任務(wù)二 汽車電氣系統(tǒng)故障診斷基礎(chǔ)知識

學(xué)習(xí)目標(biāo)

任務(wù)引入

近年來，汽車電子工業(yè)發(fā)展迅速，新型汽車電子產(chǎn)品不斷取代傳統(tǒng)的汽車電氣設(shè)備，普遍實現(xiàn)了電氣化、自動化，給汽車工業(yè)帶來了巨大的效益，促進(jìn)了現(xiàn)代電器電子化的發(fā)展，也使得汽車電氣系統(tǒng)越來越復(fù)雜。據(jù)相關(guān)行業(yè)的數(shù)據(jù)統(tǒng)計，日常發(fā)生的汽車維修問題中電氣系統(tǒng)故障出現(xiàn)的概率是較高的。

汽車電氣系統(tǒng)出現(xiàn)的故障給汽車用戶帶來了很多困擾，只有掌握現(xiàn)代汽車中電氣系統(tǒng)故障的特點，分析常見故障產(chǎn)生的種類與原因，明確電氣系統(tǒng)故障在汽車維修時的注意事項，針對現(xiàn)代汽車中常見的電氣系統(tǒng)故障提出具體的診斷方法，才能對汽車進(jìn)行有效的維修。

相關(guān)知識

一、汽車電氣系統(tǒng)常見故障類型

汽車電氣系統(tǒng)的故障總體上可分為兩種類型：電氣設(shè)備的故障；控制電路的故障。

1. 電氣設(shè)備的故障

電氣設(shè)備故障是指電氣設(shè)備自身喪失其原有機(jī)能，包括電氣設(shè)備的機(jī)械損壞、燒毀，電子元件的擊穿、老化、性能減退等。在實際使用和維修中，常常因電路故障而造成電氣設(shè)備故障。電氣設(shè)備故障一般是可修復(fù)的，但一些不可拆的電子設(shè)備出現(xiàn)故障后只能更換。

2. 控制電路的故障

電路故障包括短路、斷路、高電阻、接線松脫、接觸不良或絕緣不良等。這一類故障有時容易出現(xiàn)一些假象，給故障診斷帶來困難。例如，某搭鐵線與車身接觸不良，就有可能造成電氣設(shè)備開關(guān)失控，電氣設(shè)備工作混亂。這是因為有的搭鐵線為幾個電氣設(shè)備共用，一旦該搭鐵線出現(xiàn)接觸不良，它就把多個電氣設(shè)備的工作電路聯(lián)系到一起，通過其他電路找到搭鐵途徑，造成一個或多個電氣設(shè)備工作異常。

（1）短路故障

① 搭鐵短路故障。搭鐵短路是指電路未經(jīng)過負(fù)載提前搭鐵的一種故障現(xiàn)象。汽車電路中大部分搭鐵短路故障是由于導(dǎo)線或電路元件的絕緣層破裂，并且搭鐵造成的。

圖1-4（a）所示為開關(guān)和用電設(shè)備之間的導(dǎo)線絕緣層破損導(dǎo)致搭鐵短路，電流沒有通過用電設(shè)備而直接返回搭鐵端，導(dǎo)致用電設(shè)備不工作，電路中的電流升高，熔絲或其他電路保護(hù)裝置斷開。如果電路沒有保護(hù)裝置，還會引起線路或其他部件燒毀甚至燃燒。

如圖1-4（b）所示，電路在用電設(shè)備和開關(guān)之前搭鐵，會導(dǎo)致用電設(shè)備不工作并且開關(guān)無法控制電路，熔絲也會馬上燒斷。如果沒有電路保護(hù)裝置，還有可能會燒毀電源。若出現(xiàn)這種情況，即使更換了熔絲，接通電路后，仍然會再次燒斷熔絲。

② 與電源短路故障。與電源短路通常是一個電路的兩個獨立分支因?qū)Ь€絕緣層破損相互連接，導(dǎo)致電路不能正常工作或反應(yīng)異常甚至燒毀。

如圖1-5（a）所示，用電設(shè)備前面的導(dǎo)線和用電設(shè)備與開關(guān)之間的導(dǎo)線短接，這樣會造成左邊的電路失效，而右邊的電路正常。如圖1-5（b）所示，兩個獨立的支路在開關(guān)前面短路，會使兩個電路都不能單獨控制，任何一個開關(guān)都可以同時控制這兩個電路。

