1、捷达汽车充电系统常见的故障诊断与排除 2捷达汽车充电系统常见的故障诊断与排除摘要发动机怠速不稳是汽车使用中常见的故障之一。尽管现在大多数的轿车都有故障自诊断系统，但也会出现汽车有故障面自诊断系统却显示正常代码或显示与故障无关的代码的情况。这通常是由不受电控单元(ECU)直接控制的执行装置发生故障或传统机械故障造成。怠速的任务只是用于使发动机不熄火，而不是对外做功，怠速转速越低越好，但转速太低，则会导致怠速不稳定，容易熄火。本文对怠速不稳的原因进行分析，主要针对捷达汽车充电系统怠速不稳的原因，速控制系统故障，ECU故障，进气系统故障以及花塞、高压线、喷油器等故障进行分析。关键词：捷达汽车充电系统
2、；发动机怠速；故障；诊断第一章 绪论发动机怠速是指油门踏板完全松开，转速保持在最低可能水平的状况。在汽车使用中，发动机怠速运转的时间约占30%，怠速运转的高低直接影响燃油消耗和排放。怠速转速过高，会增加燃油消耗，但怠速转速过低，又增加排放污染。此外，怠速转速过低，发动机冷车运转、空调打开、电气负荷增大、自动变速器挂入档位、动转向时、运行条件较差或负荷增加，容易导致发动机不稳甚至熄火。在传统的化油器式发动机上，一般由人工调整怠速。发动机工作时，不能根据运行工况和负载的变化适时调整怠速转速。虽然有些设置控制发动机怠速转速，但其结构比较复杂，且工作稳定性也比较差。随着电控技术在汽车上的广泛应用，怠速
3、控制已经成为发动机集中控制系统的基本控制之一。怠速控制的目的是在保证发动机排放要求且运转稳定的前提下，尽量使发动机的怠速运转保持最低，以降低怠速时的燃油消耗量。在除了怠速以外的其他工况，驾驶员可以通过油门的控制节气门的开度，改变发动机的进气量，从而调节发动机的转速和输出功率。而油门踏板完全松开的怠速工况下，驾驶员则无法控制发动机进气量。电控汽油发动机控制系统在怠速工况时，空气通过怠速控制系统进入发动机，保证发动机不同怠速时刻的进气量的要求，保证发动机的怠速运转。 本文对捷达汽车充电系统发动机怠速不稳故障从实际出发进行研究，研究成果将指导生产工作。第二章 捷达汽车充电系统发动机怠速控制系统介绍2
4、.1 怠速转速控制的实质 怠速控制就是怠速转速的控制。怠速控制内容主要是发动机负荷变化控制和电器负荷变化控制。怠速控制的实质是控制怠速时的充气量（进气量）。当发动机怠速负荷增大时，增大进气量，使怠速转速提高，防止发动机运转不稳或熄火；当发动机怠速负荷减小时，减少进气量，使怠速转速降低，以免怠速转速过高。对于怠速时的喷油量，则由电脑根据预先设定的怠速空燃比和实际充气量进行控制。 2.2 怠速控制系统组成 怠速控制系统的组成由各种传感器、信号开关、怠速执行机构（执行器）、发动机控制单元组成。车速传感器提供车速信号，节气门位置传感器提供怠速触点开闭信号，这两个信号用来判断发动机是否处于怠速状况。发动
5、机怠速时，节气门关闭，节气门位置传感器的怠速触点闭合，传感器输出怠速端子输出低电平信号，如车速为零，说明发动机处于怠速状况；如车速不为零，说明汽车处于减速滑行状况。 冷却液温度信号用于修正怠速转速。在电脑内部，存储有不同水温对应的最佳怠速转速，在冷车启动后的暖机过程中，电脑可根据发动机温度信号，通过控制怠速执行机构的开度来控制相应的快怠速转速，并随着发动机冷却液温度提高逐渐降低怠速转速。当冷却液温度达到正常工作温度时，怠速转速恢复正常转速。空调开关、动力转向开关、空挡启动开关信号和发电机电压信号等，向电脑提供发动机负荷变化的状态信息。在电脑内部，存储着不同负荷状况下对应的最佳怠速转速。发动机电
