验的维修人员来说，不仅可以通过直观检查来发现一些明显的故障，而且还可以发现一些较为复杂的故障，从而大大地提高了检修速度。

2．检查熔断丝

当汽车电系出现故障时，首先应查看熔断丝是否完好，有时故障就是简单的熔断丝烧断或处于保护状态。此时，通过检查熔断丝，即能判断故障部位。如汽车在行驶中，若某个电器突然停止工作，同时该支路上的熔断丝熔断，说明该支路有搭铁故障存在。某个系统的熔断丝反复烧断，则表明该系统一定有类似搭铁的故障存在，不应只简单更换熔断丝。

汽车上常用的电路保护装置除了熔断丝外，还有电路断电器和易熔线。因而，在采用检查熔断丝法进行诊断与检修汽车电路故障时，必须考虑对断路器和易熔线进行检查。

3．搭铁试火法

搭铁试火法通常用于判断线束或导线有无断路。拆下用电设备的某一线头对汽车的金属部分搭铁碰试，根据火花的有无，判断是否断路。这种方法比较简单，是汽车维修工经常使用的方法。搭铁试火法可分为直接搭铁和间接搭铁两种。

所谓直接搭铁，是指未经过负载而直接搭铁产生强烈的火花。如怀疑照明总开关至制动灯开关一段线路有故障，可拆下制动灯开关上的线头直接搭铁碰试，如火花弱，说明这段线路中某一线头接触不好或有脏污；如出现强烈火花，说明这段线路正常；若无火花出现，说明这段线路断路。所谓间接搭铁，是指通过汽车电器的某一负载搭铁产生微弱的火花来判断线路或负载的情况。例如将点火线圈低压侧搭铁，若火花微弱，说明这段线路正常，回路是经过点火线圈初级搭铁；若无火花，则表明低压侧电路断路。

注意：试火法不宜用来检查汽车电子电路，以免损坏电子元器件。但必要时，可采用一段细导线(通过的电流很小)来做试验。

4．试灯检查法

用一个汽车灯泡作为临时试灯，检查线束是否断路或短路、电器或电路有无故障等。此方法特别适合于检查不允许直接短路的带有电子元器件的电器。

使用临时试灯法时应注意试灯的功率不要太大，在测试电子控制器的控制(输出)端子是否有输出及是否有足够的输出时尤其要慎重，以防止超载而损坏控制器。

5．短路检查法

短路检查法又叫短接法，即用一根导线(跨接线)将