（2）斷路故障

斷路故障是一種不連續(xù)的、有中斷的電路故障。電氣部件接觸不良就是一種輕微的斷路現(xiàn)象。電路中的任何一部分出現(xiàn)問題都有可能導(dǎo)致斷路，如導(dǎo)線斷裂、電路部件燒毀、接頭松動等。

① 串聯(lián)電路中的斷路故障。如果一個串聯(lián)電路中有斷路故障，則會導(dǎo)致整個電路都不導(dǎo)通。檢測電路中斷路的方法是分別測量電路中各個部件兩端的電壓。如果某一個部件的一端有電壓，而另一端沒有電壓，則這個部件中間肯定有斷路存在。如圖1-6所示，用萬用表測量熔絲后的電路a點處有電壓，為12V；再用萬用表測量開關(guān)后的電路b點處沒有電壓，為0V，說明開關(guān)有故障。

② 并聯(lián)電路中的斷路故障。在并聯(lián)電路中出現(xiàn)的斷路故障比較復(fù)雜。如圖1-7所示，如果在并聯(lián)電路的主線路或搭鐵電路中出現(xiàn)斷路，則結(jié)果和串聯(lián)電路中出現(xiàn)斷路是一樣的，整個電路都會失效。如果在并聯(lián)電路的某個支路中出現(xiàn)斷路，則只有這個出現(xiàn)斷路的支路受到影響，其他支路還可以正常導(dǎo)通。

（3）高電阻（高阻抗）

高電阻現(xiàn)象在汽車電路中經(jīng)常出現(xiàn)，高電阻會使整個電路或某個器件斷斷續(xù)續(xù)地導(dǎo)通，或者電路中電流過低。例如，燈泡閃爍或者亮度降低，就有可能是高電阻引起的。電路連接不好，松動或者接頭不干凈都有可能引起高電阻問題。

二、汽車電氣系統(tǒng)故障診斷常用工具

1. 跨接線

跨接線就是一段專用導(dǎo)線，不同形式的跨接線主要是其長短和兩端接頭不同，如圖1-8所示。跨接線兩端的接頭一般是不同形式的插頭或鱷魚夾，以適應(yīng)對不同位置的跨接。

跨接線主要用于電路故障診斷。當(dāng)某個電氣元件不工作時可用跨接線將被檢元件的搭鐵端子直接搭鐵，若電氣元件工作恢復(fù)正常，則說明該元件搭鐵電路有故障。同理，若用跨接線將蓄電池正極跨接到被檢元件電源端子上時，電氣元件工作恢復(fù)正常，則說明該電源電路有故障。

使用跨接線時應(yīng)注意以下兩點。

（1）用跨接線將蓄電池正極跨接到被檢電氣元件的電源端子上時，必須弄清被檢元件規(guī)定電源電壓值。若將12V電源直接加在電氣元件上，可能導(dǎo)致電氣元件損壞。

（2）不要用跨接線將被檢元件電源端子直接搭鐵，以免導(dǎo)致電源短路。

2. 測試燈（測電筆）

測試燈實際就是帶導(dǎo)線的電筆，主要是用來檢查電氣元件電路的通斷。測試燈帶有顯示電路通斷的指示燈，對電路進(jìn)行檢測時，根據(jù)指示燈的亮度還可判斷被測電路的電壓高低。測試燈分為不帶電源測試燈（12V測試燈）和自帶電源測試燈兩種類型。

（1）不帶電源測試燈（12V測試燈）

如圖1-9所示，不帶電源測試燈以汽車電源作為電源，由12V測試燈、導(dǎo)線和各種不同的端頭組成，主要用來檢查系統(tǒng)內(nèi)電源電路是否給電氣系統(tǒng)各部件供電，舉例如下：