6、控单元根据各种传感器输入的信号，把发动机实际转速与各种传感器信号所确定的目标怠速进行比较，根据比较得出的差值，输出相当于目标怠速的控制量，驱动怠速执行机构，使实际怠速保持在目标怠速附近。怠速执行机构控制怠速时的进气量，进而达到控制怠速转速。 2.3 怠速控制过程 在发动机怠速状况下，但空调开关、动力转向开关灯接通或空挡启动开关断开时，发动机负荷就会增大，转速就会降低。如果转速降低过多，发动机就可能熄火，会给车辆使用带来不便。因此，在接通空调开关或动力转向开关之前，需要先将怠速转速提高，防止发动机熄火。当空调开关、动力转向开关等断开或空挡启动开关接通时，发动机负荷又会减少，转速就会升高，不仅油耗
7、会增大，而且也给汽车驾驶带来一定困难（起步前冲，容易导致汽车追尾）。因此在断开空调开关或动力转向开关之后，需要将怠速转速降低，防止怠速过高。另外，当电器负荷增大时，电气系统的供电电压就会降低，如果电源电压过低就会影响电控系统正常工作和用电设备正常用电，因此在电源电压降低时，需要提高怠速转速，以便提高电源电压。怠速转速控制过程如图2-1所示。图2-1 怠速控制过程电脑首先根据怠速触点信号和车速信号，判断发动机是否处于怠速状况，当判定为怠速工况时，再根据发动机冷却液温度传感器信号、空调开关、动力转向开关等信号，确定发动机负荷状况。然后根据存储器存储的怠速转速，确定相应的目标转速，并将目标转速与曲轴
8、位置传感器检测的发动机实际转速进行比较。 当发动机负荷增大，需要发动机快怠速运转，目标怠速高于实际转速时，电脑将控制怠速装置增大进气量来实现快怠速；反之，当发动机负荷减少，目标转速低于实际转速时，电脑将控制怠速装置减少进气量来调节怠速转速。第三章 捷达汽车充电系统发动机怠速不稳故障诊断怠速控制的系统的组成中的传感器与开关主要有：水温传感器、节气门位置传感器、氧传感器、空调开关、动力转向开关、发动机转速传感器等。3.1 传感器的检测与诊断3.1.1 冷却液传感器的检测与诊断 冷却液温度传感器安装在发动机冷却液出水管上，其功用是检测发动机冷却液的温度，并将温度信号转变为电信号。当出现冷却液温度传感
9、器故障时，发动机ECU按照80水温进行供油，在实际冷却液温度很低的情况下，而实际供油量按照80水温进行供油，将会造成怠速过低而怠速不稳；如果发动机的冷却液实际温度为100，但传感器提供的温度信号在10，那发动机控制单元将按照10摄氏度供油，本来应该为少而稀的混合气将变成多而浓的混合气，将导致发动机怠速过高，并且有可能冒黑烟。 冷却液温度传感器采用负热敏电阻元件制成，对于其的检测可拆下冷却液温度传感器，在容器中放入冷却液并放入温度计，再将传感器下部放入冷却液中，用万用表测量低温下传感器的电阻值，再将冷却液逐渐加热，测量不同温度下的传感器的电阻值，电阻值应符合要求，如不符合，应予更换。3.1.2
10、节气门位置传感器的检测与诊断 节气门位置传感器主要给ECU输入怠速信号，如果此时根据车速传感器提供的车速为零，确认发动机处于怠速工况。丰田汽车主要采用线性输出型节气门位置传感器，传感器电路如图3-1所示。图3-1 怠速控制过程传感器有两个与节气门联动的滑动，利用变化的电阻值，测得与节气门开度对应的线性输出，根据输出的电压值，可知节气门开度。另一个滑动触点在节气门全关闭时与怠速触点IDL接触。IDL信号主要用于怠速控制。ECU通过VC端子给传感器提供5V标准电压，节气门位置信号通过VTA端子输送给ECU，E2端子接地。当节气门位置传感器器出现故障时，ECU无法确认发动机工况，不能精确控制喷油量，
