论文部分内容阅读
摘 要：现代汽车基本采用了电控发动机系统，在维修过程中，运用故障诊断仪与发动机ECU对接，读取故障代码，从而确定故障原因，迅速对症下药，进行故障排除，已逐渐成为广大维修人员首选的高效率维修手段，但实际上，由于车辆故障现象复杂多变，故障代码往往难以直接反映出故障所在部位，这个时候可以通过汽车故障诊断仪上显示的发动机动态和静态“数据流”数据，对故障原因和故障部位进行更为精确的分析，提高维修效率。
关键词：电控发动机；故障诊断；“数据流”；分析；教学实践
随着现代汽车运用技术的飞速发展，绝大多数乘用轿车都采用了电控发动机系统，在汽车运行过程中，传感器、ECU、执行器之间精确的信号连接与控制，极大地提高了汽车的使用性能。而在维修过程中，运用故障诊断仪与发动机ECU对接，读取故障代码，从而确定故障原因，迅速对症下药，进行故障排除，已逐渐成为广大维修人员首选的高效率维修手段，但实际上，由于车辆故障现象复杂多变，故障代码往往难以直接反映出故障所在部位，这个时候可以通过汽车故障诊断仪上显示的发动机动态和静态“数据流”数据，对故障原因和故障部位进行更为精确的分析，提高维修效率。
在对装有电控发动机的车辆进行维修的过程中，对于“数据流”的运用，要注意以下两点：第一，对于维修人员，务必要掌握扎实的电控发动机理论基础知识，熟悉各类传感器、ECU、执行器的结构、工作原理、可能引发的故障现象以及各部件的相互关系等，以利于快速找出问题的主要根源从而进行分析。第二，需要了解故障诊断仪中“数据流”所表达的各类传感器数据信息的含义，并熟悉各类“数据流”数据信息的正常值范围。如对于进气歧管绝对压力传感器，经常可见三种数据单位：kPa、mmHg、mbar，三者之间关系可通过以下两个公式进行换算：①1个标准大气压≈101kPa≈76 mmHg ②1 mbar=100Pa。再如节气门位置传感器，经常可见三种单位：°、V、%，我们既要了解各个单位间的关系，也要熟悉各单位数据的正常值，以利于对故障现象进行分析。以下结合自身维修教学实例，探讨一下“数据流”分析的实际运用。
一、 利用“静态数据流”分析故障
連接汽车故障诊断仪，打开点火开关，不启动发动机，在数据操作界面所看到的“数据流”信息，即为电控发动机系统的“静态数据流”数据。由于此时发动机尚未启动，各类数据与汽车正常运转时显示的数据大不一样，如冷却液温度传感器，其显示数值与环境温度相当，进气歧管绝对压力传感器的显示数值与标准大气压值相当（101kPa左右）。应用实例如下：
实例1：
故障现象：帕萨特B5发动机冷启动困难（教学实训台架）。
检查与判断：入秋后，温度下降，电控发动机台架设备开始出现冷启动困难，但热机后无任何故障现象出现的情况。实习教研组教师对喷油嘴、燃油泵、继电器等项目进行仔细检查，排除油供不足的故障可能性，再对火花塞、配气相位、点火模块等项目进行检查，排除点火能量不足的可能。在经过多次启动发动机后，没有发现“淹缸”现象，故怀疑该故障是由于冷启动过程中可燃混合气加浓不足引起，考虑到热机启动正常，最终决定从“静态数据流”入手，分析冷机启动情况。
采用金德KT600故障诊断仪对B5发动机进行测试，启动后无故障码显示，读取“静态数据流”，发现冷却液温度显示数值为98℃，与环境温度（23℃）相差过多，如果发动机ECU接收的这个错误信号，所形成的初始混合气浓度必然过低，影响冷启动。接下来，教师现场用万用表检测冷却液温度传感器4号脚与ECU的连接脚，无短路及断路现象，再检测传感器本身，发现电阻值已远远大于正常值，于是更换了一个新的传感器，启动发动机后，故障排除。
从这个案例可以知道，运用故障诊断仪的故障代码是无法判别所有故障现象的。如上所示，当冷却液温度传感器各连接线路正常，由于本身故障，产生信号失真，ECU就无法对其产生的数据进行准确判断，从而导致故障现象的产生，也给维修人员的工作增加了难度，而“静态数据流”的运用，则为整个维修过程提供了较大的帮助。