① 將12V測試燈一端搭鐵，另一端接電氣元件電源插頭。如果燈亮，說明該電氣元件電路無故障；

② 如果燈不亮，再將12V測試燈接電源的一端去接電源方向的第二個接點。如果燈亮，說明故障在第一接點和第二接點之間，電路出現(xiàn)斷路故障；

③ 如果燈仍不亮，則去接第三個接點、第四個接點、……，越來越接近電源，直至燈亮為止，且斷路發(fā)生在最后的被測接點與前一個被測接點之間。

（2）自帶電源測試燈

如圖1-10所示，自帶電源測試燈以其手柄內(nèi)裝有的兩節(jié)干電池作為電源，其余同于12V測試燈，也是用于檢查線路斷路與短路故障的。

① 檢查斷路。斷開電器的電源電路，將自帶電源測試燈的一端連接在電路首端，將另一端分別連接其他各接點。如果燈亮，說明檢測點與電路首端導(dǎo)通；如果燈不亮，則斷路發(fā)生在檢測點與前一接點之間。

② 檢查短路。斷開電器的電源電路，將自帶電源測試燈一端搭鐵，將另一端連接電氣元件電路。如果燈亮，表示有短路故障。可一步一步地采取將電路接點脫開、開關(guān)打開或拆除元件等辦法，直至使電源測試燈熄滅，則短路出現(xiàn)在最后開路與前一開路部件之間。

3. 萬用表

萬用表是檢測電子電路時最常用的儀表之一，它以攜帶及使用方便、可測參數(shù)多等顯著特點而深受汽車修理人員的青睞。萬用表可用來測量交流與直流電壓、電流和導(dǎo)體電阻等。汽車修理中常用萬用表來測量電阻、電壓、電壓降等，以判斷電路的通斷和電氣設(shè)備的技術(shù)情況。萬用表可分為模擬式（指針式）萬用表和數(shù)字式萬用表兩種類型，如圖1-11所示。

（1）電阻測量的方法

將開關(guān)轉(zhuǎn)到電阻擋的適當(dāng)位置，校零后即可測量電阻。汽車上很多電氣設(shè)備的技術(shù)狀態(tài)都可用檢查電阻的方法來判斷，如檢查斷路、短路、搭鐵故障。

（2）直流電壓測量的方法

將開關(guān)轉(zhuǎn)到直流電壓擋的適當(dāng)位置（選擇量程）。注意表針的“＋”“－”極應(yīng)分別和電路兩端的正負(fù)一致。用測電壓的方法可以檢查電路上某點是否存在電源電壓，以及電路通過電氣元件電壓降的大小。

萬用表檢測汽車電氣元件的注意事項如下。

① 在檢測之前，應(yīng)先檢查汽車電氣元件中熔絲、線束插接器（插頭）是否良好。可參照維修手冊說明的安裝位置，檢查各熔絲的工作狀態(tài)。

② 蓄電池應(yīng)保持充足的電量，電源線應(yīng)接觸良好，因為當(dāng)電源電壓小于11V時，會使檢測結(jié)果增大甚至測試錯誤。

③ 萬用表的輸入阻抗應(yīng)大于10M?。若使用低阻抗的萬用表，輕者會使測試數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確，嚴(yán)重時還會使汽車電氣設(shè)備中的集成電路元件、傳感器等損壞，因此使用前應(yīng)認(rèn)真閱讀汽車萬用表的使用說明書，對輸入阻抗的數(shù)值進(jìn)行核對。

④ 測量電控單元（ECU）各個端子的電壓時，各插接器（插頭）與各個執(zhí)行器、傳感器之間應(yīng)保持連接狀態(tài)，只有這樣才能檢測出準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。

⑤ 測量電控單元（ECU）各個端子的電阻時，不允許用普通萬用表的電阻擋測量，要特別注意的是不要將較高電壓引入電控單元（ECU）內(nèi)部，以免損壞電控單元（ECU）的內(nèi)部元件。

4. 汽車專用示波器

汽車專用示波器（見圖1-12）主要用來顯示汽車電氣控制系統(tǒng)中輸入、輸出信號的電壓波形，以供維修人員根據(jù)波形分析判斷汽車電氣設(shè)備的故障。示波器比一般電子設(shè)備的顯示速度快，是唯一能顯示瞬時波形的檢測儀器，是汽車電氣系統(tǒng)尤其是點火系統(tǒng)故障診斷中的重要設(shè)備。

