技师论文广州本田雅阁CM5轿车发动机抖动故障的检测和排除思路.docx

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技师论文广州本田雅阁CM5轿车发动机抖动故障的检测和排除思路

摘要

本论文讲述的是广州本田雅阁CM5轿车发动机抖动故障的检测和排除思路,着重讲述怠速抖动故障排除的思路,利用广州本田专用解码仪器(HDS)进行故障分析排除。

希望为大家以后排除发动机抖动的故障提供排除思路。

 

关键词:

发动机抖动故障排除

 

绪论

随着汽车工业的发展,电子控制系统在汽车上的应用越来越普遍。

由于汽车上越来越多的采用这些电子控制装置,因而在提高汽车的各个方面性能都有很显著的效果,如动力性,舒适性,安全性等。

所以,可以说汽车已进入了电子控制的时代。

但是电子产品技术含量较高,电路比较复杂,一般难以掌握。

汽车故障自诊断系统的开发应用,对于及时发现故障以及故障维修提供了方便。

汽车维修人员通过解读故障代码,大对数都能判明可能发生的原因和部位,电控汽车故障自诊断系统,一般有电子控制器(ECU)中的识别故障及故障运行控制软件,故障监测电路和故障运行后备电路等组成。

同一厂家生产的汽车,其故障自诊断系统的故障检测项目不尽相同,故障代码储存和显示方式也有所不同。

故障代码存在随机储存器(RAM)中,随机储存器与蓄电池直接相连,故障代码可长期保存,清除故障代码需要断开专门的随机储存器连接电路或者直接断开蓄电池。

目前,解读电控汽车故障代码大多是通过三种方式来获取的。

一种是靠仪表盘上的故障指示灯间隔闪烁次数来读取;第二种是借助于专用的车型解码仪直接读取故障码;第三种是靠国内厂家生产的故障代码分析仪,以汉显的方式读取故障代码的汉语文字说,以汉语文字的方式获得故障代码含义,是广大汽车维修者普遍青睐的一种方式。

本人从事广本汽车维修排故半年,累计一点经验,在针对发动机排故,用广本的专业加码仪器HDS进行排除思路分析,希望对同行以后工作中有一点帮助与参考,如本论文有不足之处希望大家批评指正。

1、发动机抖动故障排故思路分析

(1)造成发动机抖动的原因是多种多样的。

但是根源在与混合气浓度和点火的质量和汽缸的压缩压力。

我们可以从这三个大方面入手,分析影响混合气浓度方面的各种原因,分析影响点火质量方面的各种原因,从大系统开始,慢慢分析至有联系的各个传感器和执行器以及各部件的控制线路等。

在排故中我们要知晓发动机是一个系统,每个传感器和执行器是相互配合工作的,不可以针对一点去看问题,要整体的分析问题。

针对抖动故障排故难度大,所牵涉的面较广,但是我们只要把握总的原则,是可以轻松排除发动机抖动故障。

检修时应依据故障现象,结合故障代码、检测仪器、维修资料、系统电路图、控制原理等,熟练运用发动机理论进行逻辑分析,确定故障的类别和根源,并通过检测确定故障部位,应注意区分是机械系统故障还是电控系统故障,并根据实际情况进行检修。

检修时检修流程要根据发动机舱内的布置形式和故障原因,遵循先动脑后动手、先简后繁、先外后内的原则灵活安排。

在广州本田雅阁轿车发动机抖动排故中我们可以从五个方面来进行分析讲述,这五个方面就是:

进气系统,燃油供给系统,点火系统,排放控制系统(EGR、EVAP等),机械机构(配气机构、曲柄连杆机构、冷却系统、润滑系统)。

1.1进气系统

1.1.1进气系统电子节气门相关参数

HDS数据中与电子节气门有关的参数如下:

其中各个参数含义如下:

1.1.1.1APP传感器:

■APP传感器有电压和%两种显示方法

■APP传感器A是APP传感器B的两倍,这是由它们的信号电压特性决定的,以实现相互监测功能。

1.1.1.2TP传感器:

■TP传感器与TP传感器A和TP传感器B有电压和%两种显示方法

1.1.1.3相对TP传感器:

A:

默认位置(当点火开关打开时)

B:

全闭位置(0°)

相对TP=(TP-B)/(100-B)

B为节气门正常时全关时的角度,正常时为10%

如下图:

相对TP为:

36%=(42%-10%)/(100%-10%)

