◎ 高小梅，方 雷，趙南南，常恩義，姚奕凱

（河南機(jī)電職業(yè)學(xué)院，河南 鄭州 451100）

隨著“十四五”智能制造的發(fā)展，散糧汽車發(fā)動(dòng)機(jī)由原來的機(jī)械式逐步向電控式發(fā)展，電子部件的增多使發(fā)動(dòng)機(jī)能夠?qū)崿F(xiàn)更精確的控制，顯著減少了燃油消耗量的同時(shí)，極大地提高了發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性能，既降低了使用成本又增大了動(dòng)力，同時(shí)也減少了排氣污染。隨著發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)在散糧汽車中的普及以及其結(jié)構(gòu)越來越精細(xì)化、復(fù)雜化，針對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)易發(fā)生的故障，提高發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)的故障、診斷技術(shù)，提升維修人員技能水平，高效、安全地對(duì)散糧汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的電控系統(tǒng)故障進(jìn)行維修就顯得極為重要。

1 散糧汽車發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)組成及工作原理

散糧汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的電控系統(tǒng)由信號(hào)傳感器、執(zhí)行系統(tǒng)和控制單元ECU 這3 部分組成[1]。其中，ECU為控制核心，通過各傳感器的信號(hào)控制執(zhí)行器以完成相應(yīng)動(dòng)作，從而保證各個(gè)系統(tǒng)均能處于最佳的工作狀態(tài)。系統(tǒng)將采集到的曲軸位置及曲軸轉(zhuǎn)角、節(jié)氣門開度、發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液溫度、加速踏板位置等相關(guān)電信號(hào)轉(zhuǎn)換成ECU 能識(shí)別的信號(hào)并送至ECU，ECU 通過自身預(yù)存儲(chǔ)存的參數(shù)數(shù)據(jù)庫與發(fā)送過來的數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，從而生成相關(guān)的控制命令，進(jìn)一步發(fā)送給執(zhí)行器。執(zhí)行器根據(jù)電控單元的指令控制噴油正時(shí)與噴油量（通常是控制電磁閥的關(guān)閉持續(xù)時(shí)間），同時(shí)還對(duì)廢氣再循環(huán)等相應(yīng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行控制，進(jìn)而使發(fā)動(dòng)機(jī)保持最佳的運(yùn)行狀態(tài)。

2 散糧汽車發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)的常見故障

2.1 電子元器件失效

散糧汽車發(fā)動(dòng)機(jī)上的電子器件工作環(huán)境十分惡劣。機(jī)體工作時(shí)會(huì)產(chǎn)生高溫及缸體振動(dòng)，加快了電子元件的損耗，容易導(dǎo)致電控系統(tǒng)發(fā)生故障，進(jìn)而影響整車的運(yùn)行。電子元器件失效形式有元器件的老化、擊穿及內(nèi)部連接故障。①元器件老化。元器件老化是指其性能老化，如元器件本身電阻值變大、熱敏電阻類傳感器自身阻值不能隨溫度變化而改變、繼電器觸點(diǎn)燒蝕、絕緣老化、線圈燒壞、匝間短路等相關(guān)故障。②元器件擊穿。短路和斷路都是一種擊穿現(xiàn)象，往往是由系統(tǒng)電壓電流或溫度過高引起的。當(dāng)元器件發(fā)生擊穿時(shí)，其內(nèi)部會(huì)呈現(xiàn)短路或斷路現(xiàn)象。晶體管擊穿是汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的常見故障。③元器件內(nèi)部連接故障。元器件內(nèi)部連接故障如長時(shí)間晃動(dòng)造成的松動(dòng)、接觸不良，或因下雨天造成的元器件表面潮濕、腐蝕等引起的短路和斷路現(xiàn)象。此類故障一般與元器件自身無關(guān)。

