本田雅阁怠速不稳的故障诊断与维修

本田雅阁怠速不稳的故障诊断与维修 清华大学2013年度国培骨干师资班《汽车运用与维修》 专业技术论文 课 题 : 轿车怠速不稳故障诊断与排除 关键词 : 怠速不稳、 故障诊断、 维修排除 工作单位: 大庆建设中等职业技术学校 撰写人: 滕慧永 交稿日期 : 2013.12. 0 / 12 以广州本田雅阁怠速不稳的故障诊断排除为例 摘要:本文从汽车理论知识出发，对该车发动机怠速不稳进行原因分析，阐述发动机怠速不稳的诊断维修方法，并结合该车怠速不稳的实例，对其进行详细分析、诊断和维修，最后成功排除故障的整个过程。 关键词:怠速不稳 故障诊断 维修排除 1 发动机怠速不稳的原因分析 1.1 发动机结构原理 现代的小轿车发动机绝大部分采用电子控制燃油喷射技术，其核心部分电子控制单元根据各传感器采集的信息，例如发动机转速、曲轴位置、负荷、温度等，计算出最佳的空燃比和点火时间。 该发动机电子控制系统包括多点程序控制燃油喷射系统(PGM-FI)、点火时间控制系统、怠速控制系统、废气再循环控制、燃油蒸发排放控制及一些其它的控制功能和故障自诊断、故障运行和保障功能。发动机控制系统如图1所示: 图 1 本田雅阁轿车F22B发动机PGM-F1控制系统图 1—预热氧传感器 2—MAP(进所歧管绝对压力)传感器 3—发动机冷却液温度(ECT)传感器 4— 进气温度(IAT)传感器 5—怠速空气控制(IAC)阀 6—快怠速温控阀 7—喷油器 8—燃油滤清器 9 —燃油压力调节器 10—燃油泵 11—燃油箱 12—燃油蒸发排放(EVAP)阀 13—空气滤清器 14 1 / 12 —共振腔 15—喷油器空气控制电磁阀 16—进气共鸣室单向阀 17—时气共鸣室真空储气箱 18— 进气共鸣室控制电磁阀 19—进气共鸣室控制膜片 20—废气再循环(EGR)真空控制电磁阀 21—废 气再循环(EGR)控制电磁阀 22—废气再循环(EGR)阀 23—曲轴强制通风(PVC)阀 24—燃油 蒸发排放(EVAP)净化控制阀 25—燃油蒸发排放(EVAP)活性炭罐 26—燃油蒸发排放(EVAP)双 向阀 27—三无催化转换阀 28—发动机稳定控制电磁阀 1.2 发动机怠速控制原理 发动机怠速可分为四种情况，即基本怠速、正常怠速、冷车快怠速、和负荷怠速。基本怠速即发动机在点火时恰当，火花塞良好，空气滤清器正常，PCV系统无故障，热车无负荷(空调、灯光和风扇等用电器都不工作)以及从怠速控制阀上拆下线束连接器(怠速控制阀不起作用)的情况下的怠速转速。本田F22B4发动机的基本怠速转速为620r/min?50r/min。正常怠速即发动机在基本怠速转速基础上，接上怠速控制阀线束连接器，消除发动机故障代码后重新起动，无负荷运转时的怠速转速。本田F22B4发动机的正常怠速为770 r/min?50r/min。冷车快怠速即发动机在冷车状态下，由于燃油不易雾化，机油黏度大等一些原因，发动机尚未处于正常工作状态，为使发动机尽快进入正常工作状态而提升发动机转速时的怠速转速。本田F22B4发动机的冷车快怠速转速为1650r/min?50r/min。负荷怠速指发动机在怠速工况下，由于发电机、空调、风扇、或动力转向、变速杆从P档(或N档)进入D档(或R档)或踩制动踏板时，发动机因增加负荷需维持稳定运转，为保证汽车顺利起步而发动机克服阻力而不致熄火的怠速转速。