所以相对TP的含义为指示节气门在节气门实际全开度的比例,数值范围为0%-100%。

TP的数值范围为10%-100%

此外,相对TP传感器这个参数对监测进气系统漏气有一定作用,进气系统会有漏气故障发生,发生漏气的原因有以下几种情况:

1、IAC阀实际开度偏大,结合此时IAC指令可以判断几种情况

  1)IAC指令小于实际开度,一般为IAC阀卡在目前较大的开度,无法再关小(这种情况最多)

  2)IAC指令与实际开度一致,一般为PCM接收判断怠速控制的信号偏差,造成怠速偏高故障(有发生,但数量不多)

2、节气门关闭不严(积碳或拉线等原因)

3、节气门后部进气管路有漏气

    

当发生以上漏气后,PCM无法知道是哪一种原因造成漏气,处理结果就是PCM认为此时的漏气只是由于节气门关闭不严造成的,这时PCM会把这些漏气量进行估算,即查阅怠速转速与节气门开度之间的对应表,如1000rpm的转速对应了0.85V(假设对应15%)的节气门开度,将此节气门开度与0.49V(对应10%)的节气门开度进行比较,就得到了15%-10%=5%的相对TP数值

1.1.2怠速

■指示目前PCM判定发动机是否处于怠速工况

1.1.3节气门开度

■在怠速时目标节气门与怠速目标节气门数值相等

■在怠速以上负荷时,目标节气门数值一般大于怠速目标节气门数值,此时的怠速目标节气门数值为PCM为发动机重新进入怠速工况时节气门的开度,所以会随目标节气门数值发生变化,保证发动机重新进入怠速工况时运转

1.1.4电机负荷

■电机负荷与目标节气门之间应该存在一定的合理关系

■VSA(车辆稳定辅助)节气门要求开度为此时VSA系统允许的最大节气门开度

■定速节气门需要量是巡航单元计算出的节气门开度需求值

1.1.5TACM继电器

TACM继电器用于给电子节气门控制模块供电,在点火开关“ON”后,此参数应该显示“打开”,表明此时开始给电子节气门控制模块供电

1.1.6电子节气门工作原理简介

凡是使用了TCS(牵引力控制系统)或VSA(车辆稳定控制系统)技术的车型,在TCS作动时除了对驱动轮施加制动外,还通过电子节气门对节气门开度进行控制。

所以必须要安装电子节气门控制系统ETCS。

通过ETCS,PCM能够以电子信号的方式,接收到驾驶员操纵加速踏板行程的数据,根据这些数据计算驾驶员所要求的扭矩,然后,再根据计算扭矩对节气门的开启和关闭进行控制。

⏹适应了牵引力控制系统的发动机控制的要求,在驱动轮由TCS施加制动时,减小节气门开度,以免损坏变速器。

⏹通过在换档期间对节气门的开度进行控制,优化了自动变速器在换档时的振动,提高了操作平顺性。

⏹简化了巡航控制系统,取消了巡航执行机构,直接由节气门做动器进行巡航控制。

1.1.7ETCS结构及工作原理

■TP传感器

■APP传感器

■节气门做动器

■节气门做动器控制模块

1.1.8TP传感器

节气门体总成内设有两个节气门位置传感器。

一个用于向PCM发送实际的节气门开度,而另一个则用于检测控制传感器的异常,以确保传感器的可靠性;节气门体的树脂盒内装入了两对电位计;节气门体内的两对电刷根据节气门的移动量来接触可变电阻器,触点上变化的电压信号被发送到PCM。

通过节气门的开启和关闭,可以整个发动机转速范围内实现进气控制,由此,即可去除进气控制阀(IACV)。

1.1.9APP传感器

用于监视加速踏板的开度,当加速踏板被踩下时,电阻改变,从而导致电压变化。

此传感器将改变的电压值发送到PCM;一个电位计用于向PCM发送驾驶员所操纵的加速踏板行程,而另一个则用于监视传感器值是否正常,以确保传感器的可靠性;两个传感器具有不同的可变电阻范围;传感器支架上设置有限位器,其设计意图是,如果连杆转动超过一定量时,则加速器拉线连杆将撞击到限位器上。

电位计

 

