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项目3010 汽油发动机综合故障诊断与排除 授课教师：刘金雄
项目 汽油发动机综合故障诊断与排除 授课教师：刘金雄
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本项目主要介绍的内容有： 一、电控汽油喷射系统发动机故障诊断流程 二、电控燃油喷射系统常见故障的诊断与排除
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概念：什么是汽车故障？汽车故障是指汽车部分或完全丧失工作能力的现象，是指汽车零件本身或零件之间相互连接或配合状态发生异常变化的结果。
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举一例子说明（如汽车上坡不能按正常的档位行驶）。由于动力性能下降，说明汽车工作能力下降，这只是部分能力下降，所以叫有故障。
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第一节 丰田5A发动机和大众AJR 发动机电控系统的原理、特点
本节课我们通过学习两类较为典型的发动机电控系统为排故打好基础。
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一、5A发动机的结构和原理 采用歧管压力式传感器“D（压力）”型燃油喷射系统
1. 空气供给系 空气供给系统除包括与普通汽油机相似的空气滤清器、进气总管和进气歧管外，空气计量装置使用进气压力传感器，节气门体和节气门位置传感器。 2.燃油供给系 燃油供给系统由油箱、电动汽油泵、燃油滤清器、燃油分配管、喷油器、压力调节器等组成。燃油分配管上装有压力调节器，对燃油压力进行调整，多余的燃油经压力调节器返回油箱。 3.电子控制系统 在电控系统中，ECU为了根据发动机和汽车不同的运行状况，对喷油时刻、喷油量、点火时刻等进行确定和修正，必须利用各种传感器对反映发动机运行状况的一些参数进行检测。
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二、AJR发动机特点 1.桑塔纳2000GSi型轿车的AJR型发动机采用了德国波许（BOSCH）公司最先进的Motronic3.8.2电子控制多点汽油顺序喷射系统。它是在AFE型发动机Motronic1.5.4系统基础上发展起来的。该系统采用热膜式空气流量计检测发动机进气流量，可直接反映发动机负荷，比Motronic1.5.4系统所采用的绝对压力传感器检测进气歧管压力并推算流量的方法更精确。AJR型发动机的曲轴上装有1个60齿的信号触发轮，用于产生曲轴转角信号，它比AFE型发动机的分电器中由4齿触发轮产生的转角信号更为准确。M3.8.2系统能依据进气流量信号和曲轴转角信号准确地控制发动机混合气空燃比和点火时间，从而极大地降低了汽车排气污染。 2.AJR发动机怠速转速是由发动机电控单元预先设置的，使用中不需要调整。 3.怠速运转，燃油压力表显示的供油压力应为350kPa左右。拔下压力调节器上的真空管，此时，燃油表压力接近于400kPa，利用压力表显示的压力降低值检查油路密封性和压力保持能力。点火开关断开10min后，燃油压力应保持在200kPa以上。
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图 起动机接线图（AJR） l-点火开关 2-红色线 3-红/黑色线 4-红色线 5-蓄电池 6-红-黑色线 7-黑色线 8-电磁开关 9-定子 10-转子 11-起动机总成 12-小齿轮 13-滚柱离合器 14-移位拔杆 15-回位弹簧 16-中央线路板
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图 起动机控制装置 1-推杆 2-固定铁心 3-开关触点 4-起动机“C”端子 5-点火起动端子 6-起动机“30”端子 7-起动机“15a”端子 8-起动机“50”端子 9-吸拉线圈 10-保持线圈 11-铜套 12-活动铁心 13-回位弹簧 14-调节螺钉 15-挂钩 16-移动叉 17-单向离合器 18-驱动齿轮 19-止推垫圈
