論文：發(fā)動機冷機難啟動故障分析

1、浙江廣播電視人子發(fā)動機冷機難啟動故障分析摘要: 汽車電子控制燃油噴射發(fā)動機是機電一體化高新技術的產(chǎn)物，尤其是發(fā)動機 的控制系統(tǒng)，它設置有多個傳感器、執(zhí)行器和電子控制元件。在發(fā)動機冷車啟動困難故障， 根據(jù)電控發(fā)動機組成及工作原理對發(fā)動機傳感器、執(zhí)行元件、機械部分進行檢測，最終找出 引起故障的位置與部件，進行檢修或更換配件工作，從而排除故障。一、現(xiàn)代發(fā)動機電控系統(tǒng)組成及工作原理目前，汽車發(fā)動機上主要的電子控制系統(tǒng)有：電子控制燃油噴射系統(tǒng)、電子控制點火系 統(tǒng)、進氣控制系統(tǒng)、怠速控制系統(tǒng)、排放控制系統(tǒng)、自診斷系統(tǒng)等。通常將電子控制燃油噴 射系統(tǒng)、電子控制點火系統(tǒng)以外的其他控制系統(tǒng)統(tǒng)稱為輔助控制系統(tǒng)。發(fā)

2、動機電子控制系統(tǒng) 主要控制功能是燃油控制（控制噴油量和噴油正時）和點火控制（控制點火提前角、閉合角 和爆震控制）。1、電子控制燃油噴射系統(tǒng)主要包括噴油量控制、噴射正時控制。ECU主要根據(jù)空氣流量傳感器提供的進氣量 信號確定基本的噴油量，在根據(jù)其他傳感器（如冷卻液溫度傳感器、節(jié)氣門位置傳感器） 信號對噴油量進行修正，能有效控制混合氣空燃比，使發(fā)動機在各種工況下空燃比達到 較佳值、在各種運行工況下均能獲得最佳濃度的混合氣，從而實現(xiàn)提高功率、降低油耗、 減少排放污染等功效。2、電子控制點火系統(tǒng)主要功能是點火提前角控制和通電時間（閉合）控制與恒流控制。系統(tǒng)可使發(fā)動機 在不同轉速、不同負荷條件下，根據(jù)各

3、相關傳感器信號，判斷發(fā)動機的運行工況和運行 條件，選擇最理性的點火提前角點燃混合氣，并根據(jù)蓄電池電壓及轉速等信號控制點火 線圈初級電路的通電時間，從而改善發(fā)動機的燃燒過程，是發(fā)動機輸出最大的功率和轉 矩，而將油耗和排放降低到最低限度。此外。系統(tǒng)還能進行爆震控制。3、輔助控制系統(tǒng)（1）進氣控制系統(tǒng)主要包括諧波進氣增壓系統(tǒng)（ACIS）、廢氣渦輪增壓系統(tǒng)、可變氣門正時系統(tǒng)、電 子控制節(jié)氣門系統(tǒng)（ETCS）等。主要功用是根據(jù)發(fā)動機轉速和負荷的變化，對發(fā)動機 的進氣進行控制，以提高發(fā)動機的充氣效率，從而改善發(fā)動機動力性。（2）怠速控制系統(tǒng)1 頁腳內(nèi)容怠速控制（ISC）系統(tǒng)能在發(fā)動機怠速工況下，根據(jù)發(fā)動機

4、冷卻液溫度、空調(diào)壓縮 機是否工作、變速器是否掛入檔位等，通過怠速控制閥對發(fā)動機的進氣量進行控制，使 發(fā)動機隨時以最佳怠速轉速運轉。（3）排放控制系統(tǒng)對發(fā)動機排放控制裝置的工作實行電子控制。排放控制主要包括汽油蒸汽排放 （EVAP）控制系統(tǒng)、廢氣在循環(huán)（EGR）控制系統(tǒng)、氧傳感器及三元催化轉化（TWC） 控制系統(tǒng)、二次空氣噴射控制系統(tǒng)等。（4）自診斷系統(tǒng)用來提示駕駛員發(fā)動機有故障，同時，系統(tǒng)將故障信息以設定的數(shù)碼（故障碼）形 式儲存在存儲器中，以便幫助維修人員確定故障類型和范圍。當傳感器或傳感器線路發(fā) 生故障時，控制系統(tǒng)自動按ECU中預先設定的參考信號值工作，使發(fā)動機能繼續(xù)運轉 以便能盡快到維修