本田F22B4发动机在负荷怠速时，发动机ECU根据空调接通信号、动力转向信号、自动变速器空档(N档)或驻车档(P档)开关信号，以及制动踏板信号来调节怠速控制阀电压，使其改变进气量。如果怠速控制阀不增加进气量，发动机转速会下降200~ 300 r/min，并伴随怠速不稳现象发生。本田F22B4发动机的负荷怠速为700 r/min?50r/min。 1.3 发动机怠速不稳的原因分析 参与电脑计算的数据当中，任何一个参数失真，都会导致电脑发出错误的指令，轻则令发动机运行不稳、功率下降，重则令发动机无法起动。 发动机怠速不稳就是一种电脑发出错误指令或其指令无法执行的症状。主要表现为:怠速时发动机抖动严重、易熄火或转速上下波动等。引起怠速不稳的根本原因 2 / 12 可归结以下几点: 1)混合气过浓或过稀 2)个别缸不工作或工作不良 3)发动机超出该转速负荷 造成以上原因的涉及面又很广，几乎牵涉到发动机每一个系统，下面我们作些概括:(由于各系统相互交叉，所以没有严格分类) 1.3.1 燃油喷射系统 ?供油压力不足。汽油滤清器脏堵、电动燃油泵磨损、燃油压力调节器弹簧弹力不足都会造成供油压力不足。而电脑是把喷油的绝对压力作为一个恒定值，靠改变开启喷油器的脉冲宽度来控制喷油量。如果喷油压力低于正常值，就会导致喷油量变小，使混合气变稀。 油器堵塞、喷油器不工作、喷油器雾化不良都会引起怠速不稳。 ? 1.3.2 点火系统 点火系统引起的怠速不稳通常是高压分火线老化漏电、火花塞工作不良或失效，造成缺缸或点火不良。火花塞间隙应在1.0,1.1mm之间，中心电极无烧蚀;高压线无裂缝无老化，且电阻小于25KΩ。不符合要求更换火花塞或高压线。 1.3.3 速控制系统 怠速空气控制阀(IAC)脏污卡滞或其控制线路断路。当发动机要提升怠速时，电脑发出的指令无法执行，进气量无法满足负荷的要求，就会导致怠速不稳或熄火。怠速空气控制阀结构如下图2: 图 2 本田轿车IAC阀 1—线圈 2—接进气歧管 3—来自进气滤清器 4—弹簧 5—阀 6—轴 1.3.4 燃油蒸气净化控制系统 3 / 12 发动机温度小于75?或在怠速的情况下EVAP净化控制阀应关闭，否则可导致混合气过浓，引起怠速不稳。 图 4 燃油蒸气净化控制系统示意图 1.3.5 废气再循环(EGR)系统 废气再循环是将一部分废气引入到进气管与新鲜空气混合，以降低燃烧温度抑制有害气体NO生成的装置。这种完全是出于环保要求而牺牲汽车性能的装置，特别是在X 怠速、低转速 、小负荷及发动机在冷态运行时，会明显降低汽车性能。所以发动机在冷态和怠速情况下，EGR阀是关闭的，否则会造成怠速不稳甚至熄火。如果我们怀疑是EGR阀故障引起怠速不稳时，我们可以断开其动力源——真空管(在怠速的时候)，如果故障消失说明问题出在EGR系统。可能是因EGR阀有积炭卡滞关闭不严或EGR控制电磁阀关闭不严(如下图3，后者在拔下真空管时有漏气声)。 图 3 ACCORD EGR系统 1.3.6 传感器部分 ?节气门位置传感器 4 / 12 节气门在怠速情况下由于脏污不能回到正确的位置上，造成进气量加大，怠速过高。本田雅阁数据流测试在节气门全开时端电压应为4.5伏，怠速时端电压应为0.5伏。 ?