模版上海通用别克发动机的电控系统故障的诊断与维修教学教材.docx

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模版上海通用别克发动机的电控系统故障的诊断与维修教学教材

上海通用别克发动机电控系统故障的诊断与检测

顾士运

【摘要】由于汽油能源正在日趋衰竭，环境保护日益迫切，人们对现代汽车发动机提出了更严格的要求，要具有满足法规要求的低排放，良好的经济性和足够的动力性，实现这个目标的核心技术就是发动机的电控系统，现代发动机电控系统可以实现以下控制功能，有供油控制、点火控制、进气控制、排放控制、警告控制、自诊断控制、失效保护控制、应急备用控制等，通过对发动机电控系统的组成和原理的分析总结来更好的处理一些常见故障，最终掌握一些日常维护方法。

【关键词】发动机电控系统的构造和基本功能电控单元传感器

Shanghaigmbuickengineelectroniccontrolsystemfaultdiagnosisanddetection

GuShiyun

【Abstract】Englishsummary:

Failureduetogasenergyisincreasing,environmentalprotectionincreasinglyurgent,itisthemodernautomobileenginemademorestringentrequirements,tomeettheregulatoryrequirementswithlowemissions,goodeconomyandsufficientpower,thecoretechnologytoachievethisgoalistheengine'selectroniccontrolsystem,modernenginecontrolsystemcanachievethefollowingcontrolfunctions,withsupplycontrol,ignitioncontrol,aircontrol,emissioncontrol,warning,control,selfdiagnosticcontrol,fail-safecontrol,emergencybackupcontrol,throughtheelectronicenginecontrolsystemcomponentsandprinciplesofanalysissummarytobetterdealwithsomecommonfaults

【Keywords】electronicenginecontrolsystemstructureandbasicfunctionsElectroniccontrolunitssensorsactuators.

引言

当今社会，随着国际经济贸易的发展，以及社会经济的大进步，人们在满足物质的追求，对社会物质的追求也越来越多，特备是在这种节奏的社会环境中，更容易引起人们对高科物质的追求。

在这些高科技物质当中，对车的追求首当其冲。

在满足对车的需求的同时还要及时的了解如何更好的保养这种高科技产品，使其使用价值更长久。

因此，了解汽车发动机电控系统检测与维修就显得尤为重要了，它能让我们及时的了解汽车发动机电控系统中常见的故障以及简单的维修方法

第一章发动机电控系统的发展史、组成及功用

1.1别克发动机的组成及功用

总的来说，目前发动机由两大机构（曲柄连杆机构、配气机构）、五大系统（燃料供给系、润滑系、冷却系、点火系、起动系）组成。

1）曲柄连杆机构

曲柄连杆机构是发动机实现工作循环，完成能量转换的主要运动零件。

它由机体组、活塞连杆组和曲轴飞轮组等组成。

2）配气机构

配气机构的功用是根据发动机的工作顺序和工作过程，定时开启和关闭进气门和排气门，使可燃混合气或空气进入气缸，并使废气从气缸内排出，实现换气过程。

进、排气门的开闭由凸轮轴控制。

凸轮轴由曲轴通过齿形带或齿轮或链条驱动。

进、排气门和凸轮轴以及其他一些零件共同组成配气机构

3）燃料供给系

汽油机燃料供给系的功用是根据发动机的要求，配制出一定数量和浓度的混合气，供入气缸，并将燃烧后的废气从气缸内排出到大气中去；

4）润滑系

润滑系的功用是向作相对运动的零件表面输送定量的清洁润滑油，以实现液体摩擦，减小摩擦阻力，减轻机件的磨损。

并对零件表面进行清洗和冷却。

润滑系通常由润滑油道、机油泵、机油滤清器和一些阀门等组成。

5）冷却系

冷却系的功用是将受热零件吸收的部分热量及时散发出去，保证发动机在最适宜的温度状态下工作。

水冷发动机的冷却系通常由冷却水套、水泵、风扇、水箱、节温器等组成。

6）点火系

在汽油机中，气缸内的可燃混合气是靠电火花点燃的，为此在汽油机的气缸盖上装有火花塞，火花塞头部伸入燃烧室内。

能够按时在火花塞电极间产生电火花的全部设备称为点火系，点火系通常由蓄电池、发电机、分电器、点火线圈和火花塞等组成。

火花塞有一个中心电极和一个侧电极，两电极之间是绝缘的。

当在火花塞两电极间加上直流电压并且电压升高到一定值时，火花塞两电极之间的间隙就会被击穿而产生电火花，能够在火花塞两电极间产生电火花所需要的最低电压称为击穿电压；能够在火花塞两电极间产生电火花的全部设备称为发动机点火系。

