- 汽車發動機故障分析詳解(第2版)
- 李清明
- 3928字
- 2020-06-11 16:27:57
一、發動機不能起動,且無著車征兆
(1)故障現象 接通起動開關時,起動機能帶動發動機正常轉動,但不能起動發動機,且無著車征兆。
(2)故障原因
1)燃油供給子系統故障
①油箱中無油。
②電動燃油泵不工作。
③油壓調節器不良、燃油管路堵塞或燃油壓力過低等。
④缸內直接汽油噴射系統的高壓燃油泵不良等。
2)點火系統故障
①無高壓火或點火正時與標準相差較大。
②曲軸或凸輪軸位置傳感器故障。
③曲軸位置傳感器與凸輪軸位置傳感器信號不同步等。
3)ECU輸入、輸出信號不良,ECU電源供應不良或ECU本身不良。
①熔絲熔斷、主繼電器及電源電路不良等。
②發動機ECU搭鐵線路不良或ECU本身不良。
③噴油器不工作。
④冷卻液溫度傳感器故障。
⑤起動時節氣門全開。
4)發動機機械系統故障
①正時帶過松或斷裂,發生跳齒故障。
②因某種原因致使配氣正時錯誤,如裝配錯誤、配件質量不良等。
③發動機氣缸壓縮壓力過低。
5)防盜系統(發動機停機系統)故障。
(3)故障診斷與排除 電控燃油噴射式發動機在設計上具有很好的起動性能。電控燃油噴射系統的一般故障通常不會導致發動機不能起動。如果出現不能起動且無著車征兆的故障,其原因一定是發動機的點火系統、燃油系統、控制系統或機械故障四者之中的一個或一個以上完全喪失了功能。因此,不能起動的故障的診斷與排除應重點集中在上述四個系統中。
1)驗證故障現象。主要要留意起動機能否帶動發動機正常轉動,起動時發動機有無起動征兆(有無初始燃燒)。
圖1-1 馬鞍形燃油箱裝用的無回油燃油供給系統
圖1-2 噴射泵
2)目視檢查。線束接頭松動、脫落、儀表指示情況、真空管連接情況等,并注意觀察油箱存油情況,起動時轉速表有無變化,燃油壓力脈動衰減器頂部中心的螺釘是否鼓突出來等。如打開點火開關,若汽油表指針不動或油量警告燈亮,則說明油箱內無油,應加滿汽油后再起動。值得注意的是有的發動機前置后輪驅動的車輛,為便于傳動軸布置和保證車輛重心位置,其燃油箱采用馬鞍形,傳動軸穿過燃油箱底部中央,燃油箱的形狀如圖1-1所示。此時,采用噴射泵可將燃油從無燃油泵的油箱側傳輸至有燃油泵的油箱側。噴射泵的結構及運作如圖1-2及圖1-3所示。噴射泵位于燃油箱內,由于傳動軸位于燃油箱底部中央,燃油箱的形狀導致燃油被分為A室和B室兩個部分。當燃油液面下降時,B室的燃油被停止泵出。為防止此現象的發生,提供一個噴射泵將B室的燃油送往A室。這是通過利用燃油的流動來實現的。通過燃油的流動產生負壓,當負壓作用于噴管時,就將燃油從B室吸入,送至A室。由上述原理可知,當燃油泵的泵油量減少回油量不夠時,B室的燃油將不能到達A室,這就需要更換燃油泵了。一般說來,這種燃油箱上裝有兩個燃油計量器:一個主計量器和一個副計量器,這些燃油計量器采用串聯,將剩余的燃油量信號傳送至組合儀表,以提高燃油計量的準確性。主計量器與噴射泵、壓力調節器、燃油泵、燃油濾清器裝配在一起,如圖1-4所示。
圖1-3 燃油計量器
圖1-4 燃油泵及濾清器總成
如果燃油壓力脈動衰減器頂部中心的螺釘沒有鼓突出來,則說明無燃油壓力或燃油壓力過低,應檢查燃油系統。