11、导致发动机怠速不稳。 节气门位置传感器的检测检测：节气门位置传感器限位杆与调整螺钉之间的间隙，当间隙为0.60mm时，IDL与E2端子导通；当间隙为0.80mm时，IDL与E2端子不导通。否则不能够正常提供怠速信号。导致发动机不能按照怠速工况供油而造成怠速不稳，特别的是在驾驶员松开油门的时刻，但发动机ECU没法接受到怠速信号，控制控制装置不能自行对发动机怠速转速进行控制，很容易造成发动机怠速不稳，甚至熄火。3.1.3 氧传感器的检测与诊断 现代丰田轿车基本都装有两个加热型氧传感器，在汽车排气管上的三元催化器前面和后面的排气歧管或排管内各设有一个氧传感器，三元催化器前面的氧传感器检测排气中的氧气
12、含量，向发动机ECU反馈相应的电压信号，ECU根据氧传感器反馈的信号确定实际空燃比与理论空燃比的偏差，根据偏差确定喷油量应增加或减少，使实际空燃比被精确地控制在设定值；三元催化器后面的氧传感器主要是监控三元催化器的工作情况。在发动机的闭环控制过程中，正常的氧传感器电压应该为0.1-0.9V，当实际空燃比比理论空燃比小时，氧传感器向ECU输入的高电压信号（0.75-0.9V），此时ECU减小喷油量，空燃比增大，混合气偏稀。当空燃比增大到理论空燃比时，氧传感器输出电压信号降下到0.1左右，ECU立即控制增加喷油量，空燃比减小。如果氧传感器的电压信号出现总是偏高的错误，导致发动机的混合气过稀，在怠速
13、工况下，将会导致发动机怠速不稳。 氧传感器的检测与诊断：氧传感器的失效原因主要有两种：一是已经使用过期；二是铅中毒、二氧化硅中毒或积碳等。首先可以对氧传感器的加热电阻进行检查，对加热型氧传感器，拔下线束插头，用万用表电阻挡测量加热接线柱与搭铁接线柱之间的电阻值，应符合规定值，若不符合，则应该更换氧传感器，加热电阻值应为5.1-6.3（20）。也可以对氧传感器输出信号检查。连接好传感器线束连接器，使发动机以较高转速运行，将氧传感器工作温度加热到400以上时再维持怠速运转。然后反复踩动加速踏板，并测量氧传感器输出信号电压，在加速工况时，应输出高电压信号（0.75-0.9V）；而减速工况时，则应输出
14、电压信号（0.1-0.4V）。若不符合应该更换氧传感器。3.2 捷达汽车充电系统发动机执行机构检测与诊断3.2.1 怠速开关不闭合怠速触点断开，ECU便判定发动机处于部分负荷状态。此时ECU根据空气流量计和曲轴转速信号确定喷油量。面此时发动机却是在怠速工况下工作，进气量较少，造成混合气过浓，转速上升。当ECU收到氧传感器反馈的“混合气过浓”信号时，减少喷油量，增加怠速控制阀的开度，又造成混合气过稀。使转速下降。当ECU收到氧传感器反馈的“混合气过稀”信号时，又增加喷油量，减小怠速控制阀的开度，又造成混合气过浓，使转速上升。如此反复使发动机怠速不稳，在怠速工况时开空调，打方向盘，开前照灯会增加发
15、动机的负荷。为了防止发动机因负荷增大而熄火ECU会增人喷油量来维持发动机的平稳运转。怠速触点断开，ECU认为发动机不是处于怠速工况，就小会增大喷油量，因而转速没有提升。3.2.2 怠速控制阀(ISC)故障电喷发动机的正确怠速足通过电控怠速控制阀来保证的。ECU根据发动机转速、温度、节气门开关及空调等信号，红过运算对怠速控制阀进行调节。当怠速转速低于设定转速值时，电脑指令怠速控制阀打开进气旁通道或直接或直接加大节气门的开度，使进气量增加，以提高发动机怠速。当怠速转速高于设定转速值时，电脑便指令怠速控制阀关小进飞旁通道，使进气最减小，降低发动机转速。由于油污、积炭造成怠速控制阀动作滞涩或卡死，节气