7）起动系

要使发动机由静止状态过渡到工作状态，必须先用外力转动发动机的曲轴，使活塞作往复运动，气缸内的可燃混合气燃烧膨胀作功，推动活塞向下运动使曲轴旋转，发动机才能自行运转，工作循环才能自动进行。

因此，曲轴在外力作用下开始转动到发动机开始自动地怠速运转的全过程，称为发动机的起动。

完成起动过程所需的装置，称为发动机的起动系统。

1.2发动机电控系统的发展史

发动机的工作形式确定后，就是发动机技术的完善了，随着时间的推移，好多发动机的经典设计都已经不能满足人们的需求了，就这样化油器式发动机应运而生了，它是由美国人杜里埃发明。

随着技术的演进，化油器功能愈加完备，直到上个世纪中后期，化油器已经分为五部分：

主供油系统、起动系统、怠速系统、大负荷加浓系统（省油器）和加速系统。

五部分的作用在于：

根据发动机在不同情况下的需要，将汽油气化，并与空气按一定比例混合成可燃混合气，及时适量进入气缸。

在1967年，为了适应发动机的动力性能，装有电控系统的发动机诞生了，电喷系统的行车电脑会随时侦测引擎温度、进气流量、转速变化、震动状况，并依照实际需求调整供油量与点火时间，因此在动力输出、燃油经济与排污表现上可以取得相当不错的平衡。

同时为了增加发动机进气量，提高燃油效率，发动机从早期的单点喷射，演化至多点喷射，气门数量从两个增加至五个。

就这样慢慢的演变成了今天的发动机电控系统，它不仅能够达到发动机的动力性能，更节省了很多的燃油，满足了汽车的燃油经济性。

第二章别克发动机电控系统常见故障诊断与排除

别克发动机电控系统的常见的故障有主要是有以下几个系统出毛病引起的，发动机电控燃油系统、发动机电控点火系统、发动机电控进气系统、发动机电控排放系统等，其中在检修中我们需要常用的就是解码器。

2.1常用电脑检测仪（解码器）及其使用简介

与人工的方法相比，采用电脑故障诊断仪使得电喷车的修理相当先进和轻松，维修人员只要把诊断仪的插头插在汽车的诊断座上，接下去要做的就是根据诊断仪的提示按按键，就可以了解汽车的“病因”。

