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汽车发动机电控系统维修-故障诊断仪的功能及使用

时间:2023-08-22 理论教育 版权反馈
【摘要】:1.故障诊断仪故障诊断仪不仅具有故障码的读取、故障码的清除功能,而且还具有数据流的读取等功能,使用起来非常方便,是汽车电控系统检测中不可缺少的检测设备之一。通用型故障诊断仪一般是检测设备制造厂为适应检测诊断多车型而设计制造的。它往往存储有几十种甚至几百种不同厂牌、不同车型汽车电控系统的检测程序、标准数据和故障码等资料,并配备有各种车型的检测接头,可以检测诊断多种车型,因而适用综合性维修企业使用。

汽车发动机电控系统维修-故障诊断仪的功能及使用

1.故障诊断仪(又称解码器

故障诊断仪不仅具有故障码的读取、故障码的清除功能,而且还具有数据流的读取等功能,使用起来非常方便,是汽车电控系统检测中不可缺少的检测设备之一。

(1)故障诊断仪的功能

①可以方便地直接读取故障码,而不必再通过发动机故障报警灯的闪烁读取。

②可以方便地直接清除故障码,使发动机故障报警灯熄灭,而不必再通过拆卸熔丝或蓄电池负极等比较麻烦的方法达到清除故障码的目的。

③能与ECU中的电脑直接进行交流,显示数据流,即显示ECU的工作状况和多种数据输入、输出的瞬时值,使电控系统的工作状况一目了然,为诊断故障提供依据。特别是当不产生故障码而又怀疑车辆有故障时,可以通过观察数据流中的参数来判断回路中是否有故障。

④能在静态或动态下,向电控系统各执行器发出检修作业需要的动作指令,以便检查执行器的工作状况。

⑤行车时或路试中能监测并记录数据流和故障码,以便回到汽车修理厂后能够调出,进行分析和判断。

⑥有些还具有示波器功能、万用表功能和打印功能。

⑦有些还能显示系统控制电路图和维修指导,以供诊断时参考。

⑧可以和微型计算机(PC机)相连,进行资料的更新与升级。

⑨功能强大的专用故障诊断仪,还能对车上ECU进行某项数据的重新输入和更改。

但是,故障诊断仪也有以下不足:

①自身不能思考,因而也不会分析、判断故障。

②在某些条件下,可能会显示错误的信息,而且也不会从所有被检汽车上都能获取ECU中的数据信息。

③在诊断电控系统未设故障码的故障时,或诊断的电控系统无法提供数据或数据无法读出时,故障诊断仪无能为力,特别是对机械系统、真空系统、排气系统、电气系统和液压系统等,还应采取传统的检测诊断方法。

(2)故障诊断仪类型 一般地讲,带有数据流功能的故障诊断仪,可分为原厂专用型和通用型两大类型。

①原厂专用型故障诊断仪。原厂专用型故障诊断仪一般是汽车制造厂为检测诊断本厂生产的汽车而专门设计制造的故障诊断仪。世界上一些大的汽车制造商,如通用公司、福特公司、克莱斯勒公司、奔驰公司宝马公司、奥迪公司、日产公司、丰田公司等,都有原厂专用型故障诊断仪,如图1-63所示。原厂专用型故障诊断仪只适用检测诊断本厂生产的汽车,一般配备在汽车特约维修站,以提供良好的售后服务。

②通用型故障诊断仪。通用型故障诊断仪一般是检测设备制造厂为适应检测诊断多车型而设计制造的。它往往存储有几十种甚至几百种不同厂牌、不同车型汽车电控系统的检测程序、标准数据和故障码等资料,并配备有各种车型的检测接头,可以检测诊断多种车型,因而适用综合性维修企业使用。目前,国内维修企业使用最多的通用型故障诊断仪,包括美国生产的MT2500红盒子故障诊断仪和OTC4000型故障诊断仪等,还有国产的431ME电眼睛、金奔腾、仪表王、修车王、车博士等故障诊断仪。美国MT2500汽车故障诊断仪如图1-64所示。

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图1-63 原厂专用型故障诊断仪

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图1-64 通用型故障诊断仪

不管是专用型还是通用型故障诊断仪,大多都能对全车各部电控系统进行检测诊断和数据流分析。故障诊断仪与ECU相互交流信息的速度,决定于ECU中内置电脑的性能,即决定于数据传输的波特率。波特率是每秒钟通过的数字式数据的字节或高、低电压信号的度量单位。波特率愈高,则信息传输速度愈快,它不仅表明了故障诊断仪与ECU相互交流信息的速度,而且决定了故障诊断仪对ECU反应的快慢和显示屏数据读数变化的速率。