水温传感器 水温传感器是利用热敏电阻的电阻值变化来检测冷却水温变化的，并将电阻值的变化量换成电压的变化输入到控制模块当中，根据冷却水温的情况对基本喷射时间进行修正。 ?进气温度传感器: 控制原理和水温传感器相同。进气量与进气的密度有关，而密度又和进气的温度有关。温度越高密度越小，进气量也就越小。发动机根据这一信号对基本喷油量进行修正。 传感器: ?进气歧管绝对压力(MAP) 进气歧管绝对压力传感器是决定喷油量的最重要传感器。它反映给电脑的值是否准确，就决定了空燃比是否准确。如果发动机怠速不稳同时伴有排气管冒黑烟现象，我们就要怀疑是否MAP传感故障或是连接MAP传感器的真空软管脱落、漏气。ECM误以为是发动机大负荷运转，加大喷油量使混合气过浓。 ?开关信号: 空调(AC)开关 、动力转向(EPS)开关、制动开关等信号不能到达PCM。这些增加发动机负荷的开关接通，PCM将通过怠速空气控制阀提升怠速，以便让发动机有足够的动力来驱动。这种故障带有一种伴随性，通常在开空调、打转向盘或踩制动踏板时引起怠速不稳，而在其它时候怠速正常。这种有针对性的故障一般比较容易排除。 1.3.7 机械故障原因 ?气缸压力不足: 气缸、活塞环因磨损导致配合间隙过大，或是某些缸活塞环折断造成漏气。发动机气缸压力不足表现为不易着车，发动机功率下降，在低速时运行不稳，特别在怠速的情况。本田雅阁气缸压力额定值为1230kpa，最小值为930kpa。 ?正时不准: 5 / 12 正时皮带严重磨损或张紧轮弹力不当，造成正时皮带跳齿。这时的曲轴位置传感器所反映的一缸上止点位置与实际值有所偏差，导致点火时间不当。同时还会引起配气相位的偏差。这都会造成怠速不稳。 2 发动机怠速不稳故障诊断与维修方法 2.1 汽车故障的诊断基本原则: ?先备后用 最初从车主或接车员了解汽车的故障现象，我们脑海就要形成一个大概的思路，就要着手准备一些将要用到的东西。例如接入的一辆车怠速不稳且发动机故障指示灯亮，我们就要准备解码器和该车相关的技术，而且要确保配件充足，这样才能保证工作效率。 ? 先思后行 这样可以加深条理，避免盲目拆装，少走弯路。 ? 代码优先 维修电控轿车发动机的轿车，无论是怠速不稳还是其它故障，如果故障指示灯亮，都要遵循代码优先的原则，因为故障自诊断是一种最直接反应故障的方法。提取本田(HONDA)轿车发动机故障代码时，如果没有专用的解码器，我们可以用故障指示灯闪烁的方法来读取故障码。方法如下:点火开关置OFF位置，安装跨接线(SCS)至维修检查连接器，如(图6)所示。维修检查连接器位于仪表板乘员侧杂物箱下方。接通点火开头，则仪表板上的MIL指示灯会闪烁故障码。故障指示灯每秒闪两次表明系统是正常的。如果有故障将以(图7)的规律闪烁储存的二位数故障码。若有多个故障码，码与码之间间隔2.5s，并按从小到大的顺序显示。重复显示间隔4.5s。 图 5 安装跨接线(SCS)至维修检查连接器 6 / 12 图6 ? 先外后内 在电控发动机机当中,绝大多数的故障是由于传感器、执行器与发动机控制模块之间的线路发生故障。例如线束连接器松脱、线路老化、插头锈蚀等导致断路、短路、接触不良而引起怠速不稳。还有一些真空管路由于橡胶老化漏气都可能引起怠速不稳。其中一些人为故障也不可忽视，某些车主为贪方便或省钱在一些不规范的维修厂做过维修，有些维修人员对车型不够熟悉，造成一些线束连接器、真空管的错接引发故障。 