二、 利用“动态数据流”分析故障
电控发动机运转时，故障诊断仪所显示的“数据流”数据信息，即为“动态数据流”数据。由于这个过程受各类实际因素影响，发动机只能说是处于一个相对稳定的工作状态，各类数据信号会在一定范围内波动。如对于帕萨特B5发动机，正常的怠速转速信号范围是820～900rPm，当水温>80℃时，λ信号（氧传感器）电压范围为0.1～0.9V。应用实例如下：
实例2：帕萨特B5发动机怠速不稳（教学实训台架）。
故障现象：发动机实验台架经过学生一天的排故训练后，发现发动机怠速不稳，并伴有发动机熄火后再次启动困难情况。
检查与判断：首先检查发动机传感器、执行器、ECU之间机械连接（线束、插件），无异常，检查发动机油压，无异常（0.25Mpa）。然后将发动机熄火、连接上金德KT-600型汽车故障电脑诊断仪使发动机处于KOER读取故障代码，无代码，且显示发动机系统正常。怀疑某些故障无法通过故障解码器显示，ECU无法记录，带着这个思路再次用金德KT-600汽车故障电脑诊断仪读取大众车系帕萨特B5车的发动机（ANQ）数据，进入读测试数据块，输入组号“002”显示为：
区域①：发动机转速800±50/min；区域②：发动机负荷1.20 ms；区域③：发动机每循环喷射时间2.05 ms；区域④：进气质量1.7 g/s。
以上实际测量数据与正常值（表1）相比较发现，区域④进气质量值实际测量为1.7 g/s，正常值为2.0～4.0 g/s，数值明显过小。
造成进气质量过小的原因一般有两种：
（一） 空气流量传感器（MAF）有故障；信号电压失准，造成MAF计量进气量有误。 （二） 空气流量传感器（MAF）与进气歧管之间存在泄漏情况；一部分进入发动机汽缸的空气未被计量输入发动机电脑，造成进气质量数据失真。
根据以上故障现象与可能造成故障的原因，首先，从判断空气流量传感器是否有故障存在着手，启动发动机怠速运转，然后用万用表直流挡位（20v）测量发动机ECU端13脚插孔（与传感器MAF5号脚相连）有信号电压，并且此信号电压能随着节气门开度的增大而变化，用汽车故障电脑诊断仪读码无MAF故障代码输出，说明空气流量传感器是好的。
接着再检查空气流量计至节气门部件之间的塑料喉管，无意中晃动塑料喉管时发现发动机怠速有变化，仔细观察塑料喉管终于发现喉管的褶皱处有裂纹存在，所以在晃动塑料喉管时间隙变小，发动机怠速运转变正常。更换新的进气软管后启动发动机怠速运转稳定，再次用汽车故障电脑诊断仪进入读测试数据块，输入组号“002”显示为，区域④进气质量值为3.4 g/s在正常范圍，发动机怠速不稳的故障彻底排除。
最后的结果说明发动机怠速不稳故障，是因为空气流量计至节气门之间的连接塑料喉管破裂，而电喷发动机ECU是根据MAF信号与发动机转速信号来计算基本喷油量，也就是说电脑控制“进多少气、配多少油”，这台发动机由于进气系统一部分的空气质量未被MAF计量，产生“多气少油”情况，使可燃混合气浓度过稀，引起怠速不稳故障现象。
三、 提倡运用“数据流”分析，进行教学实践
随着我国技工教育的飞速发展及汽车新技术的运用普及，各大职业院校在电控发动机教学实验台架及设备上都积极地进行更新，不断拉近教学实践水平。为了让学生更好地学到他们今后在生产实际中的真本领，建议提倡引入“数据流”进行故障分析教学（目前中技学校汽车专业教学大纲无此要求），使学生掌握更加科学、合理的定量分析方法，更为准确的去运用和理解汽车运行参数，也能让广大教师在指导学生进行电控发动机故障排除过程中少走很多弯路，减少诊断时间，极大地提高教学实用性及教学效率。
运用“数据流”分析，进行教学实践，更能促进学生发散思维，在排除没有故障代码显示的故障时，也能根据“数据流”等检测手段分析判断解决问题，进一步提高学生综合实践能力。
参考文献：
[1]鲁植雄，赵国柱.《帕萨特B5轿车数据流分析图解》[M].电子工业出版社，2004.
