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汽车电控发动机常见故障的维修

一、汽车电控发动机的常见故障 1.线路故障
汽车发动机运行过程中,其中各个系统都是由导线进行连接,如传感器、执行器和电子控制器通过导线进行连接。如果发动机运行时发生线路故障,必然会造成传感器检测信号在输送时受到阻碍,不能及时发送给ECU,而ECU的指令也不能输送到执行器,从而造成发动机不能正常运行,最终导致意外事故的发生。一般来说汽车电控发动机的线路故障是因为接线位置松动、接触不良等因素导致。
2.元件老化或性能退化
长期处于运行状态的发动机必然会持续处在高温下,久而久之便会对其中的电子元件产生损耗。如此一来必然会产生元件老化或运行性能不佳等问题,进而对电子元件的使用功能与发动机的整体性能产生影响。同时,如果没有定期对发动机内部进行清理,其中的污垢与灰尘也会对元件运行状态造成影响。
3.元件击穿
元件击穿故障往往会导致短路,一般是因为发动机内部电压超过正常值或发动机持续高速运转过热造成的。如果发动机中的电容或三极管等元件击穿而出现短路,很容易造成汽车发动机点火系统故障,极易出现不能启动的故障。
二、汽车电控发动机故障诊断
电控发动机常见故障的诊断和维修一般会用到以下工具:①跨接线,专用导线的一种,其两端接头形式不同,能够适合不同位置的跨接,一般应用在电路故障的诊断和维修中;②测试灯,按照灯的实际亮度来判定电路电压的大小,一般应用于电控元件电路检查过程中;③数字万用表,测量精度高,抗干扰性较强且应用范围较广,此仪器可以用在电阻、电压以及电流的测量中,能够准确的判定电控元件的主要状态;④手动真空泵,属于抽真空仪器的一种,其通常作用于发动机电控系统中的真空驱动元件;⑤燃油压力表,对燃油压力进行测量。其他的常见工具还包括喷油器清洗设备、示波器以及信号模拟检验仪等。
三、汽车电控发动机维修要点
汽车故障自诊断系统的开发与推广,在很大程度上让电控发动机故障的排除维修工作变得更加简便。通常来说,维修人员能够根据故障码即可准确的判定故障情况。而在具体的故障诊断时,单单凭借故障码来判定故障现象也存在一些不完善之处,我们还应当对电子系统实施综合评价,如此才能够更加精准地找到故障问题。在汽车电控发动机故障诊断与维修时必须要注意下面几项要点:
电控发动机产生故障后,如属于机械故障则能够采取经验法直接对其进行检验与排除。
对电控发动机故障码进行读取之前,应当对发动机实施基本检查,即是对其基本怠速、基本点火正时实施检测和调整,确保发动机处于符合的待检状态。根据车型情况合理调整基本检查的方法与步骤。若是在实际检查时,对附加电气设备的启闭状态、冷却液温度、散热器以及冷却风扇运转情况都给出了特定的要求,实际操作过程中必须要坚持遵循相关的维修资料。
选择故障自诊断系统来进行故障排查时,应当掌握本车型的详细资料,比如说故障码含义、读取方式、发动机电控元件的基本参数、工件性能参数等都必须有深入的掌握,这是提升故障维修效率的前提。
电控燃油喷射系统的电路和其他电子电路相同,都具备电路特性,即是拥有自身运行特点的电压与电阻特性。比如说在ECU线束插接器各个端子上具有差异性的工作电压;在ECU控制的各电路和传感器与执行元件端子之间都有各自不同的电阻值。所以,当缺少汽车专用的ECU故障检测仪器的情况下,可选择万用表对ECU线束插接器各个端子的电压值以及相互之间的电阻值进行测量,从而初步判定其故障。
使用万用表对ECU和控制电路进行检测的过程中,应当根据目标车型的具体维修资料为准。例如汽车发动机ECU线束插接器内各个端子连接的传感器与执行器具体名称、连接图、发动机各种状态下不同端子的标准电压值以及各个端子间的标准电阻值等。唯有掌握了车型的维修技术资料,才会尽可能地避免人为故障码的产生。另外还应当重视的一个问题是,故障检修之前必须关闭点火开关,如果需要更换电子元件,必须对新元件进行测试后才能更换;在进行故障维修时应当首先确认故障现象,之后再逐渐找到故障位置和引起原因,最后采取有针对性的维修措施。很多时候电控发动机故障不止一个,当某一故障排查之后其他故障才会逐渐浮出水面,所以应当仔细的反复检修,确保故障彻底清除。

