广本雅阁发动机电控系统故障的诊断与检修

摘 要

摘要:随着汽车行业的逐步发展,汽车逐渐走进千家万户中,而其中有着汽车“心脏’之称的发动机也迎 来了更新换代般的变化,从以前的往复活塞式四冲程汽油机到现在的涡轮增压发动机,这无不表示汽车发动机正在 快速的发展。放眼国内外,研究汽车发动机的课题一直都存在,但是相比之下国内研究发动机的课题要比国外研究 发动机的课题要少很多,在已知的发动机品牌中雅阁发动机又是其中比较有代表性的,因此研究雅阁发动机的诊断 与维修对国内会有很大的意义。

关键词:广本雅阁;发动机;诊断维修

Abstract

With the gradual development of the automobile industry, the car gradually into thousands of households, and which has the car “heart” said the engine also ushered in the upgrading of the change, from the previous reciprocating piston type four-stroke gasoline engine to the current turbocharged engine, this all means that the car engine is developing rapidly. Look at home and abroad, the research of automobile engine has always been there, but in comparison, domestic research engine subject is much less than foreign research engine subject, in the known engine brand accord engine is one of the more representative, so research accord diagnosis and maintenance of the engine will have great significance to domestic.

Key words: ben Accord; engine; diagnostic maintenance

一、绪论

随着汽车行业的快速发展,越来越多的汽车品牌和汽车种类应运而生,而在这诸多的汽车品牌和汽车 种类中燃油式汽车一直占据很大一部分市场,而燃油式汽车最主要的构成就是汽车发动机。发动机作为车辆中重要 的组成部分,关系到车辆的行驶安全性和行驶舒适度,但国产汽车发动机的性能和质量还有待提高,因此国产发动 机的故障和维修就值得被重视。

二、广本雅阁发动机电控系统

(一)广本雅阁发动机电控系统的简述

目前汽车厂家生产的小轿车中大部分所选用的汽车发动机为电子直接控制燃料喷射控制系统(缩写EFI),这是汽 车发电机取消化油器而采取的一个喷油控制设备,一般包含喷油量、喷油定时器、燃料停供和燃料泵的控制,由信息 输入设备、电子控制单元(缩写ECU)、运行器等构成。在大多数应用电控燃油喷射的汽车中,广本雅阁汽车发动机喷 油控制系统也称为程序控制燃料喷油控制系统(PGM-FI)。其任务是根据特定的排气条件、发动机转速、 发动机机油温度等,确保安装在燃油箱中的电子压力泵产生的燃料处于最佳状态。调整空燃比以达到最佳燃烧条件  后,雾化并喷出到气缸中。程式控制燃油喷射系统主要是由以下模块组成:汽油机控制模块(简称ECM)和动力系统 控制模块(简称PCM)。其模块是由电子信号来控制电磁阀等执行机构,从而有效控制喷射量和发动机转速。程式控 制燃油喷射系统还具有最主要的四个特点:比普通车辆省油、雾化效果更好、精确的混气比例和精确点火及喷油。 当汽车启动后,ECU会根据一些相关联的电子信号来判定出正确的喷油时间和正确的点火时间,随机从一些反应状态 的电子信号来改正点火时间等,可以让汽车发动机达到最完美的时间和最完美配比的喷射量,不管是在任何车速下 行驶都有最佳的喷油量和点火时间。如果发生故障,电子控制单元(ECU)就会自动设定一个预定值,设定预定值的 同时发动机持续运转,不会因故障而立刻停止运转。