（1）汽車專用示波器類型

汽車專用示波器可分為模擬式示波器和數(shù)字式示波器。模擬式示波器顯示速度快，但顯示波形不穩(wěn)定（抖動），且沒有記憶功能，給對故障波形的分析判斷帶來困難。數(shù)字式示波器由微處理器控制，由于將模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號需要一定的時間，所以顯示速度較模擬式示波器慢，但數(shù)字式示波器顯示波形穩(wěn)定，且具有記憶功能，可在測試結(jié)束后使故障波形重現(xiàn)，便于對故障波形進(jìn)行進(jìn)一步的分析判斷。

模擬式示波器一般采用開關(guān)、按鍵和旋鈕等來實現(xiàn)對波形垂直幅度、水平幅度、垂直位置、水平位置和亮度等的調(diào)整。數(shù)字式示波器多采用菜單式操作，只需在各級菜單上選擇測試項目，無需任何設(shè)定和調(diào)整，可以直接觀測波形，使用起來非常方便。

① 四通道示波器（模擬式示波器）。四通道示波器可測試各種傳感器、執(zhí)行元件、電路和點火系統(tǒng)等電壓波形。四通道示波器連接方法如圖1-13所示。

1—主機(jī)　2—發(fā)動機(jī)分析測試卡　3—蓄電池　4—蓄電池電纜　5—搭鐵電纜　6—示波器電纜　7—連接傳感器　8—點煙器電纜

② 數(shù)字式示波器。數(shù)字式示波器除了可測試各種傳感器、執(zhí)行元件、電路和點火系統(tǒng)等電壓波形外，還具有汽車萬用表功能，可對測試內(nèi)容進(jìn)行記錄、回放，能提供在線幫助，包括提供系統(tǒng)工作原理、測試連接方法、接線顏色等。其連接方法如圖1-14所示，可測試電壓、電阻、閉合角、噴油脈沖、噴油時間、點火電壓等。有的示波器內(nèi)部還存有汽車數(shù)據(jù)庫和標(biāo)準(zhǔn)波形，使判斷故障更為方便。

1—主機(jī)　2—發(fā)動機(jī)分析測試卡　3—蓄電池　4—蓄電池電纜　5—搭鐵電纜　6—示波器電纜　7—連接被測對象　8—點煙器電纜

（2）使用汽車示波器的注意事項

① 測試點火高壓線時，必須使用專用的電容探頭，不能將示波器探頭直接接入點火次級電路。

② 使用汽車示波器時，注意遠(yuǎn)離熱源（如排氣歧管、催化器等），溫度過高會損壞儀器。

③ 使用汽車示波器時，測試線應(yīng)盡量離開風(fēng)扇葉片、傳動帶等轉(zhuǎn)動部件。

④ 路試中，不要將汽車示波器放在儀表臺上方，最好是拿在手中測試。

三、汽車電氣系統(tǒng)故障診斷流程與注意事項

1. 汽車電氣系統(tǒng)故障診斷流程

現(xiàn)代汽車是由許多零件組成的復(fù)雜系統(tǒng)，當(dāng)汽車電氣系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，不僅故障的種類是多種多樣的，而且故障的原因和部位也是多種多樣的，既可能是一般的機(jī)械故障，也可能是電氣控制系統(tǒng)的故障。因此，在對汽車電氣系統(tǒng)進(jìn)行檢修時，要按照一定的原則和維修工藝進(jìn)行。否則，不但會浪費大量的時間，而且還有可能“舊病未除又添新病”。

汽車電氣系統(tǒng)故障診斷一般流程如圖1-15所示。

另外，現(xiàn)代汽車上微型計算機(jī)控制系統(tǒng)越來越多，利用故障診斷儀讀取故障碼和數(shù)據(jù)流進(jìn)行故障診斷非常快捷，能有效地縮小故障范圍，甚至能直接完成故障定位。因此，對于微型計算機(jī)控制系統(tǒng)故障或相關(guān)故障，應(yīng)優(yōu)先采用故障診斷儀。