3)應采用正確的起動操作方法。通常電控汽油噴射式發動機的控制系統要求在起動時不踩加速踏板。如果在起動時將加速踏板完全踩下或反復踩加速踏板以求增加供油量,往往會使控制系統的溢油消除功能起作用,從而導致噴油器不噴油或少噴油,造成不能起動。
4)讀取故障碼,觀察、分析起動時的發動機ECU數據流。在查找故障部位之前,可先進行發動機故障自診斷,檢查有無故障碼,起動時的數據流是否存在明顯的異常情況。有些車型使用二次檢查邏輯檢測是否存在曲軸位置傳感器信號不良的故障,通常應連續起動10s以上,但不應超過15s。反復起動兩次,每次均應連續起動10s以上,第一次的連續10s起動自診斷系統檢測到曲軸位置傳感器信號不良的故障會生成待定故障碼,第二次的連續10s起動仍檢測到曲軸位置傳感器信號不良的故障,才會將待定故障碼轉變為當前故障碼。在讀取故障碼后應緊接著讀取起動時的數據,觀察數據流中是否存在明顯異常的數據,如發動機轉速是否為0,起動瞬間系統電壓過低、冷卻液溫度明顯異常、起動時的噴油脈寬是否明顯異常等。有時冷卻液溫度信號不良,對某些發動機來說,也可能出現混合氣過稀而無初始燃燒跡象。
5)檢查點火系統。導致不能起動的最常見原因是點火系統不能點火。因此,在進一步檢查之前,應先排除點火系統的故障。檢查電控汽油噴射式發動機的電控點火系統有無高壓火花時應采用正確的方法,不可沿用檢查傳統觸點式點火系統高壓火花的做法,以防損壞點火系統中的電子元件。
正確的檢查方法:拔下高壓分線或拆下無分電器單缸器獨立點火系統的點火線圈,將一個火花塞接在高壓分線或點火線圈上;將火花塞搭鐵;接通起動開關,用起動機帶動發動機轉,同時觀察火花塞電極處有無強烈的藍色高壓火花(圖1-5)。注意:火花試驗時,轉動曲軸不得超過5~10s。
圖1-5 高壓跳火試驗
如果沒有高壓火花或火花很弱,則說明點火系統有故障。燃油噴射式發動機的故障自診斷系統通常能檢測出點火系統中的曲軸位置傳感器及點火器信號的故障。如有故障碼、數據流提示,則可按顯示的故障碼與相關數據查找故障部位;如無明顯異常,則應分別檢查點火系統中的高壓線、高壓線圈、各缸火花塞、點火器、曲軸位置傳感器及點火控制系統的電腦。點火系統最容易損壞的部件是點火器,應重點檢查。
沒有高壓火花的另一個原因是發動機正時帶斷裂或輪齒滑脫,導致凸輪軸不轉動、曲軸位置傳感器無輸出信號。可打開加機油口蓋、上正時帶罩,然后搖轉曲軸,同時檢查凸輪軸是否轉動。如不轉動,說明正時帶斷裂或輪齒滑脫,應拆檢正時機構和氣門機構,查找導致正時帶折斷的原因,排除故障后,再更換新的正時帶。
有些車型當正時鏈輪或正時帶錯齒后曲軸位置傳感器信號與凸輪軸位置傳感器信號不同步,也會出現無高壓火的故障。
6)檢查電動燃油泵工作是否正常。電動燃油泵不工作也是造成發動機不能起動的最常見原因之一。很多車型,在第一次打開點火開關時,燃油泵自動運轉1~3s,有的車在關閉點火開關時燃油泵延時運轉1~3s,此時應能從油箱口處聽到燃油泵運轉的聲音;或用手捏住進油管時能感覺到進油管的油壓脈動;或燃油壓力脈動衰減器頂部中心的螺釘會鼓突出來;或拆下有回油管燃油系統的油壓調節器上的回油管,應有汽油流出。