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采用“L（空气流量）”型燃油喷射系统
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第二节 故障自诊断系统 本节主要介绍的内容有： 一、组成和功用 二、工作原理 三、故障码、故障与故障症状之间的关系 四、故障自诊断系统的使用
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一、组成和功用 现代汽车电子控制系统中，一般都设有故障自诊断系统。 故障自诊断系统主要由ECU中的部分软件和“故障指示灯”等组成，
不需要专门的传感器。电控系统工作时，自诊断系统对电控系 统各种输入、输出信号进行监测，并运用程序进行推理、判断， 将结果迅速反馈到主控系统，改变控制状态；此外，还根据自诊 断结果控制“故障指示灯”工作。
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二、工作原理 执行元件故障自诊断原理如下图所示。
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三、故障码、故障与故障症状之间的关系 如下表所示。
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四、故障自诊断系统的使用 1. 人工识码、清码 （1）进入故障自诊断测试状态的方法
四、故障自诊断系统的使用 人工识码、清码 （1）进入故障自诊断测试状态的方法 例1：丰田轿车的自诊断 如下图所示。
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下图为丰田车系的三种型式的自诊断插座的外形图，图（a）和
图（b）一般设置在发动室内，图（c）则通常设置在驾驶室内仪表 板下方。 丰田车系发动机故障诊断模式有四种：正常诊断模式(发动机故 障码读取)、试验诊断模式（开关信号故障码读取）、空燃比（A/F） 修正模式（混合比浓稀）和氧传感器输出信号检测模式。
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（1）正常诊断模式（发动机故障码读取） 检查发动机故障指示灯程序： ①点火开关置于“ON”位置，发动机不转动，“CHECK ENGINE”指示灯 将点亮，如果“CHECK ENGINE”指示灯不亮，检查指示灯灯泡及电 路是否良好。 ②起动发动机后，“CHECK ENGINE”指示灯应灭。如果灯继续亮，说 明ECU系统有故障。 故障码读取程序 故障码读出条件： ①蓄电池电压在11V以上。 ②节气门处于全关闭状态，怠速接点IDL接通“ON”。 ③变速器换档杆置空档位置（P或N位）。 ④切断全部用电设备。 ⑤跨接诊断座中端子TEl（T）与El。 ⑥点火开关置于“ON”，但发动机不起动。
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当上述条件满足时，组合仪表上的“CHECK ENGINE”指示灯闪烁，
烁，如下图所示。
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当有故障时，“CHECK ENGINE”灯闪烁频率发现变化，以0.5s的频
闪烁的第二个数为第二位数。如果有两个以上故障码，每个故障码之 间间隔2.5s。全部故障码显示完毕间隔4.5s，再重复显示全部码，如 下图所示。
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失效保护系统 失效保护系统依靠ECU内的软件完成其功能。在电控系统工作时，ECU检测到某传感器内，或其控制电路出现故障时，ECU将按设定的标准信号替代故障信号控制发动机继续运转，或停止运转以保护发动机，确保车辆安全，这便是失效保护。 而当发动机ECU内微处理器或少数重要传感器出现故障时，ECU按预存的程序控制燃油喷射系和点火正时，使电控系统维持最基本的控制功能，使发动机维持运转，汽车能维持基本行驶，这就是应急备用功能，它由ECU的备用IC（集成电路）来完成。