5、站檢修，但發(fā)動機的性能有所下降。在發(fā)動機運轉過程中，ECU根據(jù)發(fā)動機控制系統(tǒng)的各傳感器送來的信號，判斷發(fā)動 機當前所處的運行工況和運行條件，并從ROM中查取相應的控制參數(shù)數(shù)據(jù)，經(jīng)中央處 理器（CPU）的計算機和必要的修正后，輸出相應的控制信號，控制發(fā)動機運轉。發(fā)動 機電子控制系統(tǒng)的控制方式主要分為兩種：開環(huán)控制、閉環(huán)控制。開環(huán)控制：發(fā)動機工作時，ECU根據(jù)傳感器的信號對執(zhí)行器進行控制，而控制的結 果（如燃燒是否完全、怠速是否穩(wěn)定、是否有爆震發(fā)生等）是否達到預期目標無法做出 分析，控制的結果對控制過程沒有影響，這種控制方式成為開環(huán)控制。閉環(huán)控制：閉環(huán)控制實質(zhì)上就是反饋控制，在開環(huán)的控制的基礎上，

6、控制系統(tǒng)根據(jù) 實際檢測到的開環(huán)控制結果的反饋信號來決定增減輸出控制量的大小，而此時不再根據(jù) 其他輸入信號進行控制。閉環(huán)控制的特點是在控制器與被控對象之間，不僅存在著正向 作用，而且存在著反饋作用，既系統(tǒng)的輸出量對控制量有直接影響。二、發(fā)動機傳感器的結構及工作原理1、空氣流量傳感器結構：熱絲式空氣流量傳感器主要由發(fā)熱元件、溫度補償電阻、信號取樣電阻和 控制電路等組成。傳感器殼體兩端設置有與進氣道相連接的圓形連接接頭，空氣入口 和出口都設有防止傳感器受到機械損傷的防護網(wǎng)。傳感器入口與空氣濾清器一端的進 氣管連接，出口與流閥體一端的進氣管連接。工作原理：當發(fā)動機怠速或空氣為熱空氣時，因為怠速時節(jié)氣門

7、全閉或接近全比 閉，所以空氣量很?。挥忠蚩諝鉁囟仍礁?，空氣密度越小，所以在體積相同的情況下， 熱空氣的質(zhì)量小，因此，發(fā)熱元件受到冷卻的程度小，阻值減小幅度小，保持電橋平 衡需要的加熱電流小，故取樣電阻上的信號電壓低，ECU根據(jù)信號電壓即可計算出空 氣量。2、進氣（歧管絕對）壓力傳感器結構：進氣壓力傳感器種類較多，有壓敏電阻式、電容式等。由于壓敏電阻式具 有響應時間快、檢測精度高、尺寸小且安裝靈活等優(yōu)點，因而被廣泛用于D型噴射系 統(tǒng)中。工作原理：進氣壓力傳感器檢測的是節(jié)、氣門后方的進氣歧管的絕對壓力，它根 據(jù)發(fā)動機轉速和負荷的大小檢測出歧管內(nèi)絕對壓力的變化，然后轉換成信號電壓送至 電子控制器（E

8、CU），ECU依據(jù)此信號電壓的大小，控制基本噴油量的大小。3、節(jié)氣門位置傳感器節(jié)氣門位置傳感器的作用是將節(jié)氣門開度大小的狀態(tài)變?yōu)殡娦盘査腿腚娮涌刂茊?元ECU。電子控制單元ECU根據(jù)節(jié)氣門開度大小，荻得發(fā)動機工況信息（怠速、部分負 荷、全負荷等）和節(jié)氣門開啟的快慢程度獲得加速、減速信息。ECU以此作為判斷發(fā)動 機不同運行工況的依據(jù)，從而確定噴油器的噴油時間和點火提前角。4、曲軸位置傳感器和凸輪軸位置傳感器結構：磁感應式傳感器主要由信號轉子、傳感線圈、永久磁鐵和導磁磁軛組成。工作原理：當信號轉子旋轉時，磁路中的氣隙就會周期性的發(fā)生變化，磁路的磁 阻和穿過信號線圈磁頭的磁通量隨之發(fā)生周期性的變化。