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图1-65 431ME电眼睛主机

(3)故障诊断仪基本结构 以国产431ME电眼睛为例介绍故障诊断仪的基本结构。431ME电眼睛是汽车电控系统检测仪,不仅具有故障诊断仪功能(即具有读码、解码和清码功能),而且还具有读取在线数据流功能、传感器的模拟和测试功能、OBD-Ⅱ接口功能、中文显示功能、提示维修方法功能和打印功能等,能对亚洲、欧洲和美洲2000余种车型的电控系统(包括发动机系统、自动变速器系统、防抱死制动系统、安全气囊系统和定速巡航系统)进行检测诊断,其功能已超出故障诊断仪功能。

431ME电眼睛,由主机、测试卡、测试主线、测试辅线和测试插头组成,并附带一个传感器模拟/测试仪。431ME电眼睛主机如图1-65所示。

(4)故障诊断仪的使用 下面以国产431ME电眼睛为例,介绍故障诊断仪的使用。

①测试前应正确选择测试插头。这是因为各车型的诊断插座提供电源的形式不一,有的可能要接外接电源,有的可能不接外接电源。因此,要避免因选择插头不当而烧坏仪器。

②选择合适的测试卡和连接电缆插接器。测试前应先将合适的测试卡插入仪器主机的测试卡接口(专用故障诊断仪不需要此项),然后再接通电源。

③仪器的额定电压为12V,汽车蓄电池电压为11~14V。

④关闭汽车所有附属电气设备(如空调、前照灯、音响等)。

⑤发动机节气门应处于关闭状态,即怠速结合点闭合。

⑥点火正时和怠速应在规定范围内,发动机冷却液温度和变速器油温应达到正常工作温度(冷却液温度90~110℃,油温50~80℃)。

⑦连接故障诊断仪。电源电缆连接到车内点烟器或蓄电池上,测试插头与汽车的故障诊断插座相连。测试插头和诊断插座应良好接触,以保证信号传输不会中断。

⑧开机后,选择测试地址和功能。选择测试地址是指选择想要测试的电控系统,如发动机控制系统、自动变速器控制系统、ABS系统、安全气囊系统等;功能选择是指根据测试目的的选择具体的测试项目,如读取系统数据流、调取系统数据流、调取故障码、清除故障码的项目。

⑨测试结束后,应先切断电源,再从主机上取出测试卡。

(5)故障诊断仪使用注意事项 故障诊断仪大都随机带有使用手册,按照说明极易操作。如上所述,一般来说,大体上有以下几步:

在车上找到诊断座。

选用相应的诊断接头。

进入相应车型的诊断系统。

进入要诊断的模块(ABS、ENG、A/T、C/C和SRS等)。

读码、诊断、清码。

故障诊断仪在使用过程中,还需注意以下内容。

①自诊断系统只能监视电控系统电路。这包含两点内容:

第一,如果故障不在控制电路,则故障诊断仪不能检测。因此对发动机进行诊断,要分清是机械故障还是电路故障;而对于自动变速器,要分清是机械、油路还是电路的故障。

其二,不属于电控系统的电路故障,故障诊断仪不能检测,比如起动系、充电系以及点火系的高压电路,一般不属于电控系统,因而一般情况下不能检测。

②自诊断系统一般只能监视信号的范围,不能监视传感器特性的变化。因而如果只是信号的特性发生了变化,并不一定能产生故障码。例如,发动机进气温度传感器的阻值有一个正常的工作范围,一旦阻值超出此范围,自诊断系统马上会产生故障码;假如该传感器的特性(指温度和阻值的对应关系)发生变化,但阻值依然在此范围内,发动机会工作不良,故障指示灯却并不会亮,故障诊断仪当然读不出故障。维修人员不应因为无故障码,就认为肯定无故障,以免走弯路。