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失效应急设定的标准信号 失效应急设不定期的标准信号如下表所示。
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第三节 发动机常见故障的诊断与排除
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一.汽车发动机故障诊断方法 发动机技术状况的诊断是通过检查、测量、分析、判断等一系列活动完成的，其基本方法主要分为两种：直观诊断法和现代仪器设备诊断法。 （1）直观诊断法。直观诊断法又称为人工经验诊断法，是指诊断人员凭丰富的实践经验和一定的理论知识，在发动机不解体或局部解体情况下，依靠直观的感觉印象、借助简单工具，采用眼观，耳听，手摸和鼻闻等手段，进行检查、试验、分析，确定发动机的技术状况，查明故障原因和故障部位的诊断方法。 （2）现代仪器设备诊断法。现代仪器设备诊断法是在人工经验诊断法的基础上发展起来的一种诊断方法，是指在发动机不解体情况下，利用测试仪器、检测设备和检验工具，检测整车、总成或机构的参数、曲线和波形，为分析、判断汽车技术状况提供定量依据的诊断方法。 实际上，上述两种方法往往同时综合使用，也称为综合诊断法。
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二、发动机电控系统检测注意事项 ①在拆卸或安装各类传感器、信号开关及连接器前，应首先关闭点火开关。 ②拆卸和安装发动机ECU前应首先关闭点火开关，然后拆下蓄电池负极上的搭铁线。 要注意：带有安全气囊的车，应在拆下搭铁线2-3min后，再进行诊断工作。 ③安装蓄电池时特别注意正、负极不可接反。在车身上实施电弧焊作业时，应先断开蓄电池负极线。 ④计算机不能靠近强磁场。 ⑤不能用起动电源帮助起动。用其它蓄电池辅助起动时，应先关闭点火开关后再跨接。 ⑥不可用水冲洗发动机。 ⑦不可使用一般灯泡作测试灯,更不允许采用搭铁试火的方法来测试电源电路是否断路。 ⑧检测控制系统电阻必须使用内阻10MΩ以上的液晶显示数字式万用表。 ⑨安装发动机ECU时应注意防止高压静电的产生。
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三.电控汽油喷射发动机故障诊断基本原则 （1）先思后行（2）先外后内 （3）先简后繁（4）先易后难 （5）代码优先（6）积累资料 电控发动机正常工作的条件： 1、有足够的点火高压与能量， 2、恰当的混合气空燃比， 3、正确的点火时刻， 4、正常的气缸压缩压力 若有一个条件不能满足，发动机将运行不良。常见故障的诊断与排除是从上述四个方面入手的。
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四.电控汽油喷射发动机故障诊断的基本步骤 （1）填写用户调查表 （2）外观初步检查 电控燃油喷射系统大多数是小故障。应注意：线路短路或断路；各种真空管、进气管路均不能有破裂；喷油器应安装正确，密封圈完好。 （3）故障再现 驾驶汽车以车速、负荷、道路条件达到产生故障的条件，尽量使故障现象再度出现。 （4）启动故障自诊断系统， （5）仪器检测 （6）故障排除
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一)、电控汽油喷射系统发动机诊断流程 电子控制汽油喷射系统发动机诊断的基本流程如下图所示。
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序号 操作步骤及技术要求 配分 评分标准 扣分原因 及记录 得分 1 起动发动机观察故障现象。 4 ①不起动发动机检查扣2分； ②操作不当扣2分。 2 按顺序查找故障，分析、判断、故障所在部位，并指出： ①检查电源系统； ②检查燃油控制系统； ③检查点火系统； ④检查电控系统。 9 ①不懂查找扣4分； ②检测方法不正确扣2分； ③工、量具使用不当扣2分； ④判断错误扣3分。 （扣完该项分为止） 3 排除故障 7 ①故障未排除和4分； ②自制一处新的故障扣3分。 起动、检查、调整： ①操作正确； ②易起动； ③运转正常。 ①操作不当扣2分； ②不能起动扣5分； ③运转不正常扣3分 5 安全文明生产。 ①工、量具落地扣1分； ②出工伤事故扣2分； 合 计 35
