第二节 执行器维修
一、燃油泵
(1)燃油泵故障
电动燃油泵在无油或油质太差的条件下工作时,会造成电动燃油泵磨损或烧坏,这样导致燃油泵压力不足,不能正常启动车辆。
(2)燃油油位传感器(油浮子)
维修工一般习惯把燃油油位传感器称为油浮子。燃油油位传感器损坏,工作不稳定会导致燃油表显示实际油量不准确。
二、燃油滤清器
燃油滤清器堵塞不畅通,会造成混合气过稀,影响发动机启动,导致发动机转速不平稳或运转时无力。应及时进行检查,并予以清洁或更换。
燃油泵速查见表1-36。
表1-36 燃油泵速查
燃油滤清器能够承受最大的燃油系统压力、温度的变化以及燃油添加剂的作用,它分为内置式和外置式。内置式燃油滤清器内置于邮箱与燃油泵总成中。外置式是直接串联在外置的进油管路中,一般置于后悬架前部,固定在车架上。外置式燃油滤清器中箭头方向为燃油流向,不要装反。
三、燃油压力调节器
(1)诊断说明
电控汽油喷射系统油压调节器的作用是使燃油压力相对于进气管负压的压差保持不变,从而使喷油量仅根据喷油量控制电磁阀通电时间的变化而变化。如果油压调节器的真空膜片损坏或真空软管漏气,都会造成压力调节器的回油量失调,使得喷油量不准确而最终导致工作不良。
检测发动机运转时汽油管路内的油压,可以判断电动汽油泵或油压调节器有无故障、汽油滤清器是否堵塞等。检测汽油压力时,应准备一个量程为1MPa左右的油压表及专用的油管接头,并按表1-37步骤检测。
(2)压力调节器测试技巧(表1-37)
表1-37 燃油压力调节器的测试速查
(3)压力调节器故障判断
根据测量喷油压力、供油压力、最大油压和残余压力,判断燃油压力调节器故障。
①喷油压力。喷油压力也就是发动机运转中燃油系统的实际压力,从怠速提速到高速,如捷达正常油压值250~300kPa,如果指针剧烈摆动为油压不正常。
②供油压力。供油压力也就是发动机运转中将油压调节器真空管拆开后燃油系统的压力,应为300kPa左右。
③最大油压。最大油压是发动机在怠速运转中,将回油管夹住时燃油系统的油压,这时候的油压力差不多是供油压力的2倍左右,注意,夹住油管时间只能为数秒钟即可。
④残余压力。残余压力就是在发动机怠速运转中,读取燃油系统油压,然后将发动机熄火,并等待20min,残余压力应保持在150kPa以上。
诊断技巧:
如果无法保持正确残余压力,启动发动机,建立油压后熄火,用手钳夹紧回油软管,若能保持正常残余压力,说明油压调节器密封不良。此时如用手钳夹紧进油软管才能保持正常残余压力,说明燃油泵的单向阀密封不良。如果同时夹紧回油管及进油软管仍无法保持残余压力,说明喷油器泄漏。
四、喷油器
(1)喷油脉宽
喷油脉宽指的是发动机控制单元控制喷油器每次喷油的时间长度,是发动机喷油器工作是否正常的最主要的指标。
发动机喷油漆每次喷油的时间长度,由发动机控制单元控制。发动机油路中的压力是一定的,喷油时的流动速度也是固定的,所以喷油量只能通过喷油时间长短来控制。
发动机电子喷油嘴是通过电磁阀来控制开闭,而发动机转速较高,喷油时间很短,因此ECU给出的喷油信号是一个很短暂的脉冲信号,这个信号的时间宽度就是喷油脉宽。
喷油脉宽单位是毫秒(ms),参数显示的数值越大,表示喷油器每次打开喷油的时间较长,发动机将获得较浓的混合气;参数显示的数值越小,表示喷油器每次打开喷油的时间越短,发动机将获得较稀的混合气。它随着发动机转速、负荷和进气量的不同而变化,ECU根据这些指标来计算或查询数据库得出具体的喷油脉宽数值,有数据显示,一般脉宽范围在1.5~3.0ms,这个数据可作为参考数据。实际维修以诊断仪检测非故障车辆参数为准。
(2)喷油器故障影响
无论发动机控制系统或喷油器本身的任何故障,都会导致发动机工作不良或不稳,从而使发动机动力下降,油耗增多,尾气超标。