如今大凡有实力的进口车维修厂家都配有电脑故障诊断仪。

目前在我国汽修市场上的电脑故障诊断仪主要有以下几种：

美国的OTC测试仪，瑞典的多功能汽车电脑检测仪（Multi-Testerplus）

，台湾的红盒子Scanner，国产品牌如元征电眼睛、修车王、金德PC98等。

汽车厂家配套的专用检测仪，如德国奔驰、大众的专用检测仪相对而言，进口品牌故障定位精确，但价位稍高，而且大多英文显示，需要汽车电器维修人员有一定的英文基础：

国产的电脑故障诊断仪功能与进口品牌相似，其优点是价格稍低，中文显示，而且适用车型较广，如电眼睛对亚、欧、美车型普遍可测。

有些人认为，电脑故障诊断仪的功能就是读取故障码和清除故障码，实际上，其功能要比这强大的多。

下面列出电脑故障诊断仪的一些主要功能：

（1）测试故障码。

操作按键，检测仪就会提示故障码及其含义，维修人员无须跳线，也不必费力查阅故障码的含义；

（2）清除故障码。

操作按键就可实现消码。

（3）读发动机动态数据流。

通过仪器可读出发动机转速、发动机冷却液温度、节气门开度等的随时的动态变化。

（4）英汉词典。

如今许多进口车的资料是以英文提供的，这对维修人员的英文水平提出了要求。

电脑诊断仪里的英汉词典可以查阅到大多数的汽车专业词汇。

这样，即使英文水平不高的维修人员也能看懂简单的英文。

（5）元件测试，该功能使得维修人员利用仪器来操纵电控系统的执行元件。

如控制喷油嘴的油、控制怠速电磁阀的动作等。

该项功能依赖车型的微电脑，即只有微电脑支持这种功能，诊断仪才能这样操作。

（6）示波功能。

目前的解码器大多数是以单独的仪器形式，但有的是在电脑的基础上用软件来实现，譬如金德PC98就是用586微机，通过软件与汽车上的电脑通信来完成解码和通信。

这种方式有一定的优越性，其一、软件方式扩充升级灵活、成本低，易于适应我国型式多样和车型不断变化的需要，当然究竟升级如何，还要看厂家的开发和售后服务情况。

其二、软件方式比较容易实现功能上的扩充，例如，电脑+A/D板+相应的软件就可完成示波器的功能，而示波功能在电控汽车的诊断中是很有用的。

如今的电控汽车大量使用传感器，其信号以波形（动）的形式，象氧传感器电压信号就是在0.lV-lV左右波动；还有一些执行信号，象喷油脉冲，点火脉冲也是波形（脉冲）形式。

其不足之处是使用上不如手持式的方便和灵活。

总之，使用电脑检测仪，维修人员可以快速、方便、准确地定位故障，从而顺利地排除故障。

但是仪器的功能再强大，利用的如何还是要靠维修人员的能动性。

有些维修人员在碰到读出很多故障码、故障灯亮却无故障码、有故障却没有产生相应故障码、有故障码却查不出相应故障时，往往会感到困惑和无从下手，进而开始抱怨仪器质量或性能有问题。

