数据流分析在汽车发动机故障诊断中的应用

　　汽车电控发动机包括许多传感器、执行器和ECU，增加了许多电子控制系统，这就使发动机整个电控系统非常复杂。由于系统的复杂化，当系统发生疑难故障时，对于疑难故障的诊断也是非常困难的事情。所以目前现代轿车都带有故障自诊断系统，可以通过专用检测仪器对系统进行故障码、数据流的读取和分析，给维修人员对于查找疑难杂症故障原因提供一个很好的参考依据。

　　一、前言

　　目前发动机管理系统都有自诊断系统的功能，自诊断系统的功能是维修技术人员诊断和维修车辆的重要辅助工具。发动机控制模块不断检测各个传感器信号，一旦发现有任何不正常的信号(传感器信号中断、信号值超出正常范围、无信号输出等)，无论是传感器故障、还是执行器、线路、ECU故障引起的，系统都将设置故障码，并点亮仪表板上的故障指示灯，在对系统进行查找故障原因时，可通过读取故障码，维修人员就很容易了解大概的故障位置，为维修人员查找故障原因提供一个很好的渠道。

　　当系统有故障码存在时，在大多数情况下的确有故障，也会有不同程度的故障症状，而在某些情况下，当故障症状出现时，系统一定有故障，但不一定有故障码，(凡不受控制电脑约束的机械、真空部分都没有设置故障点)，此时可以利用自诊断系统的另一功能，通过数据流的读取来查找故障原因所在。

　　目前所有采用第二代车载电脑自诊断系统的汽车，除了可以用汽车电脑检测仪来读取发动机电控系统的故障码，还可以用电脑检测仪读取汽车发动机电脑通过诊断插座向外输出的、反映发动机电控系统工作状况的数据流。由于发动机电脑的故障自诊断系统只能监测出控制系统中传感器或执行器的信号超出规定范围的故障，如果某个传感器的特性发生了变化，其输出的电信号虽然在规定的范围内，但却和正常的信号有一定的误差，这时就会出现发动机工作不良的故障，而发动机的故障警告灯并不会点亮。此时维修人员就可以通过对数据流中的各项参数进行数值分析以判断电控系统及其传感器、执行器的工作是否正常，为查找故障原因提供依据。

　　二、案例分析

　　1.故障现象：2003HFC6470KA瑞风车，装备韩国原装G4jS2.4L双顶置凸轮轴16气门电控汽油发动机和手动变速器，累计行驶156000km。出现发动机怠速抖动、加速无力现象。

　　该车在行车过程中加速无力，最高车速达不到100km/h,有时发动机故障灯也会点亮，但将发动机熄火后重新启动，故障灯也会熄灭。

　　造成电控汽油发动机怠速抖动的可能因素有：燃油系统压力不足、燃油系统管路堵塞、燃油品质不良、进气系统有漏气现象、节气门阀体及怠速控制阀脏堵(积碳)、点火系统火花塞及点火线圈工作不良、发动机电控系统相关传感器及其线路连接器接触不良、发动机ECU故障、发动机机械故障等。

　　2.故障排除

　　首先借助元征X-431诊断仪对发动机系统读取了故障码。故障码为P0110进气温度传感器线路不良，ID未定义;P0340凸轮轴位置传感器故障，

　　清除故障码，上述故障码消失。读取系统怠速时的数据流，发动机转速在580~700r/min之间变化不停，喷油持续时间为4.9ms，发动机负载为37.8%,怠速控制阀占空比为48.7%，氧传感器信号电压一直持续在800~900mv之间，长期燃油B1为0.0%,短期燃油B1为8.6%。接着用诊断仪对发动机做动作测试(断缸试验)，经反复验证，在对1、4缸分别做动作试验时，发动机没有异常现象。

　　而在对2、3缸分别进行动作试验时，发动机转速明显下降，且抖动严重，有自动熄火现象。

　　通过上述检查基本可以判断1、4缸不工作。为了快速找出故障点，拆下节气门室罩塑料盖板，拆下1、4缸及2、3缸的点火线圈的固定了螺丝，然后将1、4缸及2、3缸的点火线圈对调装车试验。经诊断仪动作测试，发现1、4缸现工作正常，2、3缸不工作，由此可以判断故障出在1、4缸点火线圈，而不是1、4缸点火线圈供电线路。

　　经更换一只新的点火线圈装车，发动机怠速运转平稳，加速流畅。读取发动机故障码，前述故障码没有再次出现，读取系统怠速时的数据流时，发动机转速恢复到正常转速。

　　3.故障分析

　　通过故障现象得知当汽车启动后发动机故障指示等能够熄灭说明相应传感器本身没有故障。在正常情况不能通过调取故障码查找出原因，此时就要进一步按照电控发动机工作原理进行分析。

　　四、总结

　　当发动机在无故障码的情况下出现故障现象时，应首先检查控制系统中的传感器实际显示的数据与正常值作比较，确定其值是否超出正常范围，比如当出现怠速不稳故障时，应首先检查控制行程怠速混合气的进气量和供油时间参数，同时要确定氧传感器信号是否正常?如果氧传感器信号不正常则应先确定氧传感器自身是否损坏，氧传感器信号是控制系统的控制单元判断混合气比例是否正确的依据，如果氧传感器自身损坏，将会造成给控制单元一个错误信号，从而造成控制单元错误控制喷油量。例如氧传感器错误的提供一个混合气偏浓的信号，则控制单元会根据这个控制信号减少喷油量，同样当进气量测量信号出现偏差，控制单元也会相应改变喷油器的喷油时间，都会造成混合气浓或稀而导致发动机运转不稳定，其他一些修正信号也会造成发动机故障运转，如冷却液温度信号和进气温度信号，这两个温度信号是给电控单元的一个修正信号，电控单元根据这两个信号进行喷油器喷油量的修正，如果这两个温度修正信号出现偏差，同样导致电控单元不能够精确控制喷油器喷油量，会造成怠速运转不稳定的现象。

　　总之，应对电控发动机系统的故障，在读取数据流来分析故障原因时，不能单纯的来通过直观数据判断系统中传感器、执行器工作是否正常，在分析故障原因时我们不仅须要理解控制系统的电路工作原理，利用其工作原理分析系统的故障，同时还要结合汽油发动机工作的基本原理去分析控制电路以外可能产生的故障原因，这些原因不仅包含一部分发动机的电路，还包含发动机油路和进气系统，另外也包括保证发动机能正常工作的机械装置，可能这些真空、机械部分的故障原因也会导致在解码器上的电控系统传感器、执行器输出的信号有问题。所以我们只有综合分析才能较快的解决系统存在的故障。

　　【1】《汽车电控装置故障速查快修》林平主编，北京电子工业出版社，2005.5

　　【2】《汽车典型电控系统构造与维修》解福泉主编，人民交通出版社，2005.9

　　【3】《电控发动机疑难故障分析排除精华》董克发主编，机械工业出版社，2006.4

　　【4】《汽车检测与故障诊断》戴耀辉、于建国主编，机械工业出版社，2006.10

　　【5】《汽车维修与保养》杂志2008.8