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电子控制燃油喷射系统故障诊断检测作业记录表
班级 学号 姓名 日期： 年 月 日 序号 项目 内容 备注及检测数据记录 配分 评分（扣分）记录 得分 一 前 期 准 备 工、量具及仪器准备 检测量具及仪器校准 工具：抹布、12-14的开口扳手和梅花扳手各1、一字和十字起子各1、试灯、万用表、火花塞及套筒、保险丝、胶布、剪刀、跨接线。 试灯检查 3．万用表检查（电阻挡4个，电压挡1个） 5 工具不齐扣2分， 量具、仪器不检查扣1~3分，扣完为止 二 安 全 检 查 安装车轮挡块（或车轮锁止） 检查机油、冷却液（或备用水） 插尾气抽气管 现场安全检查确认 机油量 水量 每漏做一项扣2分，扣完为止 三 外观 检查 管线连接、机件状况及外观 及时报告 不检或检查不全扣1~5分 四 接蓄电池电缆线 不接、接不牢固扣5分 五 仪表部分及仪表故障检查 打开电门钥匙 正确观察仪表各指示灯 定格数据确认 电源、汽油量、水温检查 每项3分，扣完为止 六 初步确认故障症状 启动发动机，检查： 发动机运行状态 故障灯显示状态 读故障码并记录 根据故障码查资料 10 不读故障码或不会读扣10分
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七 1 元 件 测 量 正确查阅资料确认测试接头及线路 正确选择测量仪具 正确连接测量仪具 正确读取和记录数据 正确分析测量结果 严格按操作流程操作并记录 故障点记录 由指导老师排除 清除故障码 20 选错或不会用仪器扣10分， 检测错误扣10分， 不清码扣5分，扣完为止 2 电 路 不清码扣5分 八 再次确认并观察发动机运行情况 再次启动发动机，检查： 发动机运行状态 故障灯显示状态 记录故障灯，读取故障码 10 该项不做扣10分 九 故障点确认和排除 正确说明故障点 正确排除故障点 最终记录 不能最终确认扣10分 十 文明安全作业 正确使用工具量具 清洁整理工作台面及工具 断开电源总开关 拆蓄电池电缆线 拔尾气抽气管 5 每项2分，扣完为止 十一 时间及其它内容记录 100 指导教师签字： 年 月 日
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二)、电控燃油喷射系统常见故障的诊断与排除
1. 不能起动 不能起动的原因很多，一般可以按如下图的顺序进行检查。
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1）.冷车起动困难 冷车起动困难指在发动机冷却液温度低于发动机工作温度下起动时，需要起动若干次才能起动，或者根本不能起动。而在发动机正常工作温度下，即热起动时，一起动发动机就立即能够运转。冷起动困难的根本原因是混合气过稀或过浓。 冷车难发动的故障原因：有冷起动喷油器不喷油，水温传感器故障，进气温度传感器故障，喷油器雾化不良，进气管积炭，点火能量不够，火花塞故障，怠速控制阀故障等，其故障诊断流程如图所示。
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2）.热车起动困难 热车起动困难是指发动机冷车起动正常。当运转的发动机熄灭后，再次起动困难，甚至不能发动。 热起动困难的故障原因：是水温传感器故障，进气温度传感器故障，多个喷油器漏油或严重雾化不良，冷起动喷油器故障，怠速阀故障，油压过高，点火能量不足等故障原因。热车起动困难故障诊断流程如图所示。
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2. 怠速不稳 怠速不稳时，可根据下图所示诊断程序进行诊断。
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3. 发动机动力不足 发动机动力不足，加速不良时，可根据下图所示诊断程序进行诊断。