(二)广本雅阁发动机电控系统的优缺点

电子控制汽油喷射系统可在车辆运行条件发生变化时实现混合气的质量浓度。这提高了发动机的性能和油耗, 并有效地减少了排放到空气中的污染物的损害。它显然比化油器汽油发动机供油系统的功能以及K和KE汽油喷射系统 的功能更有效。鉴于电子控制的灵敏度和计算机的强大整体响应能力,因此电子控制系统可以根据小型发动机工作 环境和工作条件的变化而变化,通过最优化的点火装置提前角调节和最优化的空燃比调节,改进汽车发动机各项运转 工作需求,使其获得优异的排放净化程度和燃料经济效益等其效益。早在广本汽车装用电动控制汽车喷油控制系统后,发动机排量保持稳定,与原装化油器式汽车发动机较比,排放物减少一半多,最大旋转扭矩提高了9%,功率提高10%, 持续加速时间变短30%,正常小轿车的发动机从出厂到销毁其配气相位和气门升程就不 会再有更改,因此,它不能满足不同车速下的发动机转速要求。在综合考虑下这些信息的总体设计在一定程度上限 制了发动机的优异性能,这远远超过了对发动机的需求。这就是为什么人们非常渴望有一个发动机,可以在不同的 速度下得到最好的配气相位。在这种迫切的想法下,可变气门控制机构被创造出来。当创建可变气门正时机构时,本 田的可变气门正时与升程电子控制器(VTEC)被大家所认识。但是,由于现代汽车的迅速发展,人们对车辆发动机提出 了更高的需求,现有的VTEC系统已不能满足要求。例如,VTEC大致可以将汽车发动机情况分为两种时段,可变气门正 时和升程电子设备控制时声音启动前后明显不同,为了解决上述问题,本田在VTEC的基础上完善推出了可变气门正时 升程控制(i-VTEC)。随着智能点火正时控制机构(VTC)的引入,汽车发动机的气门控制可以灵活地与汽车发动机负载 相结合,同时可以在汽车发动机任何状况下得到完美的配气相位。以完美的气门重叠角,来实现汽车低速运行时更 好的省油和更低排放量,汽车高速运行时更好的动能和更高的扭矩,所以也被人们形象的叫做智能智能VTEC。

(三) 广本雅阁发动机电控系统的工作原理

广本雅阁发动机的电子控制系统是利用车辆传感器的各种信号通过电子控制(ECU)用于控制车辆发动机。电控燃油 喷射系统监控发电机的进气功率,依靠进气歧管绝对压力传感器和节气门位置传感器等传感器,并通过从ECU接收到 的各种传感器输出信号调整喷油器的喷射时间,因此,在运行条件下,发电机获得最佳燃烧混合浓度比。

(四)广本雅阁发动机电控燃油供给系统

普通轿车的发动机燃料供应系统,包含了一个油箱、一个汽油泵、一个汽油滤清器等。而本课题中的发动机则是 在ECU控制下的喷油器,混合外部空气至燃烧室形成混合气以驱使发动机工作。

(五) 广本雅阁发动机燃油供给系统

燃油供给系统分为两类:一类为燃油切换控制、一类为燃油泵控制。其中燃油切换控制燃油切断控制是当在气 门闭合时的减速过程中,切断电流,使发动机转速得到有效提升,提高燃油经济性。当车辆熄火时,ECM/PCM在五千 三百r/min  (正常为四千三百r/min)以上时发动机根据电信号停止供油。汽油泵的温度调节 方式是在点火装置被接通时,通过ECM/PCM将汽油喷射系统的(PGM-FI)主继电器保护接地,该继电器保护了在汽油发动 机正常工作下,向汽油泵提供电压。当发电机不在工作,并且点火装置正常使用时,ECM/PCM断开接地的地线,从而使流 入燃油本的电压被断开。