1.1.10节气门动做器

在不向电机提供电源时,节气门在节气门体内的缺省弹簧力的作用下,从其全闭位置稍微开启一点;当向电机供给电源时,电机将通过中间齿轮,实现节气门的开启和关闭;开启和关闭节气门的力矩采用负荷控制;当断定驾驶员要求快速加速时,施加到电机的电流量将增大,从而加大转动力矩,以迅速做出反应;当力矩水平达到能够满足目标节气门开度的水平时,负荷率即受到控制,以保持节气门的位置;在关闭方向上,当使负荷系数小于被保持的恒定值时,节气门即在节气门回位弹簧力的作用下回位;当需要快速减速时,如驾驶员突然松开加速踏板时,电机的极性将被反转,以完全关闭节气门。

发动机熄火时,节气门有初始的打开位置,此位置的进气量能够保证发动机以2000rpm的转速运转,起动后,节气门会适当关小节气门开度,若卡死在这个位置,发动机会通过喷油量的控制,使车辆一直处于“游车”状态,转速忽高忽低。

 

1.1.11系统工作图

1.1.12电子节气门控制系统电路图

1.1.13PCM相关插脚功能说明

D2:

向APP传感器输送5V电压,提供传感器电源

D15:

给APP传感器提供接地

D3、D9:

PCM接收APP传感器提供的油门踏板位置信号

1.1.14节气门做动器控制模块插脚说明

2:

节气门做动器控制模块电源端

6:

PCM控制节气门做动器控制模块的控制线

14:

节气门做动器控制模块反馈给PCM的信号线

8、1:

节气门做动器控制模块控制节气门做动器的控制线

12、10:

TP传感器给节气门做动器控制模块的节气门开度信号线

9:

节气门做动器控制模块给TP传感器提供接地

11:

节气门做动器控制模块给TP传感器提供电源

7:

节气门做动器控制模块的接地线

1.1.15节气门体插脚说明

2:

TP传感器电源

1、3:

TP传感器信号提供给节气门做动器控制模块

4:

TP传感器到节气门做动器控制模块接地

6、5:

节气门做动器电机的控制线

1.1.16MAF传感器

广州本田车型从08雅阁开始增加了MAF(进气流量传感器),通过对吸入空气量的直接检测使混合气浓度控制更加高精度化,以达到提高A/F控制性能、降低有害气体排出的目的。

MAF传感器可通过对空气量的直接检测提高检测的精度,但在发动机启动及踩油门踏板等情况时,节气门开启时的检测精度不高,因此需要利用MAP传感器进行补正。

MAF算出使用时的汽缸吸入空气量

 

空滤

 

通过空气量 ± 进气歧管填充空气量 = 汽缸吸入空气量

进气系统检查几个基本步骤

1.MAP、MAF与TP、IAC指令的关系

可以得到的信息

进气系统漏气、排气管路堵塞、配气机构不良、MAP、MAF数值偏移,必要时还要进行缸压测试等辅助检查。

2.怠速工况能否识别

IAC指令与怠速稳定相关因素的关系是否合理,如ECT、IAT、空调压缩机电磁离合器是否吸合

可以得到的信息

IAC发卡、IAC堵塞、TP传感器信号是否合理

3.电子节气门车型,还要检查

APP信号A、B之间的对比、TP传感器A、B之间的对比

目标节气门、怠速目标节气门数值与发动机工况匹配是否合理

电机负荷与发动机工况匹配是否合理

可以得到的信息

TP传感器、APP传感器是否正常

节气门电机是否异常

4.VTEC电磁阀作动及停止作动时刻与发动机工况匹配是否合理

5.VTC系统检查

VTC状态作动及停止作动时刻与发动机工况匹配是否合理

CMP控制指令是否合理

CMP控制与CMP控制指令是否一致

VTC电磁阀负荷与CMP控制匹配是否合理

6.其它检查

如应检查EGR故障、EVAP和进气管漏气资料、排气管堵塞故障等。

1.2燃油供给系统

1.2.1燃油供给系统ST、LT参数异常时的处理

短期燃油调整(ShortTermFuelTrim(ST))是指,由于O2反馈控制的瞬间燃料补偿系数。

长期燃油调整(LongTermFuelTrim(LT))是指ST的平均值。

在HDS上是以数值记载,1.00时为理论空燃比。

当数值大于1时,表示会多喷射燃料,并表示浓度低。

相反,当数值小于1时,表示会少喷射燃料,并表示浓度高。

在正常的情况下,是要通过控制达到理论空燃比,在两个临界值之间存在LT。

但是,如果发生了浓度偏低故障时,LT的补偿系数就会在+侧的临界值之上,并且使MIL灯亮。

相反,如果发生浓度偏高故障时,LT的补偿系数就会在-侧的临界值之下,并且使MIL灯亮。

 