(3)喷油器检测
检测检测喷油器要进行燃油压力释放。
压力释放程序如下。
①拆卸燃油箱盖。
②从发动机熔丝盒中拆卸燃油泵熔丝。
③启动发动机并使发动机失速。
④使发动机曲轴继续转动10s。
释放燃油系统压力后,在维修燃油管路或接头时,会溢出少量的燃油。为降低人身伤亡风险,在断开前用抹布盖住压力调节器和燃油管路接头,以便吸附泄漏或溅出的燃油。当断开连接后,将抹布放入许可的容器内。
(4)喷油器诊断
喷油器是电控燃油喷射系统中一个重要的执行元件,在ECU的控制下,将汽油呈雾状喷入进气歧管内。喷油器安装在进气歧管上。
喷油器速查见表1-38。
表1-38 喷油器速查
①用传统的方法测试喷油器。检查喷油器外部线束的连接可靠性,接着用试灯检视。将12V的试灯接在喷油器插接器两个端子之间,然后启动发动机,观察试灯的闪亮变化情况,若试灯闪亮,则表明喷油器控制电路连接正常,否则说明线路或电子控制单元(ECU)有故障。但试灯要视喷油器线圈电阻型号而选用。
②听喷油器的通电动作声音。喷油器单体性能的好坏,可通过单独向喷油器供电的方法进行单体检测。将12V电源接入喷油器接线座的一个端子上,另一端子搭铁后再断开,如此重复,此时监听喷油器的动作响声。如果每次在搭铁时,能听到喷油器发出的清脆“咔嗒”声,则表明喷油器通电良好,否则应判断喷油器有故障,需进行更换。
③断油(缸)测试。
a.发动机在怠速工况状态下逐一拔下与喷油器接线座相连的插接器时,发动机转速有明显下降的感觉,则判断该喷油器性能良好,如果发动机转速和性能没有任何变化或变化极微弱,则该喷油器出现故障。
b.逐缸断火测试法是用测量CO浓度的变化来判断哪一个喷油器漏油。因为某缸断火时,被压缩的混合气没有燃烧就排出来,应该是HC浓度增加,CO值基本不变化。而漏油的喷油器是决定CO浓度的主要喷油器,如果断火的那一缸测出CO值下降较明显,则说明缸的喷油器漏油。
④喷油器电磁线圈阻值测量。首先断开点火开关,使用万用表的欧姆挡检查喷油器两个接线端子之间的电阻值,看其是否与标称电阻值相符。但须注意不同车型所配用喷油器的型号不相同,一般情况下电流驱动型的喷油器的电阻值在3Ω左右;而电压驱动型的喷油器的电阻值在11~13Ω。如果检测的电阻值相差与参考值很大,那么可以判断喷油器出现故障。
(5)喷油器电路诊断技巧
高电阻抗型喷油器是用12V电压驱动,其电磁线圈电阻较大,为12~16Ω,高电阻喷油器由于电流小,使用可靠,现代车型被广泛应用。捷达车喷油器就属于高电阻喷油器,如果某个喷油器不工作,那么很可能发生冷启动性能差,怠速不稳、加速性能下降,功率下降。
喷油器控制电路:
喷油器电磁线圈的1号针连接+12V,2号针通过控制单元接地,控制单元按点火顺序控制4只喷油器电磁线圈接地并控制接地的持续时间,执行不同的喷油量。蓄电池电压波动会对喷油量精确性带来影响,因为电压低会使开启时间过程增加,电压高会使喷油器开启时间减小,控制单元会根据蓄电池电压自动补偿开启时间。
五、点火线圈
(1)点火提前角对发动机性能的影响
①点火提前角是从火花塞发出电火花,到该缸活塞运行至压缩上止点时曲轴转过的角度。
②当汽油机保持节气门开度、转速以及混合气浓度一定时,汽油机功率和耗油率随点火提前角的改变而变化。对应于发动机每一工况都存在一个最佳点火提前角。
③适当点火提前角,可使发动机每循环所做的机械功最多。
④点火提前角过大,易爆燃。
⑤点火提前角过小,排气温度升高,功率降低。
(2)影响点火提前角的因素
①发动机转速。转速升高,点火提前角增大。采用电控点火系统,更接近理想的点火提前角。
②发动机负荷。发动机负荷低时,节气门开度小,气缸内残余废气相对新鲜混合气比例增加,混合气燃烧速度降低。因此,当低负荷时,最佳点火提前角要增大,反之,最佳点火提前角要减小。