(六)广本雅阁发动机点火系统

点燃系统的操作:点火线圈形成的高压电流从线圈导线传输到分配器。经过旋转分配器及其转动,电压脉冲被导 引至对应的火花塞,随后发送至火花塞。由于火花塞产出火花,火花点燃室内可以燃烧的混合物。本课题研究的发动 机采用的是程控点火模式,采用微机来处理相关信号,为了保证在任何情况下都能得到准确的点火统一时间(如表一所 示)。电机计算机的电压脉冲经过电子信号的传输来到点火控制系统,并由火花塞点火。起动时点火正时 设置在上止点前7°,其中确定是否启动是由上止点传感器决定。起动后的发动机时间控制基于发动机计算机中存储 的不同发动机速度和进气通道分配器真空下的最佳点燃时间,即点燃三维图。发动机转速和歧管真空则由一些关联的 传感器信号运算得出。相比之下,它不是由离心或真空点燃机制来判断,随发动机转速和歧管真空变化而变化的点燃 时间。由于它没有机械调整的负面因素,因此可以更精确地调整点火时间。

(七)广本雅阁发动机空气供给系统

供气控制系统工作原理为,在发电机正常运行时,将压缩空气直接流入空气滤清器,然后通过空气流量计和节气门 流入进气总管,再由进气总管分配到绝对气压传感器和进气歧管。其任务是提供新鲜空气给汽车发动机,并且在运行时控制空气多少的供给。

(八)广本雅阁F22B4发动机怠速控制

当冷启动发动机快速运行时,雅阁发动机F22B4是由怠速控制阀和快怠速控制阀控制。其中怠速空气控制阀       (IACV)是一种线性电磁式怠速控制机构,用于稳定运行速度。当汽车刚开始启动时,发动机温度低、摩擦阻力   大、暖机时间长。因此,汽车发电机通过室内空气阀为汽车发动机提供充足的室内空气,使汽车发电机保持怠速稳  定、从冷起动到暖车持续时间变短,当空气阀开启,汽车发动机中所吸收的空气量,也就能够被汽车空气流量计算得 出,之后再把信息传递给ECU,这样使汽车通过自动喷油器喷油量的逐渐增大,在达到了工作温度或较低时就能够起动 汽车发动机了,而当发动机暖机工作后,当压缩空气被把空气阀截断时,从发动机中所吸收的压缩空气也将由节气门体 旁通通路供应,从而让汽车发动机在合适的怠速下平稳地工作。怠速空气温度控制器置于节气门开度体内,有一可移 动针阀由线圈、接进气歧管、进气滤清器、空气弹簧、阀、轴等构成,怠速空气控制阀最主要的作用是观察其电磁吸力,而电磁吸力则根据从汽车发动机的控制模块(ECM)中传递至怠速空气控制阀的电流大小确定,如果 传递到怠速空气控制阀中的电流过小,电磁吸力也就会小,以至于怠速空气控制阀的阀门开度也很小;如果传递到怠 速空气控制阀中的电流过大,电磁吸力也会大,因此怠速空气控制阀的阀门开度较大。冷车启动发动机快速运转时的 快怠速阀一般是石蜡式快怠速阀,是通过对防冻液加热进行控制,当防冻液温度过低时,空气经旁通阀直接流入进气  管,从而使汽车冷车的空转效率增加,当防冻液温度过高时,旁通阀关闭。空气则由怠速控制阀和螺钉控制。