汽车发动机电控论文

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时间:2018-06-09 21:22点击: 次来源:网络作者:佚名评论:- 小 + 大

1.节气门位置传感器作用、分类与识别

常用来指进行各个学术领域的研究和描述学术研究成果的文章,简称之为论文。下面是关于汽车发动机电控论文的内容,欢迎阅读!

作用

摘要
1960年电子产品被首先利用到汽车上,到1970年美国通过立法加速了电控系统在机动车辆技术中应用,在随后的发展中,由于燃油的经济性和尾气排放等原因,使电控系统应用到车辆发动机上面,改善了车辆发动机的输出,并且降低了燃油消耗。在随后的技术革新中,更是大大提高了车辆的舒适性和便利性。与此同时,电控系统应用到发动机,虽然改善了车辆发动机的性能,但对车辆的维修也提出了更高的要求,本文重点论述了车辆发动机电控系统的故障检修。

节气门位置传感器,是汽车电子控制系统中最重要的传感器之一,主要用于发动机电子燃油喷射系统和电控自动变速器系统。节气门位置传感器安装在节气门体上节气门轴的一端,探测或监测节气门开度的大小和变化的快慢,并把位置信号转变为电信号后输入电控单元。用于判别发动机的各种工况,从而控制不同的喷油量和点火正时。在装备电子控制自动变速器的汽车上,节气门位置传感器信号是变速器换挡和变矩器锁止时的主要信号。

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节气门位置传感器的类型

一、前言

传统的拉索控制式节气门配备的节气门位置传感器,按总体结构分为触点开关式、滑动电阻式、怠速开关与滑动电阻整合的综合式。新型的智能电子节气门轴门控制系统所用的节气门位置传感器,常见的有双滑动电阻式和线性双霍尔式两种。

汽车发动机电控系统主要由发动机电控燃油喷射系统、发动机电控点火正时系统、发动机怠速控制系统三部分组成。每个系统都包含“传感器――控制电脑――执行器”三个部分。这三部分各自承担着自己的工作。传感器在系统中起到了关键的作用,其作用是把系统所识别到的物理和化学量的变化转变为控制电脑能够分辨的信号。这个系统的中枢即是控制电脑,控制电脑通过传感器接受到了各方传递来的信号,进一步开展分析处理工作,同时对执行器发出了各种命令。执行器就是这个系统的手脚,接受并执行控制电脑的各种命令。以此来完成整个系统的工作。

目前发动机电控系统主要采用的节气门位置传感器有霍尔元件式和双滑动电阻器式。丰田凯美瑞、卡罗拉等采用了霍尔元件式;日产天籁、通用凯越汽车采用双滑动电阻器式。

二、发动机电控系统的故障检修方法

2.霍尔式节气门位置传感器

当车辆发动机出现故障后,首要做的工作即是要检验和排除汽车发动机的机械性故障,在此基础上检修电控系统的故障。在实际操作中,由于发动机电控系统要比车辆的其他的设备要复杂,这在一定程度了加大了诊断故障的难度和效率。面对发动机电控系统的故障检测,往往不知道怎么办。但是只要掌握了正确的方法,发动机的检修就会容易的多。发动机电控系统常见的故障检修有:

结构原理与安装位置

不使用工具,由维修人员凭借丰富的维修经验,通过向司机询问详细的情况,如,故障现象或症状;故障发生频率;是否进行过检修,以及发生故障时的外在环境;要在检修时,启动发动机,听发动机的声音,并以此来检修判断是否存在漏气、杂音等现象,并判断检修部位的部件是否可正常运转;随后要对车辆进行基本项目的检查,以确定是否有故障原因存在,比如车辆的其他部件是否有损坏的地方,对于电气线路的连接器或接头是否有松动的地方,系统的导线是否存在短路,接错,烧焦的痕迹,在接线中管路是否存在折断的问题等;用试车的方法再现故障,以判定故障原因。

2016款丰田凯美瑞混合动力车型采用了非接触式双霍尔元件式节气门位置传感器,其结构如下图所示。它主要由霍尔元件和磁铁组成,其中磁铁安装在节气门轴上,并可以绕霍尔元件转动。

调取故障码:对检查车辆进行了解,掌握检查车辆的数据以及电控系统所有部件的准确位置。以及接线图,接线和检测的办法,包含检测仪器的使用;要操作中结合车辆要求的操作程序进入自诊断状态,在系统中获取到故障代码,根据提示,快速的找到发生故障的部位,并进一步检测来确定故障的存在点,并确定故障与前的现象的一致性,以对故障原因进行判断和确认。因此,调取故障码之前,要检查车辆发动机,通过基本检查,来对故障进行研究。由于车辆的车型并异让不同的车型的检查方法、条件和步骤都有不同的并异,因此要严格按照车辆说明书上的资料要求,检修车辆维修资料。

霍尔式节气门位置传感器的控制电路及信号输出的特性如上图所示。当节气门开度变化时,磁铁随之转动,从而改变了与霍尔元件之间的相对位置,霍尔集成电路由磁轭环绕。霍尔集成电路将磁通量产生的变化转换为电信号,并以节气门位置信号的形式将其输出至ECM。

可分为环境模拟法、输入模拟法、增减负荷模拟法。

节气门位置传感器有两个传感器电路:VTA1和VTA2,各自发射一个信号。VTA1用来检测节气门开度,VTA2用来检测VTA1的故障。传感器信号电压与节气门开度成比例,在0——5V之间变化,并且传送到ECM端子VTA1和VTA2。

由于发动机电控系统的故障通常是发生在特定的环境中,而电控系统中的电子元件对于环境的变化较为敏感,如对于温度较高的环境、颠簸剧烈的环境、阴雨雪天的潮湿环境。对于环境因素的故障,又可采用三种环境模拟进行诊断。一是加热环境模拟法。基于发动机电控系统在热车时受热后易发生故障,如一些电子元件、导线束、传感器和执行器等,由于在热车时易受热,引发故障,因此要模拟环境再现。可在发动机启动后,使用电吹风等进行局部加热,假如加热到某一个电子元件时故障出现,则说明该部件与故障有关。注意:在加热时,温度不可高于60℃;对电子元件进行加热时,不可以直接加热ECU中的电子元件。二是采用加湿环境模拟法。当电控系统故障的出现时间是在阴雨的天气,刚可采用加湿模拟法来进行检测,以再现高湿度的环境。在对车辆进行喷淋操作时,要注意保护电子元件,避免发生受潮或者被锈浊,不可将水直接喷在发动机的零部件上。喷淋后故障再现,说明故障与该部件有关。三是振动环境模拟法。针对疑有故障的电子元件进行适当的敲打和摇动,检查部件是否有虚焊、松动或者接触不良和导线断裂等。如摇动时,故障再现,则说明故障与该元件有关。

节气门关闭时,传感器输出电压降低;节气门打开时,传感器输出电压升高。ECM根据这些信号计算节气门开度,并控制节气门执行器来响应驾驶员输入。这些信号同时也用来计算空燃比修正值、功率提升修正值和燃油切断控制。