[2]D·威德尔.《汽车发动机构造与诊断维修》[M].机械工业出版社，2006.
作者简介：
黄建乐，杨向前，浙江省温州市，温州交通技术学校。
关键词：电控发动机；故障诊断；“数据流”；分析；教学实践
随着现代汽车运用技术的飞速发展，绝大多数乘用轿车都采用了电控发动机系统，在汽车运行过程中，传感器、ECU、执行器之间精确的信号连接与控制，极大地提高了汽车的使用性能。而在维修过程中，运用故障诊断仪与发动机ECU对接，读取故障代码，从而确定故障原因，迅速对症下药，进行故障排除，已逐渐成为广大维修人员首选的高效率维修手段，但实际上，由于车辆故障现象复杂多变，故障代码往往难以直接反映出故障所在部位，这个时候可以通过汽车故障诊断仪上显示的发动机动态和静态“数据流”数据，对故障原因和故障部位进行更为精确的分析，提高维修效率。
在对装有电控发动机的车辆进行维修的过程中，对于“数据流”的运用，要注意以下两点：第一，对于维修人员，务必要掌握扎实的电控发动机理论基础知识，熟悉各类传感器、ECU、执行器的结构、工作原理、可能引发的故障现象以及各部件的相互关系等，以利于快速找出问题的主要根源从而进行分析。第二，需要了解故障诊断仪中“数据流”所表达的各类传感器数据信息的含义，并熟悉各类“数据流”数据信息的正常值范围。如对于进气歧管绝对压力传感器，经常可见三种数据单位：kPa、mmHg、mbar，三者之间关系可通过以下两个公式进行换算：①1个标准大气压≈101kPa≈76 mmHg ②1 mbar=100Pa。再如节气门位置传感器，经常可见三种单位：°、V、%，我们既要了解各个单位间的关系，也要熟悉各单位数据的正常值，以利于对故障现象进行分析。以下结合自身维修教学实例，探讨一下“数据流”分析的实际运用。
一、 利用“静态数据流”分析故障
連接汽车故障诊断仪，打开点火开关，不启动发动机，在数据操作界面所看到的“数据流”信息，即为电控发动机系统的“静态数据流”数据。由于此时发动机尚未启动，各类数据与汽车正常运转时显示的数据大不一样，如冷却液温度传感器，其显示数值与环境温度相当，进气歧管绝对压力传感器的显示数值与标准大气压值相当（101kPa左右）。应用实例如下：
实例1：
故障现象：帕萨特B5发动机冷启动困难（教学实训台架）。
检查与判断：入秋后，温度下降，电控发动机台架设备开始出现冷启动困难，但热机后无任何故障现象出现的情况。实习教研组教师对喷油嘴、燃油泵、继电器等项目进行仔细检查，排除油供不足的故障可能性，再对火花塞、配气相位、点火模块等项目进行检查，排除点火能量不足的可能。在经过多次启动发动机后，没有发现“淹缸”现象，故怀疑该故障是由于冷启动过程中可燃混合气加浓不足引起，考虑到热机启动正常，最终决定从“静态数据流”入手，分析冷机启动情况。
采用金德KT600故障诊断仪对B5发动机进行测试，启动后无故障码显示，读取“静态数据流”，发现冷却液温度显示数值为98℃，与环境温度（23℃）相差过多，如果发动机ECU接收的这个错误信号，所形成的初始混合气浓度必然过低，影响冷启动。接下来，教师现场用万用表检测冷却液温度传感器4号脚与ECU的连接脚，无短路及断路现象，再检测传感器本身，发现电阻值已远远大于正常值，于是更换了一个新的传感器，启动发动机后，故障排除。
从这个案例可以知道，运用故障诊断仪的故障代码是无法判别所有故障现象的。如上所示，当冷却液温度传感器各连接线路正常，由于本身故障，产生信号失真，ECU就无法对其产生的数据进行准确判断，从而导致故障现象的产生，也给维修人员的工作增加了难度，而“静态数据流”的运用，则为整个维修过程提供了较大的帮助。
二、 利用“动态数据流”分析故障