16、门关闭不到位等原因，使ECU无法对发动机进行正确地怠速调节，造成怠速转速不稳。3.2.3 进气管路漏气由发动机的怠速稳定控制原理可知，在正常情况下，怠速控制阀的开度与进气量严格遵循某种函数关系，即怠速控制阀开度增大，进气量相应增加。进气管路漏气，进气量与怠速控制阀的开度将不严格遵循原函数关系，即进飞量随怠速控制阀的变化有突变现象，空气流量计此无法测出真实的进气量，造成ECU对进气量控制不准确，导致发动机怠速不稳。3.2.4 配气相位错误当空气气流流经发热元件使其受到冷却时，发热元件温度降低，阻值减小，电桥电压失去平衡，控制电路将增大供给发热元件的电流，使其与温度补偿电阻的温度差保持一定。电流增
17、量的大小，取决于发热元件受到冷却的程度，即流过传感器的空气量。当电桥电流增大时，取样电阻上的电压就会升高，从而将空气流量的变化转化为输出给ECU的电压信号，ECU根据此信号设定基本喷油量。配气相位的错误会使使气门不按规定时刻开闭，致使进入气缸内的空气量减少，同时由于窜气也使进气歧管内的温度有所升高，从而使发热元件受到冷却的程度降低，因而输出给ECU的电压信号就低，喷油量就会减少，容易造成发动机在怠速时运转不稳，出现抖动。3.2.5 喷油器滴漏或堵塞若喷油器有滴漏或堵塞现象，使其无法按照ECU的指令进行喷油，从而造成混合气过浓或过稀，使个别气缸工作不良，导致发动机怠速不稳。喷油器的堵塞引起的混合
18、气过稀，还会使氧传感器产生低电位信号，电脑会根据此信号发出加浓混合气的指令，如果指令超出调控极限时，电脑会误认为氧传感器存在故障，并记忆故障代码。3.2.6 排气系统堵塞与三元催化器内因部因结胶、积炭、破碎等原因造成局部堵塞或随机堵塞时，就会加大排气时的反压力，使进气管真空度过低，造成发动机排气不彻底、进气不充分，致使气缸工作性能变差。发动机怠速发抖。进气不顺畅可能还会造成电脑记忆空气流量计故障代码。若该故障长时间不排除，将使氧传感器长期在恶劣条件下工作，加速了氧传感器的损坏，造成发动机故障灯亮。3.2.7 怠速工况EGR阀开启EGR阀只有在发动机转速升高或中向负荷时才开启，EGR阀开启后将一
19、部分废气引入燃烧室参与混合气的燃烧，降低了燃烧室内的温度，以减少NOx的排放。但过多的废气参与再循环，将会影响混合气的着火性能，从而影响发动机的动力性，特别是在发动机怠速、低速、小负荷等工况时。ECU控制废气不参与再循环，避免发动机性能受影响。若EGR阀地发动机怠速时开启，使废气参与循环进入燃烧室，使燃烧变得不稳定，有时甚至失火。首先，检查平衡阀。若平衡阀有故障，会造成变幅缸回缩。在配备安全保护设施的情况下将吊臂停放稳妥，再将平衡阀的进油管拆下，此时变幅缸里的压力油没有流出来，由此证明平衡阀良好。其次，检查溢流阀。在变幅系统运行过程中，若溢流阀内泄，会出现泄油声。经监听，没有听到溢流阀泄油声。
20、经检测，变幅液压系统溢流时压力为24MPa，由此证明溢流阀良好。再次，检查手动换向阀。将手动换向阀阀芯拆下，观察其外表无拉伤，阀芯与阀孔的配合间隙正常，由此证明手动换向阀良好。然后，检查变幅缸。将变幅缸运行到上止点后停机，拆开有杆腔回油管接头，此时有杆腔有油液流出，由此证明变幅缸存在内泄。最后，拆检变幅缸。拆检变幅缸时，发现缸壁有拉缸痕迹，密封件、活塞磨损严重。故障处理方法：由于更新变幅缸价格太高，我们决定对原变幅缸进行修复，具体修复方法如下：首先，磨除缸筒内壁拉痕。用珩磨方法将缸筒内壁拉缸痕迹磨除，磨除拉缸痕迹后测量缸筒内径比原尺寸增大0.30mm。其次，加大活塞尺寸。根据珩磨后的缸筒内径尺