1.2.2浓度偏高故障(P0172),向浓度低的一侧偏移(ST小于1)时的处理方案:

故障形态

故障零件

零件的故障原因

深入原因分析

故障容易再现区

P0172

燃料・汽油蒸汽过多或吸入空气量过少

 

燃油压力调节器

燃油压力过高

燃油增多

低负荷低转数

喷油嘴

流量增大

燃油增多

低负荷低转数、均速行驶

各气缸流量增大

燃油增多

怠速,低转数

A/F传感器

传感器输出特性向浓度低方向偏移

燃油增多

全部(反馈中)

PCS(炭罐电磁阀)

OPEN故障

以含燃油空气替代新鲜空气

怠速,低转数

气门间隙

间隙大

进气减少

怠速

各气缸间隙大

进气减少

怠速

各种传感器(IAT,ECT,MAP,TH,AFM)

燃料增大侧

特性偏差

燃油增多

低转数低负荷

EGR阀

EGR量増大

造成进入新鲜空气量减少

低转数低负荷

燃料

混入汽油以外的燃料

混入比汽油耗氧量大的燃料

全部

排气系统

破损

燃油增多

全部(反馈中)

VTEC

Hi/Lo切换不良(该Hi时保持Lo)

进气减少

高转速(机械Hi固定)

SO2传感器

传感器输出特性向浓度低方向偏移

燃油增多

1.2.3浓度偏低故障(P0171),向浓度高的一侧偏移(ST大于1)时的处理方案:

故障形态

故障零件

零件故障原因

深入分析

再现区

P0171

燃料过少

/吸入空气量过多/点火不良

 

燃油压力调节器

燃油压力下降

燃油减少

高转速,高负荷时

燃油泵

流量下降

燃油减少

高转速,高负荷时

喷油嘴

流量下降

燃油减少

高转速,高负荷时

各气缸流量低

燃油减少

高转速,高负荷时

A/F传感器

传感器输出特性向浓度高方向偏移

燃油减少

全部(反馈中)

气门间隙

间隙小

进气增多

怠速

各气缸间隙小

进气增多

怠速

各种传感器

(IAT,ECT,MAP,TH,AFM)

向燃料减少侧

特性偏差

燃油减少

低转速,低负荷

EGR阀

EGR量减少

造成进入新鲜空气增多

全部(反馈中)

燃料

混入汽油以外的燃料

混入比汽油耗氧量小的燃料

全部(反馈中)

燃料配管

堵塞

燃油减少

高转速,高负荷时

点火系统零件

点火不良

误认为混合气偏稀,造成加浓

点火系统零件

空气泵

On故障 (因向排气岐管供给外部空气,导致浓度低。

误认为混合气偏稀,造成加浓

高转速,低负荷时

SO2传感器

传感器输出特性向浓度高方向偏移

燃油减少

全部(反馈中)

燃油供给系统检查几个基本步骤

1.闭环工况A/F传感器数值检查(包括数值大小和周期检查)

2.HO2SS2数值检查(包括数值大小和周期检查)

3.FSS、A/F传感器(或者是HO2S)、HO2SS2、ST、喷油器脉宽

可以得到的信息

ST的上下偏移可以得到很多信息,具体处理参照上文ST异常处理表格。

分析时要注意区分本车型生产年款根据本车型的实际原理结构才能准确的判定故障。

4.其它检查

如应检查EVAP系统、燃油管路等

1.3点火系统

点火系统检查几个基本步骤

1.点火提前角在各工况时的数值是否合理

注意

由于影响点火提前角的因素比较多,PCM也经常会利用调整点火提前角来实现各种目的,所以,单独靠这几个数据判定点火系统是不够的,还需要其他辅助检查,如火花塞的外观检查、型号检查、点火线圈检查、控制线路检查等检查项目。

2.爆震延迟检查

当发现爆震严重时,注意检查积碳、汽油标号等

3.失火检查

应按照规定要求的失火处理流程进行

1.4排放控制系统

EGR动作并非在所有运转状况下都被使用,而是基本上以中负荷领域内的动作为主。

象空转这样的低负荷领域情况下,因为燃烧不稳定,所以不引进EGR。

当为高负荷领域时,为了防止全开时的输出下降,也不引进EGR。

EGR闭时的扬程传感器电压如图4所示,为线性特性。

初期基准值设定为约1.18V,因为会受到老化等的影响,所以有可能在0V~1.6V之间变动,阀门磨损会造成小于1.18V,阀门积碳会造成大于1.18V。

 