(九)VTEC系统结构原理

F22B4发动机上4个气缸里都有装备4个气门(1个进气2个排气1个主进气1个副进气)每个气缸进气凸轮均为三个, 但是形状大小各有不同。当汽车发动机低速运行下,进气门分别由各自主/副凸轮来把控。如果当主凸轮的升程和一 直开起角度较大时,则有主进气门提供气体混合气,而当副凸轮的升程和一直开起角度较小时副进气门会开起一个 极小的角度,刚好可以防止被汽化的汽油堵住气门头,以阻止燃油堆积,同时次设计还会使燃烧室里形成涡流,使 其获得更好的低速扭矩和响应性。当发动机输出功率很大时,3个摇臂由电控液压系统锁在一起而同步动作(2个同步 活塞使3个摇臂串在一起)。此时,主、副进气门通过中间摇臂联接成一个整体,由中间凸轮(高速凸轮)来控制,2个进 气门以相同的升程运动,而主、副摇臂不再与它们各自的凸轮(主、副凸轮)接触,直到可变气门正时和升程 电子控制系统(VTEC)关闭为止,这样在高速时也能获得良好的扭矩特性。在进气门摇臂轴上,每个汽缸有3个摇臂并排 在一起,其中主、副摇臂都驱动气门,中间摇臂压在一个内装弹簧的失效器上。在主摇臂内有一油道与摇臂轴油道相 通,在主摇臂的腔内有一正时液压活塞;右边副摇臂腔内有一同步活塞, 在正时液压活塞与同步柱塞间有一回位弹   簧。单气门与双气门]操作的切换依靠发动机转速来完成,为了帮助切换,在主摇臂上装有一个正时板。当发动机输出 功率很小时,弹簧使正时板阻断正时液压活塞往右动,当发动机转速逐步加快后,因为其离心率和惯性力的作用   下,让正时板抵消了弹簧对其作用的力,从而打开了正时活塞的锁止,并在控制油压的作用下使正时活塞向右运动, 让单气门操作变为双气门操作,由双气门变为单气门操作则相反。可变气门正时和升程电子控制系统  (VTEC)由控制部分、执行部分、和传感器组成,主要是采用不同的进气凸轮改变气门升程和定时,其接通与关闭由控 制单元ECU根据发动机转速、发动机负荷、车速、冷却水温度、VTEC压 力开关等信号确定。在汽缸盖 旁有VTEC控制阀总成,控制阀体三角形板上的圆柱形电磁阀为VTEC控制电磁阀,在阀体上横置的另一电器元件即为   VTEC 压力开关,在阀体内部有一液压执行阀。在控制电磁阀没有打开时,在弹簧力的作用下液压执行活塞在最高位置,这时机油经活塞中部的孔流回油底壳;当发动机高速运转时,控制电磁阀收取到相应的电子信号打开,连通油路, 则有小部分机油流入液压控制活塞最上方,使其向下运动,断开油道,则机油通过其中部的小孔顺着摇臂轴流入各 摇臂液压腔内,当流入正时活塞左方时,同步活塞移动,同时主/副摇臂和中间摇臂变为一个整体,同时运动,让气 门开始的时间段变长,开启时的升程变大,从而使气门正时和气门升程可以正确得到其目的。压力开关则是用于观察 系统是否是正处于正常的状态下,同时将相关电信号传递给控制单元。

三、发动机故障诊断方法及流程

(一)发动机故障诊断方法

①  当汽车开进维修店时先询问车主故障现象随后动手检查,在询问和检查中脑海要有一个大概的思路,并且要大 致确定故障现象与故障原因,在根据故障现象与故障原因回忆故障诊断流程,同时准备故障诊断时所需的维修工具 等。如:汽车冷启动时发动机怠速转速过高相关指示灯亮,随即脑海里就要形成此故障诊断流程并准备相关工具, 提高工作效率。

②  脑海里先出现诊断流程,再按照诊断流程思考,随后在按照流程步骤操作,避免因诊断流程不清晰而随意 更改汽车零件,浪费时间。

③  在发动机维修途中要遵循代码优先原则特别是维修雅阁电控发动机时尤为重要,代码优先是因为目前汽车 发动机系统具有自诊断功能,如果发动机哪里有故障会自动亮起警告灯,维修人员根据警告灯的提示可以更快捷的 找出故障原因。如果没有专用的雅阁汽车发动机汽车诊断电脑(故障诊断仪),则观察故障指示灯,可以从中了解 到故障情况。

④  现目前发动机故障原因大部分为线路发生故障,诊断时要遵循先外后内、代码优先原则,不要轻易大改大换。

⑤  当发现发动机故障问题很复杂时,应是抽丝剥茧般从简单问题到复杂问题,而不是先解决复杂问题,如果 先解决复杂问题在解决简单问题,往往会有新问题出现。所以维修时应该“先简后繁”。