9、根據(jù)電磁感應原理，傳感線 圈中就會感應產(chǎn)生交變電動勢。5、冷卻液溫度傳感器結構：熱敏電阻式溫度傳感器主要由熱敏電阻、金屬引線、接線插座和殼體等組 成。工作原理：當被測對象的溫度升高時，傳感器阻值減小，熱敏電阻上的分壓值降 低；反之，當被測對象的溫度降低時，熱敏電阻上的分壓值升高ECU根據(jù)收到的信 號電壓值便可計算求得相應的溫度值，從而進行實時控制。6、進氣溫度傳感器將進氣溫度信號變換為電信號輸入發(fā)動機電控單元ECU,以便ECU修正噴油量。當進氣溫度低時，ECU將控制噴油器增加噴油量；反之，將控制噴油器減少噴油量。如果進氣溫度傳感器信號中斷，就會導致啟動困難、廢氣排放量增大等。7、爆震傳感器發(fā)動

10、機工作時因點火時間提前過度（點火提前角）、發(fā)動機的負荷、溫度及燃料的 質(zhì)量等影響，會引起發(fā)動機爆震。發(fā)生爆震時，由于氣體燃燒在活塞運動到上止點之前， 輕者產(chǎn)生噪音及降低發(fā)動機的功率，重者會損壞發(fā)動機的機械部件。為了防止爆震的產(chǎn) 生，爆震傳感器是不可缺少的重要部件，以便通過電子控制系統(tǒng)去調(diào)整點火提前時間。8、車速傳感器分類：舌簧開關式、電磁感應式、光電式、可變磁阻式、霍爾式等作用：檢測汽車行駛速度，并把檢測結果輸入給汽車儀表系統(tǒng)用于顯示車速，或 將檢測的車速信號輸入到需要車速信號的汽車控制系統(tǒng)的ECU。三、發(fā)動機執(zhí)行器工作原理及檢修1、電動燃油泵作用：供給燃油噴射系統(tǒng)規(guī)定壓力的燃油結構：電動燃油

11、泵主要由永磁式直流電動機、油泵、限壓閥、單向閥和泵殼等組成。工作原理：當點火開關接通時，泵轉子便隨電動機一同轉動，將燃油經(jīng)輸油管和進油口 泵入燃油泵。當油泵內(nèi)油壓超過單向閥處彈簧壓力時，燃油便從出油口經(jīng)輸油管泵入供油總 管，再分配給各個噴油器。當油泵停止工作時，單向閥將阻止汽油回流，使供油系統(tǒng)中保存 的燃油具有一定壓力，以便于發(fā)動機再次啟動。檢修：當蓄電池電壓正常，燃油泵熔斷絲也正常時，接通點火開關，燃油箱附近應能聽到燃油泵啟動并工作約2S的聲音。測電壓，正常的燃油泵繼電器電壓應 等于蓄電池電壓。油泵電源電壓越高，泵油量也就越大。用萬用表測量電動燃油泵兩接線柱之間的電阻，其阻值應約為23Q。阻

12、值過大，說明有斷路或接觸不良之處；阻值過小，說明有短路或搭鐵故障。進、出油閥因磨損和汽油中酸性物質(zhì)的腐蝕、膠質(zhì)等影響，使油閥關閉不 嚴，影響泵油量和泵油壓力。單片式油閥可將其磨平或翻面使用;組合式油閥可用酒精清洗，除去膠質(zhì)。經(jīng)修磨或清洗無效時，應更換新件2、電磁噴油器作用；根據(jù)ECU的噴油脈沖信號，精確計量燃油噴射量結構：電磁噴油器安裝在燃油分配管上，主要由燃油濾網(wǎng)、線束插座、電磁線圈、針閥 閥體、閥座、復位彈簧、O形密封圈等組成工作原理：當噴油器的電磁線圈接通電流時，線圈會產(chǎn)生電磁吸力吸引針閥閥體。閥體 上升時，針閥隨閥體一同上升，針閥離開閥座時，閥門被打開，燃油便從噴孔噴出，由于燃 油壓力

13、較高，噴出霧狀燃油。當噴油器的電磁線圈電流切斷時，電磁吸力消失，閥體在復位 彈簧的彈力作用下復位，針閥回落到閥座上將閥門關閉，噴油停止。（發(fā)動機冷啟動時，按 照可編程只讀存儲器中預先編制的啟動程序和預定空燃比控制噴油）檢修：先啟動發(fā)動機，仔細聽每個噴油器運作聲音，如果聽不到聲音，應該檢查配線連接器、 噴油器等。用萬用表測量噴油器端子間的電阻，對于電壓驅(qū)動式高阻抗型噴油器，阻值應為12 16Q；低阻抗型噴油器電阻值應為35。；電流驅(qū)動式噴油器阻值應為23Q，否則更換噴 油器。檢查噴油器的噴油量，其值應為557omL/i5s，并且各缸噴油量差值不大于iomL。3、怠速控制閥作用：根據(jù)發(fā)動機的負荷情

