发动机综合分析仪在汽车故障诊断中的应用

发动机综合仪在汽车故障诊断中的应用 发动机综合分析仪在汽车故障诊断中的应 用 64使用与维修轻型汽车技术2010(7/8)总251/252 发动jlin『综台分新仪在汽车故障诊断中的应用 卢国东 (浙江工业大学) 摘要 发动机综合分析仪可检测与诊断电控发动机几乎所有的故障,但目前存在会使用的 汽车维修人员少,使用效率低等问,本文阐述了发动机综合分析仪的基本功能及特点, 在分析综合性故障诊断实例的基础上,研究了发动机综合分析仪在实际故障诊断中具有 的优点及存在的问题,并提出了相应的对策.通过此文希望对发动机综合分析仪的推广 应用起到积极作用. 关键词:发动机综合分析仪故障诊断应用对策 随着汽车保有量的急剧增加及汽车电子化程度 的提高,对汽车故障诊断提出了新的要求,现代汽车 故障诊断要求具有高效,准确的特点,传统的汽车故 障诊断已不能适应新的要求.汽车发动机是整 部汽车的"心脏",也是结构最复杂,零部件最多,最 容易出故障的一个总成,而发动机综合分析仪几乎 具备了能检测和诊断电控发动机所有故障类型的功 能,只是在使用操作和具体的故障分析上目前对一 线维修人员培训力度不够,部分修理厂只有一两位 维修人员会使用,造成了资源的极大浪费. 相对于电控发动机常用的汽车故障检测与诊断 仪器(如解码器,示波器等),发动机综合分析仪对 于一些疑难故障的诊断具有较大优势,其原因主要 在于可以对发动机的某个系统进行综合诊断,如点 火系统,启动系统,进气系统,功率平衡性等(若选 配尾气分析仪,还可对尾气排放进行检测),结合合 理的分析和判断能快速地找到故障点,大大地提高 故障诊断的效率和准确性.本文通过常规故障诊断 与使用发动机综合分析仪故障诊断的实例比较,一 定程度上验证了此观点.但发动机综合分析仪在实 际使用过程中尚存在诸多问题,限制了其推广应用, 解决这些问题尚需克服很多困难.本文旨在抛砖引 玉,希望能对发动机综合分析仪在电控发动机故障 诊断中的推广应用有所帮助. 发动机综合分析仪概述 发动机综合分析仪通常可以分为四类:(1)以点 火示波器为核心的传统式发动机综合分析仪.(2) 以含有微处理器的数字存储示波器为核心的智能 式发动机综合分析仪.(3)以个人计算机为核心的电 脑式发动机综合分析仪.(4)以发动机测试接口模块 为核心的模块式发动机综合分析仪. 发动机综合分析仪主要是对发动机各系统的 工作状态,如点火,喷油,电控系统和传感元件以及 进排气系统和机械工作状态等的静态和动态参数 进行分析,为发动机技术状态判断和故障诊断提供 科学依据,有专家系统的发动机综合分析仪还具有 故障自动判断功能,有排气分析选件的综合分析仪 还能测定汽车排放指标.区别于解码器和一般发动 机单项性能的检测仪,发动机综合分析仪具有三项 特点:良好的动态测试功能,通用性强(检测方法和 结果可不受车型限制),主动性好(能发出干预指 令,如断缸试验等). 2发动机综合分析仪在电控发动机 故障诊断中的应用案例分析 2.1故障现象及简要分析 ,有着火征 故障现象:99款丰田佳美2.2L轿车 兆但发动机启动困难,偶尔启动后马上熄火. 轻型汽车技术2010(7/8)总251/252使用与维修65 分析:汽油发动机无法启动主要关系到供电,供 油,缸压这三大方面,可能的故障原因有几十种,可 先根据人工经验进行分析,排除部分故障原因,再用 解码器或诊断程序读取故障码和数据流.若还不能 确定故障,这时维修人员往往会束手无策,开始凭感 觉和"蒙"的方式进行故障的查找,常规的合理诊断 方法是在此时自行故障诊断流程,按流程来一 步步诊断与排除故障.而采用发动机综合分析仪进 行此故障的诊断,过程要简单得多,以下以PICO发 动机综合分析仪及VisonPremier发动机分析仪在此 故障中的应用为例,简要分析故障诊断过程. 2.2用发动机综合分析仪进行故障诊断 1.人工读取故障码(部分发动机综合分析仪有 故障码读取功能,如QFC一5D型汽车发动机综合分 析仪):发动机故障指示灯规律性闪烁,无故障 码. 2.读数据流:因发动机无法启动,很多数据无法 读取,能读取到的数据未发现异常. 3.利用发动机综合分析仪进行启动测试(测试 结果如图l所示):根据启动测试波形图分析,启动 过程供电系统工作正常,且各缸压缩压力较一致,可 排除电火系统和气缸密封性不佳的故障.至此,仅检 测一次即基本排除了造成发动机无法启动三大原因 中的两个. 4.接着利用发动机综合分析仪检测氧传感器波 形(图2所示),氧化锆式氧传感器需达到工作温度 才能采集到波形,故在采集波形前经多次启动,等出 现氧传感器波形后存储,发现其峰值为0.95左右, 远远高于标准数值0.3,0.8V,且长时间处于高数值 附近无明显波动(0.45以下表示混合气过稀,若输 出电压在0.45,0.90V之间,表示混合气过浓,0.45 V是标准值,混合气最佳),可判断出混合气过浓. 图1丰田佳美2-2发动机启动测试 (PICO发动机综合分析仪采集) 图2丰田佳美2.2发动机氧传感器波形图(VisonPremier 发动机综合分析仪采集) 5.