⑥  维修结束后清除故障码(故障诊断仪、手工清码)

(二)广本雅阁发动机怠速不稳的诊断流程

在电子控制单元(ECU) 中只要存在任何一个参数失真都会导致其发出错误的指令,比如:冷启动时发动机转速 怠速不稳、发动机无法启动等。而怠速不稳有相应的故障诊断流程。其流程如下所示:

第一步回忆起发动机怠速不稳的故障诊断流程,然后根据一般怠速不稳的原因来解决故障。

第二步检查燃油喷射系统,观察其油压是否低于正常值,如果油压低于正常值则会使喷油量变少,使里面的混 合器浓度达不到正常值。

第三步检查点火系统,并观察高压部分火线有没有老化,若老化会有漏电隐患,因及时更换;观察火花塞有无损坏 和不良情况,若有则因及时更换,正常火花塞间隙应该在0.6mm-1.3mm左右,且中心电极间不会产生灼烧和腐蚀的痕迹; 检查高压线有无断裂,如出现因及时更换,正常高压线电阻小于20kΩ。

第四步检查怠速控制阀(简称IACV ),观察怠速控制阀是否出现线路断路或者污垢堆积,如有以上情况则会使 ECU发出的指令无法得到执行,进气量没有达到指定负荷量,所以会出现怠速时发动机转速不稳,严重还会使车辆熄 火。

第五步检查废气再循环系统(简称EGR),观察废气再循环系统,如为外部EGR系统则找到其中的EGR阀,看其表面是 否有污垢堆积或没关严。如有污垢堆积或没关严则会造成汽车熄火现象,解决方法为:断开动力源,如果怠速不稳 现象消失则是废气再循环系统的问题。

第六步检测汽车汽油蒸发排放系统(简称EVAP),先观察汽车蒸发排放系统状况,若发动机的工作温度超过了八   十℃或是在怠速时控制阀还没关严将会造成混合器浓度过低,使发动机怠速时不稳甚至车辆熄火。一般状况下为发动 机温度低于七十℃,或者在怠速时控制阀关闭。

第七步检查进压力通道的相关传感器,同时观察发动机的负载开关是否有改变,空调控制(A/C)开关、伺服转向 (EPS)开关、制动开关和其他信号能否传输到PCM,动力系统控制模块(PCM)则利用怠速阀提高怠速转速,使发电机有更 充足的动力驱动发电机。这种类似的故障,一般会有其他延伸问题,而在正常情况下是不好出现的。

最后一步检查的其余部分,观察其气缸、活塞环是否有损坏,气缸压力不足等现象。本田雅阁气缸压力标准值 为9bar。

(三) 广本雅阁发动机无法启动的诊断流程

当根据车主的叙述和自行判断的分析无法找出故障原因时,应按照发动机无法启动的故障流程诊断。先不要盲

目的打开发动机的舱盖,因回忆故障流程, 每一步都应该在维修点上。发动机无法起动的故障诊断流程为: 第一步先检查汽车蓄电池,观察是否是电池无电。

第二步检查正时皮带,正时皮带打滑会导致没有电火花产生,从而使汽车不能运作。

第三步检查发动机起动系统,观察有无出现电路故障。除了起动系统外还应该检查电磁线圈、防盗系统等。 第四步检查是否是汽车材料质量问题(电火花塞)。

第五步检查燃油供给系统,一般分为两步:第一步为检测燃油供给系统(通过燃油的压力和流量进行检测)压 力检测方法:关闭点火开关,十分钟后,应不低于2bar。流量检测方法:将油管放入杯中,并启动汽车,40s内供油 量在1300ml。第二步在检测喷油器电路系统。

第六步检查防盗系统。有部分制造商在汽车生产初始会设置参数识别,但车主在更换了一次防盗系统后没有对 防盗系统进行初始化,导致车辆无法正常识别,车辆无法启动。

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