14、況，控制發(fā)動機怠速轉速。結構：永磁轉子步進電機式怠速控制閥由步進電機、螺旋機構、閥芯、閥座等組成。工作原理：當步進電機的轉子轉動時，螺母將帶動螺桿做軸向移動。轉子轉動一圈，螺 桿移動一個螺距。因為閥芯與螺桿固定連接，所以螺桿將帶動閥芯開大或關小閥門開度ECU 通過控制步進電機的轉動方向和轉動角度來控制螺桿的移動方向和距離，從而達到控制怠速 閥開度，調(diào)整怠速轉速之目的。檢修：車上檢查當發(fā)動機熄火時，怠速控制閥就會發(fā)出“咔噠”的響聲，使閥門開度退到 最大位置。若聽不到復位時的響聲，應進行檢查。檢查定子繞組的電阻值拔下連接器插頭，用萬用表檢測插座上定子繞組電阻值應當 符合規(guī)定。永磁轉子步進電動機式怠

15、速控制閥有2組或4組線圈，各組線圈的阻值約3。 60Q。若阻值不符規(guī)定，應予更換新品。四、冷車啟動影響分析U一L 浙江廣播電視人子五、發(fā)動機故障現(xiàn)象及分析1、冷車不易起動原因分析：在汽車修理標準中規(guī)定：在環(huán)境溫度-5。以上，每次使用起動機5s,最多使用3次發(fā)動機應起動。隨著現(xiàn)今汽車技術含量的提高，許多用戶對此標準早已不認可，他 們希望使用起動機在5s內(nèi)就應起動成功，而且現(xiàn)代的電控發(fā)動機一般都能做到。如果發(fā)動機出現(xiàn)起動困難的故障時，故障原因一般包括：起動系統(tǒng)故障，如蓄電池電能不足、起動機損壞或起動機電路存在故障;發(fā)動機機械故障，如進氣管漏氣，活塞與氣缸之間封閉不良，以及氣門關閉不嚴 導致氣缸壓力

16、低；進氣門背部及進氣管內(nèi)積炭過多，導致噴入的汽油被積炭吸附而不能進入燃燒室；發(fā)動機管理系統(tǒng)故障，如轉速傳感器信號弱，水溫信號不正確，以及線路接觸不良；點火系統(tǒng)存在故障，如火花塞積炭過多或間隙不正確，高壓線漏電，以及點火線 圈損壞等；供油系統(tǒng)故障，如燃油系統(tǒng)保持壓力不足，噴油器泄漏或堵塞等。解決方法：檢查蓄電池、啟動機等啟動系統(tǒng)；用汽缸壓力表進行發(fā)動機密封檢測；用工業(yè)內(nèi)窺鏡檢查發(fā)動機汽缸上部是否有積炭檢查油泵是否正常工作；根據(jù)以上檢查確定故障原因和部件，進行維修或更換配件。2、冷車發(fā)動機怠速抖動原因分析：當發(fā)動機冷車起動后，若發(fā)動機出現(xiàn)沒有冷車快怠速或轉速不穩(wěn)故障時， 存在的故障原因一般包括：發(fā)

17、動機機械故障，如各氣缸壓力低等；進氣系統(tǒng)故障，如進氣管漏氣等；進氣門背部及進氣管內(nèi)積炭過多等；發(fā)動機管理系統(tǒng)故障，如水溫、進氣溫度信號不正確，線路存在故障等；點火系統(tǒng)存在故障，如火花塞積炭過多或間隙不正確，高壓線、分電器蓋漏電，以及點火線圈損壞等；供油系統(tǒng)故障，如噴油器內(nèi)部膠質(zhì)積炭過多造成噴油器關閉不嚴或堵塞等。解決方法：檢測汽缸壓力；用萬用表檢測各傳感器；使用故障診斷儀查詢故障碼和數(shù)據(jù)流；用跳火法看各缸點火能量是否足夠；根據(jù)以上檢查確定故障原因和部件，進行維修或更換配件。3、冷車加速闖車原因分析：雖然很多汽車廠商的使用說明書上表明冷車起動后無需預熱就可起步，但筆者認為發(fā)動 機在起動后若能稍微預熱35min，對發(fā)動機將大有益處。因為這樣可以減少發(fā)動機的 機械磨損，對小排量發(fā)動機可以使起步動力充足。如果冷車起動后就急加速會出現(xiàn)輕微闖車 現(xiàn)象，若闖車現(xiàn)象嚴重，故障原因一般在于：發(fā)動機機械系故障，如氣缸壓