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真空测量在发动机故障诊断中的应用
转载 :  zaoche168.com   2009年02月24日

一般的万用表只能测试电压、电阻、电流,不适于现代汽车电子元件的维修与检测。当汽车电子元件出现故障进行检查时,最重要的是测量数据和故障原因的推理过程。因为电子元件内部的情况不像机械部件能拆开看见,而利用合理的逻辑步骤检测可很快发现问题,在这个过程中的关键工具就是万用表。针对汽车电子元件的维修特点,目前市场开发出的多功能汽车数字万用表,具有很多汽车电器系统的专用测试功能,如频率、占空比、脉冲宽度、温度等。下面介绍多功能数字万用表对电控发动机常见电子元件的检测,供广大汽车维修工程技术人员参考。

 

1汽车电子信号的主要类型

 

汽车的传感器、执行器的电信号可以看成控制系统中互相通讯的语言。汽车电子信号主要有直流电压信号、交流电压信号、频率调制信号、脉宽调制信号和串行数据信号等。正是这些电子信号利用各自不同的特点,实现了汽车电子控制系统中各传感器与ECU(电子控制单元)ECU与各执行器,ECUECU之间的不同通信的目的。

 

1.1直流电压信号

 

汽车中产生直流电压信号的电源装置有蓄电池电压(12V)ECU输出给传感器的参考电压(5V)。模拟直流电压信号的传感器有:发动机温度传感器(ECT)、燃油量传感器、进气温度传感器(IAT )、节气门位置传感器(TPS)、节气门开关、废气再循环和位置传感器、翼板式或热线式空气流量计(MAF)和进气压力传感器(MAP)等。

 

1.2交流电压信号

 

汽车中产生交流信号装置的传感器主要有:车速传感器(VSS)、防滑制动轮速传感器、磁电式曲轴位置传感器(CKP),磁电式凸轮轴位置传感器(CMP)和爆震传感器(KS)等。

 

1.3频率调制信号

 

汽车中产生可变频率的传感器主要有:数字式空气流量计、数字式进气压力传感器、光电式车速传感器(VSS)、光电式曲轴位置传感器(CKP),光电式凸轮轴位置传感器(CMP),霍尔式车速传感器(VSS)、霍尔式曲轴位置传感器(CKP)和霍尔式凸轮轴位置传感器(CMP)等。

 

1.4脉宽调制信号

 

汽车中产生脉宽调制信号的电路主要有:初级点火线圈、电子点火正时电路、废气再循环控制阀、喷油器、怠速控制电机、活性炭罐电磁阀(EVAP)、涡轮增压和其它电磁阀等。

 

1.5串行数据信号

 

汽车电路中由发动机控制模块(PCM)、车身控制模块(BCM),防抱死制动系统(ABS)或其它ECU产生的串行数据信号具有相互传输能力。它是汽车电信号中最复杂的,在实际中,要用专门的解码器读取信息。

 

2数字万用表对汽车电子元件的检测

 

2.1空气流量计(MAF)的检测

 

空气流量计按结构原理可分为翼板式、热线式、热膜式、卡门旋涡光学式、卡门旋涡超声波式等几种;按信号输送类型又分为数字式和模拟式两种。

 

(1)翼板式空气流量计主要有两种。一种是随着空气流量的增加,输出的信号电压升高,另一种是随着空气流量的增加,输出的信号电压降低,这两种类型都属于模拟电压量输出。冀、板式空气流量计的核心是一个可变电阻,它与空气翼板同轴连接,当空气流动时翼板也随之开启,随着翼板的开启角度变化,可变电阻阻值也随之变化。翼板式空气流量计是一个三线传感器,其中两条是参考电压的正负端,另一条是滑动电阻活动触点臂,它向ECU提供与翼板转动角度成比例的输出电压信号,急加速时翼板在空气流动的动压作用下,超过正常摆动角度的过程信号,这就为ECU提供混合气加浓的控制信号。这是一个非常重要的传感器,因为ECU依据这个信号来计算发动机负荷、点火时间、废气再循环控制及发动机怠速控制和其它参数,不良的空气流量计会造成发动机喘振和怠速不良,以及发动机性能和排放问题。