2.2 線路故障

①斷路。斷路主要是指接通電源后，電路中的電流無法形成回路的一種現(xiàn)象。線路中的任何一個(gè)部分出現(xiàn)問題都會(huì)導(dǎo)致斷路[2]，如導(dǎo)線連接端松脫、接觸不良或?qū)Ь€折斷等。②短路。短路分元器件對(duì)正極短路、對(duì)負(fù)極短路或者正負(fù)極直接短路，大多是線束安裝不合理、長時(shí)間摩擦或者高溫等使線束間的絕緣層脫離造成的。

3 散糧汽車發(fā)動(dòng)機(jī)維修常用的工具儀器

3.1 萬用接線盒

在電控發(fā)動(dòng)機(jī)檢測(cè)維修中，電阻、電壓或信號(hào)波形的檢測(cè)必不可少，而很多電子元器件所連的插接器端子很細(xì)小，普通萬用表探頭放不進(jìn)去。因此，萬用接線盒便得到了應(yīng)用。其可以根據(jù)不同插接器接口選擇合適的插接線且使用頻率較高。

3.2 試燈

在電控發(fā)動(dòng)機(jī)檢測(cè)維修中，試燈也是使用頻次較高的檢測(cè)工具。例如，當(dāng)燃油噴射系統(tǒng)存在故障而出現(xiàn)不噴油現(xiàn)象時(shí)，利用試燈可以進(jìn)一步檢測(cè)以及確認(rèn)是噴油器機(jī)械部件損壞還是噴油器電路問題。紅表筆放負(fù)極，黑表筆搭鐵，若試燈正常閃爍且隨發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速升高頻閃速度加快，則說明噴油器供電部分正常，需著重檢查機(jī)械部件。

3.3 數(shù)字萬用表

早期維修中應(yīng)用的是指針式萬用表，該表抗電磁干擾能力差，讀數(shù)不方便，測(cè)試電阻時(shí)需要?dú)W姆調(diào)零，只能測(cè)試0.5 V以上電壓，測(cè)試弱電電壓的精確度不夠，攜帶不方便。由于數(shù)字萬用表具有極高的準(zhǔn)確精度且抗干擾能力極好，在該行業(yè)得到了廣泛應(yīng)用[3]。

3.4 手動(dòng)真空泵

在汽車發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)的故障檢測(cè)中，手動(dòng)真空泵通常用于檢測(cè)以及維修一些真空驅(qū)動(dòng)元件[4]。例如，進(jìn)氣歧管絕對(duì)壓力傳感器，通過在壓力傳感器真空軟管一端抽真空，觀察系統(tǒng)是否存在泄露，當(dāng)系統(tǒng)泄露會(huì)造成進(jìn)氣量比實(shí)際值高，從而引起氧傳感器報(bào)混合氣過稀。

3.5 燃油壓力表

燃油壓力表是一種用于測(cè)量汽車燃油系統(tǒng)壓力的工具。其可以診斷燃油系統(tǒng)中是否存在問題，如燃油泵是否正常工作、燃油壓力是否過高或過低等。當(dāng)需要測(cè)量燃油系統(tǒng)壓力時(shí)，選擇合適的接頭將壓力表串入燃油共軌管的輸油管中進(jìn)行測(cè)量。

3.6 故障診斷儀

故障診斷儀的作用是讀取故障碼、清除故障碼、數(shù)據(jù)流測(cè)試、動(dòng)作測(cè)試、系統(tǒng)匹配以及其他功能等。讀取故障碼可以幫助維修人員快速鎖定可能的故障范圍。