在检修发动机的时候，要先对发动机的外观进行仔细观察，看线路、管路有没老化，连接器有松脱，线路、管路有没错接等。不要轻易对发动机部件进行拆检，这样往往能提高工作效率，起到事半功倍的效果。 ? 先简后繁 汽车故障通常是由一些简单原因引起的，我们在推测故障原因时，要先从简单入手。例如怀疑怠速控制阀故障时，首先考虑是否怠速控制阀线路上有问题，否定之后我们才考虑拆检怠速控制阀。又例如怀疑ECM有故障前，要确保与故障相关的传感器、执行器以及线路无故障。 2.2 怠速不稳故障诊断图 下面是我对怠速不稳故障诊断流程，仅供参考或以供查漏补缺。其中一些步骤因人而异、因车而异，不必拘于模式。 7 / 12 发动机怠速不稳 故障指示灯是否亮 排除故障码所示故障 故障自诊断 检查发动机相关传感器、执行器按要求连接好线路和管路 与ECM间线路是否完好，各真空 软管是否连接正确 检查怠速控制阀是否脏污卡滞 视情节更换或清洗怠速控制阀和怠速电机 检查燃油泵、燃油压力调节器、检查燃油压力是否正常 进出油管、燃油滤清器等 检查火花塞是否正常、高更换火花塞或高压点火线 压点火线是否完好 检查EGR阀、EVAP阀、PVC查出原因并排除 阀是否工作正常 检查水温传感器、进气温度传 感器、进气歧管绝对压力传感查出原因并排除 器、节气门位置传感器参数或 数据流是否正常 检查气缸压力是过低 检修活塞、气门组件 更换ECM(检查结束) 图 7 怠速不稳诊断 3 怠速不稳故障排除实例 该车发动机怠速时转速在1200r/min 和1800r/min之间上下波动，发动机运转很不平稳。 本田F22B4发动怠机怠速控制由怠速控制阀和快怠速控制阀共同作来完成。该车怠速空气控制阀(IAC)，其结构类型为直线电磁式怠速控制机构，这是一种比例电磁 8 / 12 阀的结构形式，由电磁线圈、阀轴、阀等主要部件构成。它利用电磁线圈产生的电磁力，使阀轴在轴向作位移，从而改变控制阀的开度的。当弹簧力与电磁吸力相平衡时，阀门开度处于稳定状态。而电磁吸力的大小取决于ECM根据发动机式况送至电磁式怠速控制阀的驱动电流大小。当驱动电流大时，电磁吸力大，阀门开度也大;反之当驱动电流小时，电磁吸力也小，阀门开度也小。快怠速阀为蜡式感温开关式，感受从发动机引来的冷却液温度。当冷却液温度度时，蜡式感温器收缩，使空气经旁通阀绕过节气门进入进气管，从而提高冷车怠速，在冷却液温度升高后，快怠速阀蜡式感温器受热伸长，使旁通阀关闭，此时的怠速进气量由怠速控制阀和怠速调节螺钉控制。快怠速阀结构如图8 图 8 快怠速阀(温控阀) 1 空气旁通阀 2 蜡式感温控制阀 该车怠速如果稳定在1200 r/min至1800r/min之间的某一转速，则说明怠速转速过高，通常是由于管路漏气、某个控制阀失控或怠速控制阀因脏堵、阀芯卡滞不能复位等原因所致。而该车的故障现象是发动机转速忽高忽低地喘振，说明发动机转速有下降的趋势，只是由于某种原因而降不下来。 于是针对以上的可能原因作了常规检查，清洗了怠速控制阀，调整了怠速螺钉，情况没有明显好转。于是拆下空气滤清器与节气门之间的软管，把手伸入节气门体内，用手指把快怠速阀的进气口堵住，发动机怠速转速立即稳定在800r/min(此时发动机已在正常温度下)。由此可知，冷却液在正常温度时，快怠速阀应当关闭，用手指堵住快怠速阀的进气口，发动机转速不应该有什么变化。