21、寸，用镀铜方法将活塞外径加大0.30mm。再次，选用密封件。缸筒和活塞直径只增大了0.30mm，这对密封件影响甚微，为此仍可使用标准密封件。最后，组装试机。按照以上修复方法将变幅缸修复后，组装试机，故障现象消失。4.3 加藤NK-500E-型汽车起重机臂杆伸缩时抖动故障类型：设备问题。设备伸缩缸、吊臂伸缩箱体、伸缩泵出现问题，造成施工活动终止。故障现象：我公司1台NK-500E-III型汽车起重机，施工时吊臂伸缩不稳定，特别是在伸出第3节和第4节吊臂时尤为严重。当变幅倾角在50时，吊臂发生抖动和间断性点头等不稳定现象，由此导致作业停止。故障诊断及原因：NK500E-III型汽车起重机吊臂伸缩液
22、压系统由伸缩缸（1、2、3）、平衡阀（4、5、6）、液压管卷筒（7、9）、分流阀8、换向阀10、选择阀11、伸缩泵12、液压油箱13、溢流阀14等组成，如图1所示。伸缩泵12是三联泵之一，用于专门向臂杆伸缩系统供油。伸缩泵12输出的压力油通过换向阀10进入分流阀8，再经过平衡阀（4、5、6）进入伸缩缸（1、2、3），驱动伸缩缸完成伸缩动作。根据吊臂伸缩液压系统原理，分析造成吊臂伸缩抖动的原因有以下3种：一是伸缩缸密封件磨损严重，二是吊臂伸缩箱体变形或润滑不良，三是伸缩泵磨损严重供油不稳定。首先，检查伸缩缸密封情况。若伸缩缸密封件磨损严重，将造成伸缩缸内泄，导致回收和工作不稳定。我们将吊臂置于与
23、水平面夹角70位置，将吊臂全部伸出，再将操作杆停放中位，待发动机熄火10min后，观察力矩限制器长度指示没有变化，由此证明伸缩缸无故障。其次，检查吊臂伸缩箱体工作状况。若吊臂伸缩箱体变形或润滑不良，将造成其伸缩不稳定。现场检查该机吊臂伸缩出现抖动时，未发出异常响声。吊臂全部伸出后，在第4节吊臂两边未发现划伤痕迹及严重磨损现象。拆下第3节吊臂前方上、下、左、右滑块检查，其磨损痕迹正常。此项检查结果说明伸缩臂工作正常。最后，检查伸缩泵磨损情况。若伸缩泵磨损严重、供油不稳定，可直接造成吊臂伸缩不稳定。我们采用替换法，将变幅泵与伸缩泵输出油路交换后进行试验。交换后可能产生2种结果：若吊臂伸缩稳定，则证
24、明伸缩泵有问题；若吊臂伸缩仍然不稳定，则证明伸缩泵无问题。将变幅泵与伸缩泵交换后，吊臂伸缩时抖动现象消失，由此说明伸缩泵存在故障。故障处理方法：将伸缩泵解体检查，发现该泵已严重磨损（泵内齿轮与泵壳内壁严重拉伤）无法修复。该泵与其他2个液压泵为组合式三联泵，不能单独更换伸缩泵，因此只能将该三联泵更新。将三联泵更新后试机，该起重机吊臂伸缩恢复正常。F2后面所控制的线路足有10条，由于其线路上插头多、分线多，不便一一测量，因此决定采用排除法。即先断掉5条线路，插上保险后，观察其是否仍有烧损现象。如果还烧损，证明未断掉的那5条线路有问题；如果不烧损，则是断掉的那5条线路有问题。结果当断掉其中的5条线后
25、，发现F2没有烧，证明问题出在断掉的那5条线上。逐一将那5条线接上，当接到第4条时，保险F2又烧了，说明第4条线有问题。为了排除第5条线，换了保险，又试了第5条线，结果没有烧，因此可以断定就是第4条线有问题。第4条线控制着吊钩下降电磁阀Y1和下降限位开关S1。S1的工作原理是保证在卷扬滚筒上要有至少3圈钢丝绳，即在正常工作时， S1的压轮压在钢丝绳上，由于钢丝绳给该压轮一个反力，此时S1处于闭合导通位置，起重机可以进行正常的降钩作业。如果钢丝绳下降过多，卷筒上的钢丝绳圈数少于3圈，该开关S1的压轮就压不到钢丝绳，因此不能得到反力，S1即会自动断开，导致下降电磁阀Y1不通电，而没有降钩动作，这样