清除故障碼是當(dāng)故障排除后，并恢復(fù)車輛正常運(yùn)行狀態(tài)后，通過簡單的操作清除存儲(chǔ)在車用電腦上的故障碼。數(shù)據(jù)流測(cè)試可以對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)傳感器和執(zhí)行器的靜態(tài)或動(dòng)態(tài)參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，如發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、水溫、進(jìn)氣溫度、節(jié)氣門開度等，動(dòng)態(tài)觀察發(fā)動(dòng)機(jī)某部位是否出現(xiàn)問題。動(dòng)作測(cè)試主要是針對(duì)執(zhí)行器而言，通過發(fā)送相關(guān)指令確認(rèn)元器件是否完成相應(yīng)動(dòng)作，用于快速判斷控制器故障或元器件故障。例如，若發(fā)動(dòng)機(jī)怠速抖動(dòng)，懷疑是某缸噴油器故障時(shí)，可以使用元件測(cè)試觀察噴油器是否噴油。系統(tǒng)匹配的應(yīng)用廣泛，如每次清洗完節(jié)氣門后，節(jié)氣門開度比原來要大，需要讓其恢復(fù)到初始角度。當(dāng)鑰匙不小心遺失，可以通過系統(tǒng)匹配使新鑰匙合法化等。

3.7 示波器

對(duì)于電控發(fā)動(dòng)機(jī)故障診斷而言，示波器具有十分重要的作用。示波器與萬用表均可以測(cè)量電壓，但示波器可以動(dòng)態(tài)檢測(cè)電壓隨時(shí)間的變化。此外，大部分萬用表無法獲取的故障，在示波器上可以通過波形進(jìn)行直觀判斷。

4 散糧汽車發(fā)動(dòng)機(jī)常見故障診斷思路

4.1 發(fā)動(dòng)機(jī)冒黑煙

通常情況下，燃料量過濃、沒有充分燃燒、發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)排氣門開閉時(shí)間不正確、長時(shí)間車輛未進(jìn)行保養(yǎng)或保養(yǎng)不正確造成的空氣濾芯堵塞、進(jìn)氣管內(nèi)部有堵塞、活塞環(huán)與氣缸壁之前磨損嚴(yán)重造成的壓縮壓力不足導(dǎo)致未完全燃燒、高壓油泵泵油量過多或噴油器故障引起的滴漏或不霧化、燃油內(nèi)部雜質(zhì)過多等都會(huì)造成發(fā)動(dòng)機(jī)排氣管冒黑煙。其排除方法包括以下內(nèi)容。①定期保養(yǎng)進(jìn)氣系統(tǒng)，尤其是安裝濾芯時(shí)要注意朝向，檢查配氣相位是否正確。②測(cè)量氣缸圓度或圓柱度，活塞直徑或活塞環(huán)三隙，如不合格視情況更換。③檢查廢氣渦輪增壓器工作情況，必要時(shí)進(jìn)行更換。④在高壓噴油泵校驗(yàn)臺(tái)對(duì)油泵供油量進(jìn)行調(diào)整。⑤檢查調(diào)整噴油器，保持霧化良好，不滴油。⑥使用符合規(guī)格的燃油[5]。

4.2 發(fā)動(dòng)機(jī)冒藍(lán)煙

發(fā)動(dòng)機(jī)排氣冒藍(lán)煙，一般出現(xiàn)在公里數(shù)比較長的汽車上，是由長時(shí)間的磨損造成內(nèi)部間隙變大，機(jī)油滲入燃燒室燃燒導(dǎo)致的。例如，氣門油封磨損、活塞環(huán)開口朝向錯(cuò)位、活塞環(huán)與缸套磨損嚴(yán)重、缸體內(nèi)油路有堵塞現(xiàn)象，機(jī)油加注過多造成曲軸箱失衡，機(jī)油進(jìn)入燃燒室等原因都會(huì)造成排氣管冒藍(lán)煙。其排除方法包括以下內(nèi)容。①對(duì)油底殼內(nèi)機(jī)油進(jìn)行檢查，檢查時(shí)要求汽車停靠在平路上且處于靜止?fàn)顟B(tài)，等待一段時(shí)間后拔出油尺觀察機(jī)油量是否合適以及機(jī)油的黏度，然后使發(fā)動(dòng)機(jī)處于怠速運(yùn)轉(zhuǎn)，觀察儀表指示燈是否正常，從而排除是否是油壓過高引起的。②使發(fā)動(dòng)機(jī)處于高速運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，觀察藍(lán)煙現(xiàn)象是否變大，必要時(shí)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行拆解測(cè)量。