要点

一般来说,自诊断系统所诊断的为电路短路、开路、接触不良和串线等故障。

③自诊断系统监视的往往是某一电路,而非某一元件,如某传感器相应线路故障、某电磁阀相应线路故障。如果检测仪显示的是“进气温度传感器故障”,实际上指该传感器相应电路故障,包括进气温度传感器、进气温度传感器与发动机控制单元ECU间的连线(含插头和插座)、进气温度传感器的接地以及ECU和其供电、接地情况。如果对故障码所提示的故障范围不甚清楚,只会按所提示故障码的字面含义来检修,这样必然会走弯路。

④有故障码并不一定有相应电路故障。这可以有下面几种情况。

a.历史性故障。历史性故障是指故障已经消失,但尚未清除掉故障码。例如,维修人员虽然排除了故障,但并未进行清码,这样故障码就依然在汽车ECU的随机存储器(RAM)中;或者,在发动机运行或点火开关打开的情况下,维修人员拔插相关电路的器件和插头,自诊断系统记下了这时的故障码。例如,有时碰到故障码显示几个缸的喷油器都有故障,可能就是这种情况。

要点

一般不急于按故障码来检修,而是按照“读故障码→清除故障码→运转发动机→再读故障码”进行操作,第二次读出的故障码才真正说明有故障。

当然,第一次清码前别忘了记下故障码,因为故障码所代表的故障难以再现,因此第二次读出的故障码或许会漏掉一些故障迹象。

b.故障码反映了系统存在故障,但实际上并非相应电路的故障。例如,故障码显示“氧传感器故障”,不一定是氧传感器的电路有故障,而有可能是油气供给系统有故障,使混合气太浓(稀),导致氧传感器信号超出了正常的电压范围,使自诊断系统记下了故障码。又如“进气压力传感器”可能反映的是进气系统的故障,而非其电路的故障。

要点

根据故障码检查,也不可局限于电路,必要时还要考虑机械、气路等部分。

⑤要善于运用故障诊断仪的动态测试功能。对于有些故障,故障码不一定能反映出来,但可以通过动态数据流来发现。例如,动态测试中往往有点火提前角的显示,点火提前角应该随着节气门的开度或发动机转速的变化而增大或减小等。

⑥如果故障灯亮,却读不出故障码,则可检查故障灯电路有无接地。一般地,自诊断系统发现故障时,通常是ECU内部接地有问题。当然,诊断接口与ECU之间的通信也可能有问题,同时,也不排除故障诊断仪存在问题。

2.汽车专用示波器

汽车专用示波器主要用来显示汽车电器控制系统中输入、输出信号的电压波形,以供维修人员根据波形分析判断汽车电器的故障。示波器比一般电子设备的显示速度快,是唯一能显示瞬时波形的检测仪器,是汽车电器尤其是点火系统故障诊断中的重要设备。汽车专用示波器如图1-66所示。

(1)汽车专用示波器类型 汽车专用示波器可分为模拟式示波器和数字式示波器,模拟式示波器显示速度快,但显示波形不稳定(抖动),且没有记忆功能,给对故障波形的分析判断带来困难。数字式示波器由微处理器控制,由于将模拟信号转换成数字信号需要一定的时间,所以显示速度较模拟式示波器慢,但数字式示波器显示波形稳定,且具有记忆功能,可在测试结束后使故障波形重现,便于对故障波形进行进一步的分析判断。

模拟式示波器一般采用开关、按键和旋钮等来实现对波形垂直幅度、水平幅度、垂直位置、水平位置和亮度等的调整。数字式示波器多采用菜单式操作,只需在各级菜单上选择测试项目,无需任何设定和调整,可以直接观测波形,使用起来非常方便。

①四通道示波器(模拟式示波器)。如图1-67所示为OTC3850四通道示波器,四通道示波器可测试各种传感器、执行元件、电路和点火系统等电压波形。

四通道示波器连接方法如图1-68所示。

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图1-66 汽车专用示波器

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图1-67 OTC3850四通道示波器

②数字式示波器。数字式示波器除了可测试各种传感器、执行元件、电路和点火系统等电压波形外,还具有汽车万用表功能,可对测试内容进行记录、回放,能提供在线帮助,包括提供系统工作原理、测试连接方法、接线颜色等。其连接方法如图1-69所示,可测试电压、电阻、闭合角、喷油脉冲、喷油时间、点火电压等。有的示波器内部还存有汽车数据库和标准波形,使判断故障更为方便。