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案例 故障现象：丰田佳美轿车发动机有着火迹象，但不能运转起来。 故障检修：由于电控发动机的控制系统比较复杂，而且可靠性比较高，我们本着先易后难的原则进行检查。 首先查看高压线跳火是否正常。拔下单缸高压线进行跳火试验，发现火花强烈、明亮，证明点火系正常。 然后检查进气通道是否通畅。取出空气滤芯，发现上面尘土比较多，用高压空气吹净后装上，起动发动机，故障依旧。
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接着检查油路。把油压表接到燃油管路上，起动发动机，测出燃油压力只有10kMPa(正常值为230～250kPa之间)。检查管路并无泄漏之处，打开点火开关能听到电动汽油泵运转的声音;所以认为可能是由于汽油滤清器或油管堵塞，造成系统建立不起油压。于是更换汽油滤清器，清洗管路，并用高压空气吹净，但装车后仍起动不着。这时再测油压值为110kPa，断定是电动汽油泵损坏，建立不起压力。从燃油箱中取出汽油泵，仔细观察发现汽油泵出油口处有裂缝，估计燃油从此处外泄，又回到油箱中，经试验果断然如此，更换一新的汽油泵，故障排除。
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故障分析： 电喷发动机的电控系统工作可靠性比较高，比如电脑在行驶过15万公里才可能出现故障，所以遇到电喷发动机故障时应先做基础检查，先易后难查找故障。根据经验，电喷发动机的故障多发生在油路上，因为燃油喷射系统精度高，对燃油质量要求高，所以油路上的故障大部分与油质有关，如常见故障“电动汽油泵供油不足”和“喷油器喷油不良”均与燃油质量有关。当然此例比较特殊，经后来询问司机得知，此车底盘曾经被石头刮过，可能碰到燃油泵，造成了损伤，经长期行驶，逐渐严重，以致发动机不能起动。
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三)、桑塔纳2000GSi型AJR型发动机常见故障的诊断与排除
故障现象 可能的故障部位 发动机转不动 蓄电池电压过低；点火开关电路；启动机及继电器电路 发动机能转动但无初始燃烧 低压电路；转速传感器及其电路；点火线圈；霍尔传感器；火花塞；真空泄漏；电动汽油泵继电器；主继电器；汽油泵；燃油压力调节器；油管漏油；喷油器及电路；ECU及保险丝；气缸压力不正常、正时不对 燃烧不完全 高压线漏电；火花塞；霍尔传感器；爆震传感器；真空泄漏；空气滤清器堵塞；节气门控制组件怠速定位计；空气流量计；汽油泵；燃油压力调节器；冷却液温度传感器；喷油器；气缸压力、气缸盖密封性 冷启动困难 燃油质量；油管堵塞或漏油；燃油压力调节器；汽油泵；冷却液温度传感器；进气温度传感吕器；喷油器；启动信号电路；点火信号电路；点火线圈；火花塞 热启动困难 真空泄漏；节气门控制组件；冷却液温度传感器；进气温度传感器；燃油压力调节器；喷油器；点火信号电路；点火线圈；火花塞 常温启动困难 汽油泵；燃油压力调节器；喷油器；空气流量计；冷却液温度传感器；霍尔传感器；点火线圈；点火信号电路；火花塞；ECU；配气正时不对；正时齿带；气门关闭不严；气缸垫不密封；活塞环与气缸壁密封不严；火花塞处漏气
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开始怠速过高 油门拉索调整不当；冷却液温度传感器；空调开关常开；节气门控制组件；ECU 怠速不稳 燃油压力调节器；喷油器；节气门控制组件；氧传感器；进气温度传感器；冷却液温度传感器；活性炭罐电磁阀；高压分线绝缘；火花塞及插孔漏电；点火信号电路；ECU；气门关闭不严；气缸磨损严重；曲轴箱通风阀 怠速过高 怠速过高油门拉索失调；节气门控制组件；喷油器；冷却液温度传感器；进气温度传感器；活性炭罐电磁阀；ECU 怠速过低 进气真空泄漏；空气流量计；汽油泵；燃油压力调节器；喷油器；空调开关电路 排气放炮（突突声） 火花塞；高压线漏电；点火线圈；喷油器；燃油压力调节器；节气门控制组件；空气流量计；爆震传感器；冷却液温度传感器 加速时发抖 点火线圈；高压漏电；霍尔传感器；汽油质量；汽油泵；节气门控制组件；喷油器；曲轴箱通风不良；离合器打滑；变速器轴松旷；气缸磨损过大 爆震 汽油质量；爆震传感器；火花塞；燃烧室积炭；霍尔传感器；ECU
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