实际上，维修人员只有在对电控的原理、自诊断系统的原理、解码器的原理有透彻的理解后，才能有效地使用仪器

2.2别克发动机电控系统常见故障与诊断方法初探

别克发动机电控系统的主要故障的检测与维修还是主要从其组成着手，主要是针对电控单元ECU、传感器、和执行器的检修。

2.2.1传感器的检测

按信号的产生方式，一般可分为信号改变传感器和信号产生传感器。

1）信号改变传感器的检测：

根据其导线的数目可分为单导线型、双导线型和三导线型：

（1）单导线型传感器的检测：

①断开传感器导线连接器，打开点火开关，测量导线与搭铁之间的电压是否为参考电压。

如果测量结果不正确，则应检查导线和ECU。

②测量传感器搭铁端子与搭铁之间的电阻值是否为零。

③接好传感器导线连接器，启动发动机，测量传感器信号端子电压是否随发动机工况的变化而变化。

（2）双导线型传感器的检测：

一根为信号线，另一根为搭铁线。

其检测步骤为：

①关闭点火开关，断开传感器导线连接器，用万用表欧姆挡测量连接器上各接线与搭铁之间的电阻，找出搭铁线。

②打开点火开关，用万用表电压挡测量另一根导线与搭铁之间的电压是否为参考电压。

若不正常，则检查导线和ECU。

③接好传感器导线连接器，启动发动机，测量传感器信号端子的电压是否随发动机工况的变化而变化。

（3）三导线型传感器的检测：

一根为ECU的电源线，一根为信号线，另一根为搭铁线。

其检测步骤为：

①点火开关旋到“OFF”位置，断开传感器导线连接器，用万用表欧姆挡测量连接器上各接线与搭铁之间的电阻，确定搭铁线。

②点火开关置于“ON”位，用万用表电压挡测量其他两根导线与搭铁之间的电压，电压为参考电压的为电源线，剩下的一根导线即为信号线。

③接好传感器导线连接器，启动发动机，测量传感器信号端子和搭铁端子间的电压是否随发动机工况的变化而变化。

2）信号产生传感器的检测：

此类传感器根据其导线的数目可分为单导线型、双导线型：

（1）单导线型传感器的检测。

传感器直接搭铁，其导线为信号线。

其检测步骤为：

①断开传感器导线连接器，测量导线与ECU之间的连接线路是否正常。

②检测传感器端子与搭铁之间是否短路。

③启动发动机，测量传感器端子电压是否随发动机工况的变化而变化。

（2）双导线型传感器的检测：

一根为信号线，另一根为搭铁线。

其检测步骤为：

①断开传感器导线连接器，用万用表欧姆挡测量连接器上各接线与搭铁之间的电阻，找出搭铁线。

②用万用表电压挡测量另一根导线与ECU之间的连接是否正常。

③启动发动机，测量传感器两端子间的电压是否随发动机工况的变化而变化。

2.2.2主要执行元件的检测

1）电动汽油泵

（1）电动汽油泵的控制：

装有电控燃油喷射（EFI）系统的汽车，只有发动机运转时，油泵才开始工作。

即使点火开关接通，只要发动机没有转动，油泵就不工作。

一般都是当发动机点火开关置于“ON”位时，油泵运转2秒后停止，发动机启动后油泵才继续工作。

（2）电动汽油泵的检测

①拆下油泵。

②用欧姆表测量油泵线圈的电阻。

在20℃时，标准电阻值为0.2~3.0Ω。

如超出标准电阻值范围，则应更换油泵。

③将蓄电池正极与油泵正极相连，负极与油泵负极相连，检测油泵的运转情况。

注意：

必须在10秒内完成，以免油泵线圈烧毁。

2）喷油器

（1）喷油器驱动方法：

喷油器驱动方法有两种：

电压控制方法和电流控制方法，电压控制方法的驱动电路适用于低阻值喷油器和高阻值喷油器，电流控制方法的驱动电路只适于低阻值喷油器。

（2）喷油器及其控制电路的检测

①喷油器检测。

主要进行喷油器线圈的电阻、喷油量、雾化效果及针阀卡滞和泄漏的检测。

②喷油器电路检测。

主要检测喷油器与ECU间的导线和连接器是否良好。

3）怠速控制阀

（1）步进电机式怠速控制阀的检测

①拆下怠速控制阀，检测线圈的电阻是否正常。

②给怠速控制阀的四个线圈依次通电，怠速控制阀应逐渐关闭；若依相反顺序通电，则怠速控制阀逐渐打开。

如怠速控制阀工作不正常，应更换怠速控制阀。

③检测连接线束和ECU控制是否正常。

（2）电磁式怠速控制阀的检测

①拆下怠速控制阀，测量电磁线圈的阻值是否符合要求。

②分别给两个线圈施加电压，阀门应交替开启和关闭。

如不正常，应更换怠速控制阀。

③检测连接线束和ECU控制是否正常。

2.2.3ECU电脑控制单元的检测

1）检测注意事项

（1）不得损坏导线、连接器，避免短路或接触较高的电压。

（2）慎重使用电子检测设备和仪器，高电压会使ECU芯片内部电路短路或断路。

检测时，最好使用兆欧级阻抗的数字表。

（3）没有适当的工具和有关知识，禁止拆卸、检测ECU。

（4）所有的高压元件距离传感器或执行装置的控制线至少25mm以上。

（5）防止静电对ECU的损害。

2）导线连接器的检测

检测与ECU相连的导线连接器时，可用手轻微摇动连接器，察看是否有松动，若有松动，应拨下连接器，检查接触片是否被腐蚀，若有腐蚀现象，需用铜刷或电器接触清洁剂将其除去。

安装时，可用专用的导电油脂涂抹，以防腐蚀。

3）ECU的基本检测

（1）检测ECU的电源线、搭铁线是否良好，导线连接器是否正常。

拔下电缆连接器，查看其内部有否锈蚀、触针是否弯曲，并检查ECU上的所有搭铁线是否有腐蚀。

如果上述检测一切正常，可用替代法确定ECU是否有故障。

（2）检测ECU的闭环控制情况。

在氧传感器良好的情况下，启动发动机并使其怠速运转，检测氧传感器的信号电压。

在正常情况下，其信号电压应在0.1~0.9V之间不停的变化，否则，说明ECU有故障。

2.2.4主要元件的检测对象及方法

1）主要元件

（1）传感器有空气流量计、进气温度传感器、进气压力传感器、节气门位置传感器、水温传感器、氧传感器、爆震传感器、曲轴位置传感器、曲轴位置传感器、凸轮轴位置传感器等。