现代轿车电喷发动机上纵横布置有很多橡胶管,大多于进气管相连,利用发动机工作时在进气管内产生的真空作为多种辅助设备的动力源和有关传感器的信号。发动机近期真空度的大小及其稳定性与发动机工作的气缸数、转速、进气系统密封性能、点火性能、混合气空然比和节气们开度等有关。检查进气管真空度能够全面地反映发动机各相关部件的状态即空然比、点火性能等具有较高的可信度。

正常工作的发动机,其进气管内真空度的大小及变化都有固定的范围和规律,反之,如真空度大小及波动幅度偏离正常值,则发动机必然存在某种故障。造成真空度异常的原因有一个或多个火花塞缺火、真空软管破损、接头松脱或错装、气缸垫或进气歧管衬垫漏气、喷油器安装口漏气严重、废气再循环(EGR)不能关闭、曲轴箱强制通风阀(PCV)被卡在全开位置等。不同的原因所对应的真空度不同,因此掌握常见工况下真空表的正确读数及一些故障而造成的异常情况,对故障诊断十分有益。

1.在发动机怠速工况下,进气管真空度应稳定在57.671.1KPa之间,迅速开闭节气门,若表针在6.784.6KPa之间灵敏摆动,说明进气管真空度对节气门开度的随动性较好,意味着各部位在各种工况的密封性较好。若怠速测量时,真空表读数异常,则需要检查如下内容:点火正时、配气正时、气缸压力、曲轴箱强制通风阀、废气再循环。

2.如果气缸垫漏气,则进行怠速测量时真空表读数较低,且指针在1764KPa之间大幅度摆动。迅速开节气门时,表针会迅速跌落到0,关闭后也回不到84.6KPa处。

3.发动机急加速和急减速时的真空度值可反映出活塞环漏气的严重程度。在发动机怠速运转时,使发动机突然加速或减速,同时观察真空表读数,急加速时,真空表读数会突然增大;急减速时,真空表的指针会在怠速时的位置向上跃动几刻度。例如,怠速时真空度为60.9KPa,那么急加速时,它将降至010.2KPa,而在急减速时,则跳至77.984.7KPa。活塞漏气严重时,真空表指针的摆动幅度不太明显。指针摆动幅度越大,表明发动机状况越好。

4.点火时间过早、过迟和电火花能量不足以及配气正时错乱时,燃烧条件就会变坏,发动功率损失就会加大,转速无法提高,形不成较高的真空度,导致怠速不稳,加速无力。怠速时,若点火或气门开启过迟,真空表指针将在46.767KPa间轻微摆动;若点火或气门开启过早,则指针将在46.767KPa间大幅度摆动。

5.为了减少排放污染,现在大量汽车都装有三元催化,当其内部因结胶、积炭、破碎等原因造成局部堵塞和随机堵塞时,就会加大排气的反压力,使进气真空度降低,从而导致排挤不彻底,进气不充分。堵塞严重时,发动机只能勉强维持低速运转。此情况下,发动机怠速运转时,真空表度数有时可达53KPa左右,很快又跌落为0或者很低。发动机加速时,度数逐渐下降为0

6.气门烧蚀或气门间隙调整不当时,真空表指针稳定,但在每个工作循环中当有故障的汽缸工作时,指针就会跌落且跌幅在6.7KPa以上。

7.气门卡滞时,真空表指针将以不规则的间隔回弹。在这种情况下,可使发动机以2500r/min左右的转速运行2min,使气门挺杆的温度上升到一定程度。

在怠速运转时,若真空表指针在短时间内剧烈抖动,则说明气门存在卡滞现象。待气门降温后,真空表指针的抖动将变得缓和些。

8.空然比不当或个别气缸缺火、短火时真空度在怠速下较正常值低。混合气较浓时,指针在4467KPa间慢摆;混合器较稀时,指针不规则的跌落后又上升,摆动幅度较大,且常伴有怠速游车现象。

9.气门导管磨损的发动机在怠速运转时,真空表指针剧烈抖动,加速时却较为稳定。

利用检测进气管真空度的方法判断发动机的故障,长期以来未被广泛采用,究其原因是对真空表的使用价值认识不够,没有从机理上探明它能够反映的各种现象。随着电喷发动机的普及,其故障诊断变得越来越棘手。在这种情况下,充分发掘真空表在故障机理分析方面所独有的优秀,结合故障诊断仪读出的故障码,对发动机故障进行综合分析,就可以迅速、准确地找出故障原因。此方法简单易行,又有较大的覆盖面,是行之有效的检测手段。

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