有的车辆电路进行过改造,对于电控系统的检测诊断设置了很多的障碍。原车电路图无法用、故障自诊断无法用、检测诊断应先查明改造的电路。这种情况,只能采用输入模拟法。输入模拟法又可以分为:电阻输入模拟法和电压输入模拟法。一是电阻输入模拟法:又称串联法。以电阻元件来代替被疑有故障的电阻和传感器。例如,对于冷却液温度传感器的检查方法,可以用类似冷却液温度传感器电阻的电阻串接到冷却液连接器上,进行模拟实验,诊断是不是冷却液温度传感器的故障。二是电压输入模拟法:又称并联法。对疑有故障的传感器进行电压模拟,是以外接的电压或合适的电子元件来替代,进行电压信号的验证,诊断传感器的损坏。除传感器外,利用这个方法还可以诊断其他电子元件。

电路连接

主要是针对电控系统中油路和电路的故障。可分为:加负荷模拟法、减负荷模拟法。一是加负荷模拟法:检修时,如果怀疑电控系统故障是因为用电负荷大而发生的,可以采用接通车辆所有的用电设备,如加热器、刮水器、空调、冷却风扇、照明灯等,进行增加负荷,查看故障是否再现,以便进行检测。二是可采用减负荷模拟法。即在检修时,可以考虑电控系统故障的原因是由于局部电路短路引起负荷过大后烧断熔丝,引发了故障的出现,因此要把电路负荷逐渐减少,就可以快速的查到造成短路故障的部件位置。如果某一局部电路出现短路故障,通过该电路的电流就会增加,此时如果用其他方法进行检测,有可能会引发其他故障。减负荷模拟法是将一部分电路断开,同时用万用表测量电阻、电压、电流,被检测最多的是电流测试,观察总电流的变化,就能找出故障原因的部件范围,又损害不了其他元件,如果断开疑有故障的电路,总电流下降到正常。那么这一路电路就是故障电路。

2016款丰田凯美瑞混合动力版节气门位置传感器电路如下图所示。

三、结论

节气门位置传感器集成在节气门体总成E16内。E16有6个插脚。插脚1和2为节气门执行电动机控制端口。插脚6和4分别输出节气门位置信号VTA1和VTA2到发动机控制单元端口E81的122#和88#。插脚5是来自发动机控制单元121#提供的VCTA
5V 参考电压;插脚3通过发动机控制单元120# 接地。

现在,随着电子技术的不断更新发展,汽车发动机电控系统也在随着不断更新发展,对于电控发动机的故障诊断和检修也相应的提出更高要求。只有更准确的故障诊断,更快捷的检修,才能保证车辆行驶的舒适性,燃油的经济型,以及尾气排放的合格,使车辆运行消耗和运行成本达到经济性。

检测

参考文献:

① 检查传感器供电:断开节气门体插接器E16,用万用表测量E16/5
和E16/3之间的电压,应为4.5——5.5V。否则,检查ECU电源电路。如果ECU电源电路正常,则更换ECU。

[1]张龙发.汽车发动机电控技术与检修[M].北京:电子工业出版社,2007.


检查传感器的信号电压:连接故障诊断仪,接通点火开关,踩动加速踏板,并读取节气门位置传感器数据VTA1和VTA2读数,数值应符合下表。

[2]沙莎.浅谈汽车电控发动机的维修方法[J].黑龙江科技信息,2011:28.


检查传感器线束及插接器:断开节气门体插接器E16和发动机控制单元ECM插接器E81,按照下表所示检查插接器之间或插接器与车身接地之间的电阻值。电阻值应符合表中所示,如不符合更换或检查线束。

[3]刘晓明.浅谈电控发动机常见故障及检修[J].黑龙江国土资源,2011:51.

3.滑动电阻式节气门位置传感器

结构

滑动电阻式节气门位置传感器,又称线性输出式节气门位置传感器、可变电阻式节气门位置传感器、电位计式节气门位置传感器。目前双可变电阻式节气门位置传感器正被大量应用到汽车中。

滑动电阻式节气门位置传感器为三线式传感器,其中两个针脚处于电阻的两端,并作为电源端子和搭铁端子由发动机ECU提供5V电压,第三个针脚连接于滑动触点。节气门轴与触点联动,节气门转动时,滑动触点可在电阻上移动,引起滑动触点电位的变化,利用电阻的变化将节气门位置信号转换成电压值,如下图所示。因为这个电压呈线性变化,所以也称为线性输出式节气门位置传感器。根据这个线性电压值,ECU可感知节气门的开度,使ECU进行喷油量修正。