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图1-68 四通道示波器连接方法

l一主机 2一发动机分析测试卡 3一蓄电池 4一蓄电池电缆 5一接地电缆 6一示波器电缆 7一连接传感器 8一点烟器电缆

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图1-69 数字式示波器的汽车万用表连接方法

1一主机 2一发动机分析测试卡 3一蓄电池 4一蓄电池电缆 5一接地电缆 6一示波器电缆 7一连接被测对象 8一点烟器电缆

(2)汽车示波器使用注意事项

测试点火高压线时,必须使用专用的电容探头,不能将示波器探头直接接入点火次级电路。

使用汽车示波器时,注意远离热源,如排气歧管、催化器等,温度过高会损坏仪器。

汽车示波器在测试时要注意测试线尽量离开风扇叶片、传动带等转动部件。

路试中,不要将汽车示波器放在仪表台上方,最好是拿在手中测试。

3.发动机综合检测仪

发动机综合检测仪是发动机综合性能检验仪的简称,它能对发动机进行不解体综合测试,并配备有标准的数据及专家分析系统,可通过对测试结果与标准数据比较,判断发动机整机或部分系统工作好坏。常见的发动机综合检测仪有深圳元征EA-1000型、西安凌翔F22000型、石家庄华燕汽车检测设备厂HFZF2000型、济南无线电六厂QFC-SX型等国产品牌和HU-MAN(凯文)、BOSCH(博世)、BEAR(大熊)等进口品牌。不同型号的发动机分析仪在结构、使用方法等方面都存在一定的差异,使用时应注意认真阅读使用说明书。图1-70所示为元征EA-1000型发动机综合检测仪实物。

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图1-70 元征EA-1000型发动机综合检测仪

发动机综合检测仪一般都具有如下功能:

汽油机检测功能。包括点火系统参数(如点火提前角、点火波形等)检测、无负荷测功、单缸动力性检测、转速稳定性分析、温度检测、进气歧管真空度检测、起动系统检测、充电系统检测、数字式万用表功能和废气分析(需配备废气分析仪)等功能。

柴油机检测功能。包括喷油压力及压力波形检测、喷油提前角检测、无负荷测功、转速稳定性分析、起动系统检测、充电系统检测、数字式万用表功能和排气烟度检测(需配备烟度计)等功能。

电控燃油喷射发动机检测功能。包括进气量检测、转速检测、温度检测、进气歧管真空度检测、节气门位置检测、爆燃信号检测、氧传感器信号检测、喷油信号检测、点火系统检测等。

故障诊断分析功能。包括故障查询、检测信号再现与分析、参数设定和显示数据或波形等。

4.手动真空泵

手动真空泵又称手持式真空测量仪。发动机电控系统中的很多元件都采用真空驱动,如EGR阀、进气控制阀、燃油压力调节器等,检查这些真空驱动元件的好坏一般都需要对其施加一定的真空度,手动真空泵是一种常用的抽真空工具。如图1-71所示,手动真空泵上带有显示真空度的真空表,一般还带有各种连接软管和插头等附件,以适应对不同车型和不同真空驱动元件的检测。

使用手动真空泵对真空驱动元件进行检查时应注意:

检查前将各真空软管连接好,防止因真空泄漏而导致测量结果失准。

检查时必须按规定对被检元件施加真空度,施加真空度过大会损坏被检元件。

检查完毕后,在拆开连接的真空软管前,应先释放真空度,否则将灰尘、湿气等吸人被检元件内,会造成不良后果。

5.燃油压力表

燃油压力表是用来测量燃油供给系统燃油压力的专用工具,是对燃油系统进行检查和故障诊断的常用工具,如图1-72所示。

使用燃油压力表测量燃油供给系统燃油压力的方法见本书执行元器件检测任务中燃油泵检修方法相关内容。维修提示:

使用时应注意选择量程与被测系统压力范围相适应的燃油压力表。

普通式的燃油压力表量程一般为7~103kPa,专用的高压式燃油压力表量程一般为7~690kPa,电控燃油喷射发动机燃油系统压力:单点喷射系统一般为62~69kPa,多点喷射系统一般为207~275kPa。