如果電動燃油泵不工作,應檢查燃油泵、熔絲、繼電器及電動燃油泵控制電路等。如果電路正常,則說明電動燃油泵有故障,應更換。用萬用表檢測燃油泵電阻,一般應為0.2~3Ω。在拆裝更換燃油泵時還應注意某些車上增加了防靜電措施(如本田市民車型),即將電動燃油泵電源插接器(在燃油箱上)的搭鐵端子、電動燃油泵插接器(在電動燃油泵上)的搭鐵端子、燃油濾清器靜電輸出接線端子和燃油壓力調節器靜電輸出接線端子用黑色導線連接后與車身連接。由于燃油在燃油箱、電動燃油泵、燃油濾清器和燃油壓力調節器內高速流動,與殼體的劇烈摩擦會產生靜電荷,并且在各殼體材料不同(鋁合金、薄鋼板和塑料等)的情況下所產生的靜電荷的極性和電位不同,所以當靜電荷量大時會產生“火花放電”,很不安全。將上述各電器殼體上的搭鐵端子用導線連接后與車身連接,可使各殼體上的靜電荷互相中和,并通過車身接地,因此提高了燃油供給系統的安全性。注意:在更換電動燃油泵或燃油濾清器時,務必先將上述各殼體用黑色導線可靠地連接,然后再將它與車身連接,以確保安全。
如果在檢查中電動燃油泵工作,可試一下在這種狀態下發動機能否起動。若可以起動,說明是電動燃油泵控制電路有故障,使燃油泵在發動機起動時不工作。對此,應檢查電動燃油泵控制電路。
對于缸內直接汽油噴射系統來說,高壓燃油系統油軌壓力過低,發動機一般以低壓噴射通常不至于導致毫無起動征兆,如觀察到數據流中油壓過低,必要時高低壓燃油系統同時檢查。
7)檢查點火正時。如果點火提前角與標準相差太大,則也會出現起動時毫無起動征兆的故障現象,所以應檢查、調整,找出點火不正時的真正原因。
圖1-6 雙向發光二極管燈電路
8)檢查噴油器是否噴油。如果點火系統和電動燃油泵工作正常,則應進一步檢查噴油控制系統。在起動發動機時,檢查各噴油器有無工作的聲音。如果噴油器不工作,可用一個大阻抗的試燈或雙向發光二極管測試燈(圖1-6)接在噴油器的線束插頭上。如果在起動發動機時試燈能閃亮,則說明噴油控制系統正常,噴油器有故障,應更換。
如果試燈不閃亮則說明噴油控制系統或控制線路有故障。對此,應檢查噴油器電源熔絲有無燒斷,噴油器降壓電阻(如果有)有無燒斷,噴油器與電源之間的接線是否良好,噴油器與電腦之間的接線是否良好,電腦的電源繼電器與電腦之間的接線是否良好。如果外部電路均正常,則可能是電腦內部有故障,可用電腦檢測儀或采用測量電腦各接腳電壓的方法來檢測電腦有無故障;必要時也可以用一個好的電腦換上試一下。如能起動,可確定為電腦故障。對此,應更換。
9)檢查燃油系統壓力。燃油系統油壓過低會造成噴油量太少,也會導致不能起動。在電動燃油泵運轉時檢查燃油系統油壓。在發動機未運轉的狀態下正常燃油壓力應達300kPa左右。各種車型的燃油壓力并不相同,但300kPa左右的燃油壓力,應能使發動機起動時出現起動征兆。如果燃油壓力過低,對有回油管的燃油系統可用鉗子包上軟布,將油壓調節器的回油管夾住,阻斷回油通路,此時,若燃油壓力迅速上升,說明是油壓調節器漏油造成油壓過低,應更換油壓調節器;若燃油壓力上升緩慢或基本不上升,則說明油路堵塞或電動燃油泵有故障。對此,應先拆檢汽油濾清器。如有堵塞,應更換;如濾清器良好,則應更換電動燃油泵。
10)檢查氣缸壓縮壓力。若上述檢查均正常,應檢查氣缸壓縮壓力。若氣缸壓縮壓力低于0.8MPa,則說明發動機機械部分有故障,應拆檢發動機。