显然这是快怠速阀漏气关闭不严的结果。 9 / 12 怠速转速为什么忽高忽低呢,经过分析我认为发动机ECU根据发动机转速传感器送来转速升高的信号，同时又根据节气门位置传感器送来的怠速触点处于闭合状态的信号，以及自动变速器处于停车档(P)的信号，还有冷却液温度正常的信号作出判断，认为现发动机转速不应该那么高,便指令喷油器断油以节降低油耗。(本田车当节气门关闭,当发动机转速超过1250r/min时,ECM执行断油控制)断油后,发动机转速立即下降，降到一定程度再恢复供油。与此同时，怠速控制阀也由发动机ECU传来的电压和电流信号来控制进气歧管的空气量。但由于快怠速阀漏气，使发动机转速超过工况的正常转速。如此不断的反复，造成该车发动机怠速忽高忽低的不稳现象。 开始检修快怠速阀，拆卸时先等发动机冷却到一定程度然后打开散热器盖释放其中的压力，防止高温高压的冷却液从快怠速阀冷却液管口喷出伤到人。出乎意料，快怠速阀未发现异常。最后还是更换了一个新的快怠速阀，但故障依旧。但以前已证实故障是由于快怠速阀漏气所致，所以肯定和通过快怠速阀循环的冷却液温度有关。检查快怠速阀的进水管路没发现异常，于是怀疑是管路堵塞。快怠速阀进水管前有一段铁质的U形水管，该水管的两端各有一根橡胶管，一关接快怠速阀进水管，一关接节温器处发动机小循环出水口的小水管。检查时，用手触摸U形铁管两端的胶管，感觉温差较大。拆下U形管朝里面吹气，不通。用细铁线疏通，无法通过，最后用锯片把它锯断，由于管较小，里面全被灰白色的水垢堵死。 此时症结终于找到，其原因是由于使用劣质的冷却液引起水套和U形管的腐蚀并产生水垢。腐蚀物在大水道中不易滞留，最后滞留在内径只有7mm的U形水管的拐弯处造成的堵塞。这样，快怠速阀蜡式感温器感受的冷却液温度就不是发动机实际的工作温度，于是快怠速阀在任何时候都处于冷车快怠速的状态。 最后修复好U形水管，清洗冷却系统，加入优质防冻液。故障排除，发动机怠速运转平稳，转速正常。 4(总结 发动机怠速不稳是汽车的一种常见故障，由于其成因复杂、涉及面广，对诊断造成一定困难。因此对汽车维修人员需要更高的要求。但在我们许多的维修人员中，对发动机的理论知识、各系统的工作原理不够了解，在分析问题时考虑不全面，同时 10 / 12 在分析问题的过程中条理不清晰，不能对症下药，常带一种漫无目的碰运气的心理进行维修，往往花了大钱、更换了许多零件却仍不能解决问题。本文对雅阁轿车发动机怠速不稳原因进行了全面的分析，优化了诊断的程序。本田雅阁2.2EXI型怠速不稳检修实例，直接以“怠速高”为突破口，确定故障是由于快怠速阀漏气造成的，当发现快怠速阀正常时，确定是发动机冷却液不能到达快怠速阀所致，并最终找到正因所在。 致谢:在我顺利完成此篇论文之时，我不禁想起了那些给予我帮助我和给我指点迷津的人，真诚地感谢我的指导老师们，他们不仅指导我如何写论文，如何查找资料，提供宝贵的资料给我，还教会了我自学之道，做人之道，使我终生受益。在此也感谢本文参考文献的所有作者和单位。 参考文献: 1:中国劳动社保障出版社. 发动机故障检测维修. 2012.2. 2. 北京:机械工业出版社. 轿车电控系统维修手册. 2012.6. 3. 广州:广东科技出版社. 本田雅阁维修手册.许正文. 2009.9. 4. 北京:理工大学出版社. 汽车发动机燃油喷射技术. 2011.8. 11 / 12