电控发动机运转时，故障诊断仪所显示的“数据流”数据信息，即为“动态数据流”数据。由于这个过程受各类实际因素影响，发动机只能说是处于一个相对稳定的工作状态，各类数据信号会在一定范围内波动。如对于帕萨特B5发动机，正常的怠速转速信号范围是820～900rPm，当水温>80℃时，λ信号（氧传感器）电压范围为0.1～0.9V。应用实例如下：
实例2：帕萨特B5发动机怠速不稳（教学实训台架）。
故障现象：发动机实验台架经过学生一天的排故训练后，发现发动机怠速不稳，并伴有发动机熄火后再次启动困难情况。
检查与判断：首先检查发动机传感器、执行器、ECU之间机械连接（线束、插件），无异常，检查发动机油压，无异常（0.25Mpa）。然后将发动机熄火、连接上金德KT-600型汽车故障电脑诊断仪使发动机处于KOER读取故障代码，无代码，且显示发动机系统正常。怀疑某些故障无法通过故障解码器显示，ECU无法记录，带着这个思路再次用金德KT-600汽车故障电脑诊断仪读取大众车系帕萨特B5车的发动机（ANQ）数据，进入读测试数据块，输入组号“002”显示为：
区域①：发动机转速800±50/min；区域②：发动机负荷1.20 ms；区域③：发动机每循环喷射时间2.05 ms；区域④：进气质量1.7 g/s。
以上实际测量数据与正常值（表1）相比较发现，区域④进气质量值实际测量为1.7 g/s，正常值为2.0～4.0 g/s，数值明显过小。
造成进气质量过小的原因一般有两种：
（一） 空气流量传感器（MAF）有故障；信号电压失准，造成MAF计量进气量有误。 （二） 空气流量传感器（MAF）与进气歧管之间存在泄漏情况；一部分进入发动机汽缸的空气未被计量输入发动机电脑，造成进气质量数据失真。
根据以上故障现象与可能造成故障的原因，首先，从判断空气流量传感器是否有故障存在着手，启动发动机怠速运转，然后用万用表直流挡位（20v）测量发动机ECU端13脚插孔（与传感器MAF5号脚相连）有信号电压，并且此信号电压能随着节气门开度的增大而变化，用汽车故障电脑诊断仪读码无MAF故障代码输出，说明空气流量传感器是好的。
接着再检查空气流量计至节气门部件之间的塑料喉管，无意中晃动塑料喉管时发现发动机怠速有变化，仔细观察塑料喉管终于发现喉管的褶皱处有裂纹存在，所以在晃动塑料喉管时间隙变小，发动机怠速运转变正常。更换新的进气软管后启动发动机怠速运转稳定，再次用汽车故障电脑诊断仪进入读测试数据块，输入组号“002”显示为，区域④进气质量值为3.4 g/s在正常范圍，发动机怠速不稳的故障彻底排除。
最后的结果说明发动机怠速不稳故障，是因为空气流量计至节气门之间的连接塑料喉管破裂，而电喷发动机ECU是根据MAF信号与发动机转速信号来计算基本喷油量，也就是说电脑控制“进多少气、配多少油”，这台发动机由于进气系统一部分的空气质量未被MAF计量，产生“多气少油”情况，使可燃混合气浓度过稀，引起怠速不稳故障现象。
三、 提倡运用“数据流”分析，进行教学实践
随着我国技工教育的飞速发展及汽车新技术的运用普及，各大职业院校在电控发动机教学实验台架及设备上都积极地进行更新，不断拉近教学实践水平。为了让学生更好地学到他们今后在生产实际中的真本领，建议提倡引入“数据流”进行故障分析教学（目前中技学校汽车专业教学大纲无此要求），使学生掌握更加科学、合理的定量分析方法，更为准确的去运用和理解汽车运行参数，也能让广大教师在指导学生进行电控发动机故障排除过程中少走很多弯路，减少诊断时间，极大地提高教学实用性及教学效率。
运用“数据流”分析，进行教学实践，更能促进学生发散思维，在排除没有故障代码显示的故障时，也能根据“数据流”等检测手段分析判断解决问题，进一步提高学生综合实践能力。
参考文献：
[1]鲁植雄，赵国柱.《帕萨特B5轿车数据流分析图解》[M].电子工业出版社，2004.
[2]D·威德尔.《汽车发动机构造与诊断维修》[M].机械工业出版社，2006.
作者简介：
黄建乐，杨向前，浙江省温州市，温州交通技术学校。