③燃油品质。汽油辛烷值越高,抗爆性越好,点火提前角可增大。
④其他因素。燃烧室形状、燃烧室内温度、空燃比、大气压力、废气再循环、冷却水温度等。
(3)点火系统故障
①低压电路常见故障。具体原因有蓄电池存电不足;线连接不良;蓄电池搭铁不良;传感器损坏;点火开关损坏或接线不良。
②高压电路常见的故障。具体原因有高压线脱落或漏电;火花塞电极间隙过大或过小;火花塞积炭过多;火花塞绝缘体损坏;点火线圈损坏。
③点火时间过早。具体原因有怠速运转不平稳,易熄火;加速时,发动机有严重的爆燃声。
④点火过迟。具体原因有消声器声响沉重、急加速回火、发动机冷却液温度较高、汽车行驶无力。
⑤火花塞故障。
⑥发动机回火和放炮。
⑦发动机爆震和过热。
爆震现象多数是因点火提前角过大造成的。在爆震情况下,点火提前角过于落后,点火太迟,发动机温度也会偏高。
(4)点火线圈故障
如果一个点火线圈失效,那么就只在一个缸上发生失火现象,并存有故障记忆;如果在多个气缸内检测出失火现象时,那么这种失火故障记忆也可能是由其他原因引起的。
失火由许多原因造成,独立点火线圈的失效是其中的主要原因之一。点火线圈的失效多是由于次级线圈绝缘层被击穿,致使次级线圈匝间、层间与极间出现短路,导致点火能量下降或根本没有输出,从而发生相应缸工作不良或不工作,使发动机产生抖动现象。
(5)火花塞故障
火花塞顶端有疤痕或是破坏,电极出现熔化、烧蚀现象时,都表明火花塞已经毁坏,此时就应该更换火花塞。
①电极熔化且绝缘体呈白色。这种现象表明燃烧室内温度过高。这可能是燃烧室内积炭过多,从而造成气门间隙过小,进一步引发排气门过热或是冷却装置工作不良造成的。
②电极变圆且绝缘体结有疤痕。这种情况表明发动机早燃,可能是点火时间过早或者汽油辛烷值过低、火花塞热值过高等原因带来的。
③绝缘体顶端碎裂。一般来说,爆震燃烧是绝缘体破裂的主要原因。而点火时间过早、汽油辛烷值低、燃烧室内温度过高,都可能导致发动机爆震燃烧。
④绝缘体顶端有灰黑色条纹。这种情况的出现表明火花塞已经漏气,必须更换。
六、节气门
(1)电子节气门控制
①控制方式。
a.电子节气门的发动机中,电控发动机采用电子节气门直接控制怠速转速。电子节气门体(ETC/E-gas)控制简图见图1-4。
图1-4 电子节气门控制系统(ETC/E-gas)简图
b.系统的控制软件通常采用以发动机扭矩输出控制为基础的计算机算法模式。
c.传统的机械式节气门阀体的机械式控制拉线机构,ETC配置有以电阻式电位器装置为重要附件的油门踏板位置传感器(APP),以便向发动机电子控制模块(ECM)提供车辆操纵需求信息和便于车辆驾驶人员操纵控制车辆的工作状态。
②控制过程。
a.电子控制节气门体总成的节气门开度大小由ECM根据驾驶人员脚下控制的油门踏板控制输入信号,以及其他发动机及车辆输入的各种传感器输入信号控制。预先分析驾驶员的实时驾驶意图,计算出车辆在该时刻和该状态下所需要的发动机输出功率并据此控制发动机的节气门开度调整和相应的燃料供给喷射量。
b.电子控制节气门体总成上配置的节气门位置传感器可及时检测出节气门当时的实际开度,并反馈给ECM;ECM再根据此反馈信号,再次对车辆的控制参数进行优化修正,此控制过程可确保发动机及车辆工作在最佳理想控制状态。
(2)电子节气门功能限制
①强制熄火模式。当ECM报出故障、进气系统或节气门阀体对进气量的控制发生问题,控制策略是关闭燃油、点火和节气门,发动机熄火。
②强制怠速的功率管理模式。当发动机怠速时,电子收费系统(ETC)不能可靠地使用节气门控制发动机功率,此时电子收费系统(ETC)取消对节气门的控制,其开度回到机械默认状态,发动机功率由开关某缸的喷油和推迟点火角来控制。