传感器检测

2013款别克凯越车系节气门位置传感器电路如下图所示。发动机控制模块给节气门位置传感器提供5V参考电压电路,并向低参考电压电路提供接地。节气门位置传感器所提供的信号电压随节气门开度的变化而变化。节气门位置传感器信号电压在怠速运行时小于0.5V。节气门位置传感器电压在怠速运行时一般接近0V,但可能高达0.5V。在节气门全开时节,气门位置传感器电压应增加到4V以上。

节气门位置传感器检测如下:

① 关闭点火开关,断开节气门体总成上的线束接头。

② 测量节气门位置传感器5V参考端子2#和低压参考端子1#之间的电阻是否在5.0
——5.3kΩ 间。如果电阻不在规定范围内,则更换节气门体总成。


测量节气门体总成器信号端子3#与低压参考端字1#之间的电阻。在全范围内检测节气门传感器。电阻应在2.5——6.8kΩ间变动,并无任何高峰或低谷。如果电阻不在规定范围内或不稳定,更换节气门体总成。


用5V电压和接地对节气门传感器的适用端端子进行连接,检测信号端子与低压参考端子间的电压。在全范围内检测节气门传感器。电压应在0.6——4.7V间变动,并无任何高峰或低谷。如果电压不在规定范围内或不稳定,更换节气门体总成。

双可变电阻式节气门位置传感器

双可变电阻式节气门位置传感器中两个传感器一般组合安装,当一个传感器发生故障时能及时被识别,增加了系统的可靠性。从两个传感器输出信号的变化关系来看,有反相式、同相式两种。同相式又可分为同斜率线性变化和不同斜率线性变化两种。

BOSCH公司双可变电阻式节气门位置传感器结构及内部电路如下图所示。

节气门轴上的双轨道节气门位置传感器用来监控节气门准确开度,节气门位置传感器的滑片与节气门同轴。当节气门转动时,电位计滑片同步转动。当加上5V工作电压后,变化的电阻转化为电压输出信号。电位计的输出电压随节气门的位置变化而改变,可使控制单元准确知道节气门的开度。由于两个电位计是反相安装,因此当节气门位置发生变化时,两路信号电压均线性变化,其中一个增加,同时另一个减小。下图是日产车系节气门位置传感器输出特性。

日产天籁车系双可变电阻式传感器电路如下图所示。

发动机控制单元ECM通过72#端子向传感器1#端子提供5V参考电压;传感器4#端子通过电控单元36#端接地。传感器2#端和3#端输出TPS1和TPS2节气门位置信号分别送到发动机控制系统的33#
端、36#端。

双可变电阻式节气门位置传感器的检查如下:

打开点火开关,将换挡杆换到D挡或1挡,使用万用表电压挡分别检查ECM的端口33、34在加速踏板不同状态时与接地之间的电压,检查结果应符合下表规定。如不符合则更换节气门体总成。

4.开关触电式节气门位置传感器

结构原理

开关触点式节气门位置传感器又称为节气门开关。它有两副触点,分别为怠速触点和大负荷触点。下图中有一个和节气门同轴的凸轮控制活动触点,使其随节气门的状态将两开关触点分别开启和闭合。当节气门处于全关闭的位置时,怠速触点IDL与活动触点TL或E相连,ECU根据怠速这一信号判定发动机处于怠速工况,从而按怠速工况的要求控制发动机运行。当节气门打开时,怠速触点打开,ECU根据这一信号进行从怠速到小负荷的过渡工况的发动机运行控制;大负荷触点在节气门由全闭位置到中小开度范围内一直处于断开状态。当节气门打开至一定角度的位置时,大负荷触点与活动触点TL或E相连,向ECU送出发动机处于全负荷运转工况的信号,ECU根据此信号进行全负荷加浓控制。

文章来源:凌凯汽车技术

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