2. 汽車電氣系統(tǒng)故障檢修注意事項

① 拆卸和安裝電氣元件時，應(yīng)切斷電源。

② 更換熔絲時，一定要與原規(guī)格相同，切勿用導(dǎo)線替代。

③ 正確拆卸導(dǎo)線插接器（插頭與插座）。為了防止插接器在汽車行駛中脫開，所有插接器均采用了閉鎖裝置。要拆開插接器時，首先要解除閉鎖，然后把插接器脫開，不允許在未解除閉鎖的情況下用力拉導(dǎo)線，這樣會損壞閉鎖或連接導(dǎo)線。

④ 在檢修傳統(tǒng)汽車電路故障時，往往采用“試火”的辦法逐一判斷故障部位。在裝有電子設(shè)備的汽車上，不允許使用這種方法，否則會給某些電路和電子元件造成意想不到的損害。

⑤ 在發(fā)動機(jī)工作時，不要拆下蓄電池接線。

⑥ 不允許使用歐姆表及萬用表的R×100以下低阻歐姆擋檢測小功率晶體管，以免電流過載損壞晶體管。

四、汽車電氣系統(tǒng)故障診斷方法

為了能迅速準(zhǔn)確地診斷汽車電氣系統(tǒng)的故障，下面介紹幾種常用的診斷方法。

1. 直觀診斷法

汽車電氣系統(tǒng)發(fā)生故障，有時會出現(xiàn)冒煙、火花、異響、焦臭、發(fā)熱等異常現(xiàn)象。這些現(xiàn)象可通過人的眼、耳、鼻、身感覺到，從而可以直接判斷出故障所在部位。

例如，在汽車行駛過程中，突然發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)向信號燈與轉(zhuǎn)向指示燈均不亮，用手觸摸，如發(fā)現(xiàn)閃光器發(fā)熱燙手，則說明閃光器已被燒壞。

2. 斷路法

汽車電氣設(shè)備發(fā)生搭鐵（短路）故障時，可用斷路法判斷。將懷疑有搭鐵故障的電路段斷路后，根據(jù)電氣設(shè)備中搭鐵故障是否還存在，判斷電路搭鐵的部位和原因。

例如，在汽車行駛時，聽到電喇叭長鳴，則可以將繼電器“按鈕”接線柱上的導(dǎo)線拆開，此時如果喇叭停鳴，則說明喇叭按鈕至繼電器這段電路中有搭鐵現(xiàn)象。

3. 短路法

汽車電路中出現(xiàn)斷路故障，還可以用短路法判斷。將懷疑有斷路故障的電路短接，觀察儀表指針變化或電氣設(shè)備工作狀況，從而判斷該電路中是否存在斷路故障。

例如，懷疑汽車電路中的各種開關(guān)有故障，可用導(dǎo)線將開關(guān)短接來判斷開關(guān)是好是壞。

4. 試燈法

試燈法就是用一只小功率汽車用燈泡作為試燈，檢查電路中有無斷路故障。

例如，用試燈的一端和交流發(fā)電機(jī)的“電樞”接線柱連接，另一端搭鐵。如果燈不亮，說明蓄電池至交流發(fā)電機(jī)“電樞”接線柱間有斷路現(xiàn)象；若燈亮，說明該段電路良好。

5. 儀表法

觀察汽車儀表板上的電流表、冷卻液溫度表、燃油表、機(jī)油壓力表等的指示情況，判斷電路中有無故障。

例如，發(fā)動機(jī)冷態(tài)，接通點火開關(guān)時，冷卻液溫度表指示滿刻度位置不動，說明冷卻液溫度傳感器有故障或該電路有搭鐵。

6. 高壓試火法

對高壓電路進(jìn)行搭鐵試火，觀察電火花狀況，判斷點火系統(tǒng)的工作情況。

具體方法：取下點火線圈或火花塞上的高壓導(dǎo)線，拆下一個火花塞并裝回到高壓導(dǎo)線上，將火花塞放在缸蓋上，然后轉(zhuǎn)動點火開關(guān)，使發(fā)動機(jī)運轉(zhuǎn)，觀察火花塞跳火情況。如果火花強(qiáng)烈，呈天藍(lán)色，且跳火聲較大，則表明點火系統(tǒng)工作基本正常；反之，則說明點火系統(tǒng)工作不正常。