③强制怠速模式。当不能可靠地获得驾驶员意图时,比如所有的踏板信号失效,发动机只在怠速状态工作以维持车辆的制冷、制热、电力供应以及灯光等功能。踩下加速踏板发动机没有任何响应,所以该模式下车子将无法驾驶。
④受限制的功率管理模式。电子收费系统(ETC)不能使用节气门正当地控制发动机功率,在该模式下系统根据踏板信号判断怠速或是加速,发动机靠关闭或开启某缸喷油,以及推迟点火角来控制发动机的功率输出,所以发动机输出波动比较明显,且长时间在该模式工作会对发动机排放系统有害。该模式保证车辆勉强可以驾驶,但难以控制在正常的车流中驾驶或在陡坡中驾驶。
⑤可靠性下降时或无法输出大功率时模式。当确定驾驶意图的可靠性下降时或无法输出大功率时,当两路油门踏板位置传感器输入信号差异过大时,发动机的输出扭矩受到限制,发动机随踏板变化的响应也迟缓许多,驾驶员会明显觉得发动机动力输出变弱,但仍能够在正常的车流中驾驶。
(3)节气门故障
①故障表现。
a.发动机怠速不稳定,高怠速持续不将,发动机启动困难。尤其是冷启动困难。
b.发动机怠速不稳定或无怠速。
c.发动机启动困难。
d.发动机动力不足,加速性能差,运转不稳定。
②故障原因。
a.节气门黏附积炭,节气门关闭不严实。
b.节气门怠速通道堵塞。怠速时,空气进气量不足。
c.节气门位置传感器触点不良,无全负荷。
d.节气门位置传感器触点不良或节气门体损坏,节气门位置信号不正确。
③排除方式。
a.故障诊断仪执行节气门检查,观察数据流,节气门开度较大时必须进行清洗。在无永久性故障码时一般无需更换。
b.如果检测确定节气门故障永久性,必须更换,节气门一般不可拆卸维修,更换总成。
七、怠速控制阀
怠速控制阀的主要作用是控制发动机的怠速转速。ECU对发动机怠速的控制包括两方面:一方面是发动机在正常怠速运转时稳定怠速转速,做到防止发动机熄火和降低油耗的目的;另一方面是在发动机怠速运转状态下,当发动机的负荷增加(例如接通空调、动力转向等)时,自动提高怠速转速,防止发动机因负荷增加而导致熄火。
八、活性炭罐电磁阀
ECU根据发动机冷却液温度、转速和负荷等信号,控制活性炭罐清污电磁阀的开启工作,回收燃油系统的汽油蒸气。
九、废气再循环阀
(1)诊断说明
ECU控制废气再循环电磁阀的开启动作,使一定数量的废气进行再循环燃烧,以降低气罐燃烧温度,从而降低NOx的产生。
废气再循环机械阀为真空膜片式EGR阀,由进气歧管真空度控制,真空膜片EGR阀由膜片、弹簧、排杆、锥形阀等组成,膜片上方是密闭的膜片室,进气歧管的真空与膜片室的真空入口相连,膜片推杆下部安装有锥形阀,没有真空作用到膜片室时,膜片上方的弹簧向下压迫膜片,这时锥形阀位于阀座上,EGR阀关闭。
当发动机启动后,进气歧管的真空作用到EGR阀上方的密闭膜片室,膜片推杆将克服弹簧的压力向上运动,带动锥形阀向上提起,EGR阀关闭,这时废气就可以从排气管进入进气歧管。
(2)故障排除技巧
①故障概述。宝来1.8T,EGR阀故障导致发动机加速慢,汽车行驶过程中踩下加速踏板加速缓慢,且发动机无力。
②检查和分析。a.执行故障诊断仪检测:发动机控制单元,存储1个故障码“17608,涡轮增压器空气再循环阀N249机械故障”,清除故障码后试车,当发动机转速3000r/min时,故障码“17608”重现,测量空气再循环阀N249电阻值符合规定,再测量再循环阀的线路也正常。
b.发动机控制单元存储该故障码,应与检测到涡轮增压系统的增压压力不正常有关。检查与N249的真空管相连接的再循环机械阀,发现汽车急加速超过3000r/min时该机械阀有明显的“嘶嘶”漏气声音,这是漏气的再循环机械阀通入气压而发出的气流声音。拆下再循环机械阀,用口对准阀的进气口吹气,能比较明显感觉漏气。
③故障排除。更换再循环机械阀,路试,提速正常,再次检测发动机故障码消除,数据流正常。