4.3 發(fā)動(dòng)機(jī)冒白煙

當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)排氣中有大量白色煙霧時(shí)，一般是因?yàn)榕艢庵泻^多水分和油蒸氣，在東北地區(qū)以及寒冷冬季剛啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)或冷機(jī)狀態(tài)運(yùn)行時(shí)比較常見。這種情況通常認(rèn)為是正常的。這是因?yàn)楫?dāng)環(huán)境溫度很低時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣和排氣管的溫度也比較低，水蒸氣會(huì)在排氣管凝結(jié)成水汽，但如果發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行一段時(shí)間后，排氣管中依然有白色煙霧排出現(xiàn)象，就說明發(fā)動(dòng)機(jī)存在故障。例如，噴油提前角過小、油里含有水分、氣缸體缸套有裂紋、缸墊有損傷等都會(huì)引起發(fā)動(dòng)機(jī)冒白煙。其排除方法包括以下內(nèi)容。①若因發(fā)動(dòng)機(jī)工況環(huán)境溫度過低而出現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)排氣冒白煙現(xiàn)象，可以加裝保溫套。機(jī)體溫度正常后，冒白煙現(xiàn)象便會(huì)自行消失。②檢查并調(diào)節(jié)高壓噴油泵上的噴油提前角度。③必要時(shí)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行大修拆檢。

5 散糧汽車發(fā)動(dòng)機(jī)在維修時(shí)的注意事項(xiàng)

①當(dāng)系統(tǒng)檢修需要斷開蓄電池時(shí)，應(yīng)先用解碼器進(jìn)行故障碼的讀取并留底。在拆、裝蓄電池之前，應(yīng)確保點(diǎn)火開關(guān)處于關(guān)閉或全車均已下電。拆卸時(shí)一定是先拆下電瓶負(fù)極樁連接線，再拆正極線；裝上蓄電池時(shí)相反順序先裝正極線，最后安裝蓄電池負(fù)極線，且蓄電池正負(fù)極性不能接反，否則有損壞半導(dǎo)體元器件的風(fēng)險(xiǎn)。②拆裝發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元ECU 時(shí)務(wù)必先關(guān)閉點(diǎn)火開關(guān)，輕拿輕放，避免微處理器掉落，且不能放置于高溫或磁場(chǎng)中。③更換燒損的保險(xiǎn)絲時(shí)，必須使用同規(guī)格的保險(xiǎn)絲進(jìn)行替換，大容量保險(xiǎn)絲有損壞器件的風(fēng)險(xiǎn)。④與發(fā)動(dòng)機(jī)外圍尖銳邊緣接觸的電線束，應(yīng)有保護(hù)套或使用膠帶纏繞，確保線束不被破壞或被夾住，接插牢固。⑤靠近發(fā)動(dòng)機(jī)等振動(dòng)零部件的線束應(yīng)拉緊并用線束固定好，防止長時(shí)間磨損與其他部件接觸而導(dǎo)致短路。

6 結(jié)語

隨著時(shí)代的發(fā)展以及科技的不斷進(jìn)步，散糧汽車發(fā)動(dòng)機(jī)應(yīng)用電控系統(tǒng)將會(huì)越來越普及。電控技術(shù)將不斷地朝著多元化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化的方向發(fā)展[6]。如何對(duì)散糧汽車發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行快速診斷和維修，及時(shí)發(fā)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)的故障源，確定發(fā)動(dòng)機(jī)的技術(shù)狀況，減少車輛在運(yùn)輸過程中等待的時(shí)間成本，維修人員應(yīng)該持續(xù)加強(qiáng)學(xué)習(xí)，通過積累經(jīng)驗(yàn)和科學(xué)、先進(jìn)的診斷思路快速完成故障診斷，使得汽車發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)運(yùn)行更加可靠，進(jìn)而保證散糧的穩(wěn)定運(yùn)輸。