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图1-71 手动真空泵

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图1-72 燃油压力表

6.喷油器清洗检测仪

汽车发动机燃油系统工作时,会在喷油器、气门等处产生积炭,积炭会造成燃烧室容积减少、喷油器雾化不良、工作效率下降、燃烧不完全、点火不良等问题,导致发动机起动困难、怠速不稳、车辆喘抖、爆燃、动力下降等等问题。因此为了及时清除积炭,恢复发动机的功能,针对现在国内的燃油质量,在车辆每行驶1.5万~2万km,用喷油器清洗检测仪等专业设备对发动机燃油系统进行一次免拆清洗养护(这是目前最正确、专业的清洗方式),使发动机燃油系统保持最佳状态,并节省燃油、延长发动机的使用寿命。

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图1-73 便携式喷油器清洗检测仪

l-储液器2一清洗检测仪电动泵 3-压力表 4一检测阀 5一滤清器 6-开关阀 7-油压检查口 8一喷油器 9-供油阀 10-电动燃油泵 1l一油箱

12-回油管13-燃油压力调节器

喷油器清洗检测仪可分便携式、吊瓶式燃油免拆清洗机和固定式三种类型。

(1)便携式喷油器清洗检测仪 便携式喷油器清洗检测仪无需拆卸喷油器,即可就车进行清洗,使用非常方便。如图1-73所示,便携式喷油器清洗检测仪主要由储液器、电动泵等组成,电动泵使用220V交流电源。便携式喷油器清洗检测仪使用方法如下:

①将储液器加满喷油器清洗液。

②安装喷油器清洗检测仪。首先释放燃油供给系统燃油压力,将开关阀一侧的管路连接到燃油供给系统中的油压检测口处;从燃油压力调节器上拆开回油管,将清洗检测仪另一端的管路连接到压力调节器的回油管接头上。

③拆开电动燃油泵线束插接器,接通清洗检测仪电动泵电源,起动发动机。

④使发动机以2000r/min的转速运转约1Omin后,将发动机熄火,即完成喷油器清洗。

⑤最后拆下喷油器清洗检测仪,恢复燃油供给系统压力。

维修提示:

注意:上述工作完成后,应预置燃油供给系统压力。

(2)吊瓶式燃油免拆清洗机

①吊瓶式燃油免拆清洗机简介。吊瓶式燃油免拆清洗机,如图1-74所示。

吊瓶式燃油免拆清洗机具备高低压清洗功能,可以同时免拆清洗节气门体、喷油器、燃烧室、进气系统、三元催化器等零部件。

吊瓶式燃油免拆清洗机清洗的原理就是利用发动机怠速运转和空气压缩机设备加压循环,用清洗剂替代燃油燃烧,对喷油器及其部件的积炭进行清洗,然后通过排放系统排出。

吊瓶式燃油免拆清洗机的优点在于方便快捷,而且对于喷油器的清洗效果明显。

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图1-74 吊瓶式燃油免拆清洗机

②吊瓶式燃油免拆清洗机的使用。

要点

查找发动机的进、回油管。对于有回油管的燃油系统,在发动机回油管连接点处将回油管拆开,使用合适的专用接头将回油管堵住。

要点

在发动机进油管连接点处将进油管拆开,选择合适接头和接管将进油管与吊瓶式燃油免拆清洗机的出油管连接好。

在熔丝盒上拔下燃油泵熔丝,使燃油泵不工作。对于有回油管的燃油系统,也可将从燃油泵来的进油管与回油箱的回油管连接起来,使进油管来的油经回油管直接流回燃油箱。将油箱盖打开,让空气畅通,减小油路压力。

将清洗剂加入不锈钢瓶内,将吊瓶式燃油免拆清洗机挂在发动机室盖上,如图1-75所示。

将空气压缩机的气源接头连接到清洗机上的进气接头上,调整压力旋钮至工作压力后。

检查各连接点有无漏油。

起动发动机并怠速运转,开始清洗工作。使用吊瓶式燃油免拆清洗机的注意事项:

在调整压缩空气的压力时,不能超过规定值,否则,压力太高会损害喷油器的针阀并造成燃烧室进油过多。

操作前请配带防护镜,注意观察接头有无漏油现象,若有,应及时排除故障后才可进行工作。

(3)固定式喷油器清洗检测仪 固定式喷油器清洗检测仪如图1-76所示,此种清洗检测仪一般除用来清洗喷油器外,还具有喷油器滴漏检查和喷油量检查的功能。不同厂家生产的固定式喷油器清洗检测仪,其使用方法也不完全相同,使用时应按使用说明书进行操作。

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图1-75 吊瓶式燃油免拆清洗机的使用

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图1-76 固定式喷油器清洗检测仪

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