7. 模擬法

模擬法就是通過模擬電路故障發(fā)生時的環(huán)境和條件，使暫時消失的故障顯現(xiàn)出來，進(jìn)而確定故障點的診斷方法。在汽車電路維修實踐中，經(jīng)常會遇到一些不穩(wěn)定的間歇性故障，故障出現(xiàn)沒有規(guī)律，時有時無。對于這類故障，可以采用模擬法進(jìn)行診斷。

常用的模擬診斷方法有振動模擬（見圖1-16）、熱敏感模擬（見圖1-17）、冷凍模擬（見圖1-18）、水淋模擬（見圖1-19）、電負(fù)荷模擬等。在汽車電氣系統(tǒng)故障診斷中靈活、熟練地運用這些方法，往往可以事半功倍。

8. 專用檢測儀器法

隨著汽車電氣設(shè)備的日趨復(fù)雜，在維修中，特別是維修安裝電子設(shè)備較多的車輛，使用一些專用的檢測儀器（如汽車專用示波器）能快速、準(zhǔn)確地診斷汽車電氣系統(tǒng)的故障。

任務(wù)實施

操作一 用測試燈檢查電路

步驟一　測試燈查找短路位置

如果熔絲已熔斷，說明已發(fā)生過短路，這時可用測試燈進(jìn)行檢查。

如圖1-20所示，首先將開關(guān)打開，拆下熔斷的熔絲，并將測試燈跨接到熔絲端子上，觀察測試燈是否點亮。

1—測試燈　2—熔絲　3—開關(guān)　4—前照燈

如果測試燈亮，說明熔絲盒與開關(guān)之間出現(xiàn)短路，應(yīng)修理熔絲盒與開關(guān)之間的線束。

如果測試燈不亮，再將開關(guān)閉合，并斷開前照燈插接器，觀察測試燈是否亮。如果燈亮，說明開關(guān)與插接器之間出現(xiàn)短路，應(yīng)修理開關(guān)與插接器之間的線束。如果燈不亮，說明插接器與照明燈之間出現(xiàn)短路，修理照明燈與插接器之間的線束。

步驟二　用自帶電源測試燈檢查開關(guān)導(dǎo)通性

用自帶電源測試燈檢查開關(guān)導(dǎo)通性時，接線方法如圖1-21所示。當(dāng)開關(guān)打開時，測試燈應(yīng)不亮；當(dāng)開關(guān)閉合時，測試燈應(yīng)亮，否則開關(guān)有故障。

1—自帶電源測試燈　2—開關(guān)

步驟三　測試燈查找斷路位置

將測試燈的一根引線搭鐵，另一根引線連接到開關(guān)插接器電源側(cè)端子上，即圖1-22中a點位置，測試燈應(yīng)點亮；然后將測試燈連接到電動機(jī)插接器上，即圖1-22中b點位置，若將開關(guān)打開，測試燈不應(yīng)點亮；若將開關(guān)閉合，測試燈應(yīng)點亮，否則開關(guān)及開關(guān)到電動機(jī)插接器之間的線路斷路。

操作二 用跨接線檢查電路

當(dāng)懷疑某條線路斷路時，用跨接線將開關(guān)的a、b兩端短接，若電動機(jī)工作，即可斷定開關(guān)斷路，如圖1-23所示。

操作三 線束插接器的檢測

步驟一　防水插接器的檢測

當(dāng)對防水插接器的導(dǎo)通性及電壓進(jìn)行測試時，要求使用專用工具，如圖1-24所示，以免引起插接器接觸不良或防水性能降低。千萬不要用背測探針檢測防水插接器，否則會引起端子腐蝕，使電路性能下降。

步驟二　普通型插接器的檢測

對普通型插接器的導(dǎo)通性及電壓進(jìn)行測試時，可以用背測探針的方法直接檢測，檢測時，注意不要將導(dǎo)線刺透、刺斷，也不要碰到其他端子的導(dǎo)線，如圖1-25所示。

步驟三　插接器端的拆解

（1）壓下閉鎖裝置，將插接器拉開。在將閉鎖裝置壓下以前，千萬不要猛拉導(dǎo)線，以免損壞插接器及導(dǎo)線。

（2）將1.4mm寬的螺釘旋具插入插接器，用螺釘旋具稍微抬起座內(nèi)導(dǎo)電片，并拉出端子，如圖1-26所示。