26、就起到一个保护的作用。故障处理方法：通过检查，发现恰恰是限位开关S1内部线路有一处绝缘皮破损，导致线路搭铁，而造成保险F2的短路。经过对该处线路的绝缘处理后，该机恢复了正常。个人分析：当轮胎式起重机遇到问题的时候，先拿出该起重机的电路图来进行对应。如果是操作开关上出现了问题、着重分析操作开关的电路图。如果是元件上出现了问题、首先必须要做的是切断电源后戴好需要的劳保物品后再进行作业、不可以没有穿戴好劳保物品和没有切断电源来进行作业。4.2加藤NK-500E-型汽车起重机吊载问题故障类型：设备问题。设备自身平衡阀、溢流阀、手动换向阀、变幅缸出现问题，造成施工活动终止。故障现象：我公司1台日本加藤N
27、K-500E-型汽车起重机在吊载重物作业时，只要吊臂停顿20min，电脑就会显示吊臂角度变小、作业半径增加。经观察，只要将吊臂起升到80停顿10h，吊臂角度就减小到40左右。该故障严重影响吊装施工，存在重大安全隐患。故障诊断及原因：该机变幅液压系统由变幅泵1、主溢流阀2、增压器3、溢流阀4、手动换向阀5、平衡阀6、变幅缸7、电磁阀8、压力表9等组成，如图1所示。变幅泵1输出的压力油输至手动换向阀5，通过手动换向阀5控制变幅缸7动作。平衡阀6用来保持使变幅缸7动作平稳，并防止变幅缸7在重力作用下自动下降。溢流阀4用来限制变幅液压系统最高压力。经查，变幅液压系统最高额定压力为24MPa。空载状态下
28、将变幅缸活塞杆完全伸出时，仪表显示变幅系统最高压力为20MPa，油门增大时，变幅系统最高压力为22MPa。分析认为，造成变幅缸自动下降的原因可能有以下4种：一是平衡阀存在故障，二是溢流阀溢流压力过低，三是手动换向阀存在内泄漏，四是变幅缸存在内泄漏。第四章 总结发动机怠速不稳是使用中常见的故障之一。尽管现在的轿车大多数有自诊断系统，但也会出现有故障而自诊断系统却显示正常代码或显示与故障无关的代码的情况。只有掌握怠速控制组成、怠速控制原理。以及掌握怠速工况下进气、供油、点火的要求，才能做到真正掌握福特汽车CD391发动机怠速不稳的故障诊断与排除。致谢经过几个月查找资料、整理材料、编写作业，终于顺利
29、地完成毕业作业。我之所以能完成毕业作业，要感谢的人实在太多了，首先要感谢 指导教师，因为论文是在 的悉心指导下完成的。 指引我毕业作业的写作方向和架构，并对本作业初稿进行逐字批阅，指正出其中误谬之处，使我有了思考的方向。 同时，作业的顺利完成，也离不开其它各位老师、同学和朋友的关心和帮助。在完成整个的作业过程中，各位老师、同学和朋友积极的帮助我查资料和提供有利于作业完成的建议和意见，在他们的帮助下，作业得以不断的完善，最终帮助我完整地完成作业。 此次的毕业作业，使我学到了很多知识：通过查资料和搜集有关的文献，培养了自学能力和动手能力；如何将学到的知识转化为自己的东西，由原先的被动的接受知识转换为主动的寻求知识，学会了怎样更好地处理知识和实践相结合的问题。参考文献1 陈家瑞.汽车构造M.机械工业出版社，2005 2 刘峥,王建昕. 汽车发动机原理教程M.清华大学出版社,2001 3 倪计民.汽车内燃机原理M.同济大学出版社 , 1997 4 席裕庚.预测控制M. 国防工业出版社,1993