（2）执行器有怠速控制阀、喷油器、燃油泵、废气再循环阀、碳罐电磁阀等。

（3）ECU单元。

2）主要元件的检测方法

（1）点火开关“OFF”，拔下该元件的导线连接器，检测该元件相关端子的电阻，判断是否正常；然后检测连接器侧的搭铁是否良好。

（2）点火开关“ON”，检测连接器侧相应端子的电压，以判断相关电路是否正常，所有检测结果应要求的参数相符。

第三章怎样做好发动机电控系统的日常维护

只有通过对于电控系统的故障问题的分析与检修，从而才能更好地掌握对于发动机电控系统的日常维护。

1）用油

电控燃油喷射发动机对汽油的清洁度要求很高，应使用牌号和质量完全符合要求的无铅汽油。

燃油中不可添加防冻剂，燃油滤清器应定期更换，以防喷油器堵塞和氧传感器的工作性能丧失。

特别应指出的是：

在电控燃油喷射发动机中普遍采用闭环控制方式，在排气歧管中均装有一个反映混合气燃烧状况的氧传感器，一旦燃用含铅汽油，便会导致氧传感器中毒失效，造成发动机工作性能下降。

2）电源

电控燃油喷射发动机应采用12V蓄电池作为电源。

正常使用中不要随意拆下蓄电池上的电源线和搭铁线，以免电控单元因突然断电而丢失有关故障信息。

若需要更换蓄电池，必须使点火开关和其他用电设备均置于断开位置，安装蓄电池时极性必须判断无误，否则，电子元件会立即烧损。

3）起动

电控燃油喷射发动机在起动前应先检查油路，油路中无油时不能运转燃油泵，否则会导致燃油泵磨损、过热而损坏。

由于电控燃油喷射发动机的起动工况也是由电控单元控制的，起动喷油量的大小由电控单元根据传感器传来的起动工况信号决定，不需要人为额外供给燃油，因此，起动时不能像化油器式发动机那样，踩加速踏板加油。

实际上电控燃油喷射发动机起动时踩加速踏板是起不到加油作用的。

电控燃油喷射发动机起动时除不可猛踩加速踏板外，刚刚起动的发动机，也不应进行高速运转。

用起动电源起动发动机时，必须在蓄电池安装良好的情况下进行，以免损坏电控单元。

在没有蓄电池或蓄电池断路的情况下，不允许用反拖的方法起动发动机。

在用本车的蓄电池帮助其他汽车起动发动机时，一定要注意先关闭本车点火开关后才能接线，否则，电控单元会因发电机产生的瞬时过电压而损坏。

4）高压

在拆开发动机电控单元连接器或拔下线束插头之前，必须先断开点火开关或拆下蓄电池搭铁线，以免线路中线圈产生较高的瞬时自感电动势，损坏电控系统的元件；安装各种配线时连接须可靠，不良的连接也会因产生较高的瞬时自感电动势，影响线圈及电容器等部件的正常工作，损坏集成电路。

在点火开关处于接通状态是否工作，都不得断开任何电气设备的连线，以免电气设备中线圈产生较高的瞬时自感电动势而损坏电控单元。

结束语

随着人们生活水平的提高，汽车正以极快的速度融入到人们的生活中，而汽车的技术核心关键就是它的发动机，因此对汽车发动机的电控系统的研究将会成为汽车将来的主要课程。

本文主要是从别克发动机电控系统的检测与维修方面来实现对发动机的电控系统更深层次的研究，其中包括了电控单元ECU、传感器、执行器功能以及保养方法等。

最后又对别克发动机的一些常见故障进行分析，来巩固本文的论点，探索发动机电控系统的日常保养方法。

致谢

在此我衷心的感谢对我进行辅导帮助的老师，在我撰写论文的过程中，老师倾注了大量的心血和汗水，无论是在论文的选题、构思和资料的收集方面，还是在论文的研究方法以及成文定稿方面，我都得到了老师悉心细致的教诲和无私的帮助，谢谢您给我的帮助和支持！

在论文的写作过程中，也得到了许多同学的宝贵建议，同时还到许多在工作过程中许多同事的支持和帮助，也感谢本文参考文献的所有作者和单位，在此一并致以诚挚的谢意。

感谢所有关心、支持、帮助过我的良师益友。

最后，向在百忙中抽出时间对本文进行评审并提出宝贵意见的各位专家表示衷心地感谢！

【参考文献】

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[2]蔡兴旺汽车构造与原理（上册）发动机、车身北京机械工业出版社2004.8

[3]关文达汽车构造北京机械工业出版社1998

[4]廖祥兵满维龙汽车维修工艺北京金盾出版社2006