问题就转换到了供油系统和进气系统上,混 合气过浓要么是喷油量过多,要么是进气过少.检 查各喷油器在发动机启动时的波形,发现各喷油器 波形正常,但喷油脉宽为5.8ms,显然脉宽过大.至 此可推论,导致发动机启动困难甚至无法启动的故 障原因是,由于喷油量过大引起混合气过浓,但由 于检测的喷油器波形是正常的,说明喷油器本身不 存在问题,那么问题就只剩两个方面:ECU控制喷 油器喷油量过大,或是进气量过小(进气堵塞). 6.是否为进气堵塞的故障较容易验证,用发动 机综合分析仪检测进气压力波形,发动机启动期 间,进气压力波形变化正常(说明进气无堵塞),但 发现其电压值为2.2V(远高于发动机怠速运转工况 下的标准数值,急减速高真空状态下应接近0V,怠 速运转状态下为0.3V左右),且数值不随进气真空 度的变化而变化.至此可判断出进气压力传感器故 障.更换进气压力传感器后,故障现象消失,发动机 顺利启动,故障排除. 这是个比较典型的无故障码但有故障现象的 案例,如果盲目检测,很容易走入误区.一般认为进 气压力传感器只影响发动机的运转状态(如怠速不 稳),不会直接导致发动机无法启动.然而在本案例 中,由于ECU接收到的进气压力传感器信号过大 (但没超过ECU接收的范围值,其范围值为0,5V, 因此不会存储故障码),使ECU误认为进气量很 大,因而给喷油器发送加大喷油量的指令,从而导 致混合气过浓.而实际进入气缸的进气量却未改 变,使得缸内混合气的浓度达到着火上限,无法着 火燃烧.这就是引起发动机启动困难甚至无法启动 的真正原因. 66使用与维修轻型汽车技术2010(7/8)总251/252 2.3发动机综合分析仪在本案例中的应用特 点分析 由以上的故障诊断过程分析,采用发动机综合 分析仪进行故障诊断与常规故障诊断相比较,具有 以下几个优点: 1.诊断操作步骤少,且操作方便:按问询读取 故障码读取数据流一故障症状诊断一自行设计故 障诊断流程的步骤诊断,采用常规方法进行的故障 诊断要检测大概10个部件(或系统),总共需11步 左右.而发动机综合分析仪故障诊断方法共用了7 步,另外也减少了操作的劳动量. 2.诊断针对性强,准确性高:常规故障诊断在遇 到疑难故障时,若自行设计的症状诊断流程不合理, 往往会导人误区,最终只能靠瞎蒙和碰运气的方式 查找故障.而发动机综合分析仪故障诊断方法在故 障诊断时具有明确的目的性,因其能对发动机的某 个系统(或总成)进行整体状况的检测(如点火系 统,启动系统,进气系统等),较容易确定故障点在 哪个系统中,通过对该系统的进一步检测,便可确定 具体故障点,很大程度上提高了故障诊断的针对性 和准确性. 3.无需解体检测:采用发动机综合分析仪进行 故障诊断时,无需拆解发动机的任何部件.如在本案 例中,对气缸密封性的检测就无需拆解火花塞等部 件,可用启动测试功能直接显示出气缸密封性是否 良好. 4.除可诊断发动机电子控制系统故障外,还可 检测机械部分的故障:发动机综合分析仪的启动测 试功能,功率平衡测试功能,次级点火波形检测等可 在不解体发动机的条件下间接检测发动机的机械部 分故障.如本案例中的启动测试功能,只用一步就可 确定出气缸密封性是否良好,蓄电池是否亏电,启动 电路是否存在故障等. 5.在发动机疑难故障的诊断方面具有优势:由 于发动机综合分析仪对发动机检测的功能较齐全, 能对发动机各个系统进行整体检测(这对故障点所 在系统的确定特别重要),且检测精度高,检测数据 能存储和回放等功能,能对发动机进行全面的包括 机械故障在内的故障诊断. 3发动机综合分析仪在故障诊断中 存在的问题及对策 3.1存在的问题 发动机综合分析仪在电控发动机故障诊断中, 虽然具有诊断精度,准确度和诊断效率都较高,且 能进行全面诊断的特点,但目前在实际使用过程中 也存在诸多问题,这些问题的存在一定程度上限制 了发动机综合分析仪的普及使用. 1.使用操作比常用的检测诊断仪器(如解码 器,示波器等)复杂,需专门培训. 2.智能故障诊断功能尚有待提高. 3.数据的分析和处理对多数维修人员来说较难 理解和掌握. 4.区别于常用检测诊断仪器(如示波器)的功 能特点不够明确(近年推出的部分发动机综合分析 仪已有所改进,突出了综合分析功能). 5.使用成本过高. 3.2对策 1.人性化发动机综合分析仪的操作界面,加大 仪器使用培训力度. 2.完善系统自带资料.系统资料主要应包括各 类标准波形数据库及典型故障波形的分析,并提供 常见故障的基本诊断流程供参考. 3.提高智能故障诊断功能. 图3便携式发动机综合分析仪 4.降低设备成本:降低诊断模块成本,并采用 便携式的发动机综合分析仪,图3是一个简单的示 例,增大面板上液晶显示屏的面积,整合进各种功 能接头即可. 参考文献 1赖文龙.发动机综合分析仪的使用?1.汽车 实用技术,2003(04). 2杜卫化.便携式发动机不解体故障检测仪 的研制.合肥工业大学硕士学位论文[D】,2007:33.