 

 

EGR阀开度很多时候与MAP波形保持一致,这是正常现象。

当EGR阀存在关闭不严故障后,会由于EGR阀漏气造成MAP数值异常,如下图:

三元催化器监测

三元催化器会发生堵塞或化学性能失效两种故障

三元催化器堵塞可以利用进气系统相关参数进行检测

化学性能失效可以通过前后氧传感器的数据进行检测

E-OBD车型的PCM监测TWC方法是利用A/F传感器和H02SS2,有的车型利用HO2S和HO2SS2,所以对于非E-OBD的车型可以参考这种方法。

使用A/F传感器和H02SS2的车型参考“预测SO2偏差检测法”

使用HO2S和HO2SS2的车型参考“SO2反转周期检测法”,如下图为CITYHO2S和HO2SS2的对比波形:

上述车型是CITY,通过前后氧传感器时刻和周期的对比,可以掌握三元催化器化学性能基本良好。

排气系统检查几个基本步骤

1.利用氧传感器等数据检查TWC

主要是利用进气系统的MAP等参数监测堵塞情况,利用氧传感器等数据检查TWC的化学性能.

2.EGR系统检查

将EGR阀开度与发动机工况参数(转速、TP、ECT)一起分析,检查匹配是否合理

EGR升程和EGR升程控制指令一致性检查

可以判定是否存在流量异常、EGR阀通路堵塞等症状

3.EVAP系统检查

将EVAP控制开度与发动机工况参数(转速、TP、ECT)一起分析

可以初步判定是否由于EVAP系统造成发动机故障,此外进一步检查还需要接合其它直接检查手段。

1.5机械机构

发动机缸体、缸盖、配气机构、曲柄连杆机构等一系列机械系统发生故障后,有些会影响到发动机的参数发生异常,以影响ST和失火这两个参数居多。

此外,其他造成ECT数值异常、MAP数值与发动机工况配合不合理等等很多信息也可以初步判定一些故障,进一步检查需要各种直接检查手段。

2.维修实例之怠速抖动的排故方法

2.1M5一个点火线圈损坏造成怠速抖动,提速慢

故障车型:

05款CM5

故障现象:

怠速抖动,提速慢

故障确认:

此车怠速抖动,提速慢,如下图所示

故障分析:

进气系统检查发现,启动有点困难,IAC开度过大造成MAP数值过高,此时也仅能够维持基本怠速运转,表明存在燃烧不良

燃油供给系统检查ST略大于1(某缸点火不良也会造成这种现象)

怠速时点火时刻不稳定也体现了点火系统可能异常

3故障处理

1.启动有点困难但是可以着车,则基本的油电路正常,但是启动后性能不稳定.断缸法检查各缸有无缺缸,检查各个缸的点火火花情况,发觉4缸火花偏弱.

2.检查4缸点火线圈电阻,发觉此级线圈数值过大,更换新点火线圈,在次启动测试为正常。

3.以下为检测电路图。

 

 

4.修理总结

5.传统非DIS点火系统元件数目比较多,故障形式比较多,例如分电器或高压线漏电,点火线圈损坏,故障点比较多,需要仔细检查才可以。

另外,点火系统的高压线和点火线圈在冷态和热态时的通断状况在有故障时是不同的,这一点请特别注意,测量时要注意测量温度不同,可能结果不同。

3.维修实例之怠速抖动,加速无力

3.1三元催化器堵塞造成动力不足

故障车型:

03款CM5

故障现象:

怠速抖动,加速无力

故障分析:

进气系统检查,发现怠速时IAC阀开度和MAP数值偏高

燃油供给系统检查,发现ST数值稍微有些偏移

综合以上数据发现,需要检查进气系统、排气系统,检查三元催化器堵塞。

故障处理:

1、检查空气滤芯,正常。

2、怠速正常,则检查加速时的油压是否正常,结果正常。

3、检查火花塞的工作状况,可以知道点火系统工作的好坏,检查火花塞的工作状况良好。

4、升起车辆检查排气系统是否正常,举起车辆后,发现排气管有碰伤,拆下三元催化器,发现已经堵塞,更换后,故障排除.(以下图所示)

 

修理总结:

三元催化器可以使汽车的排放废气更加清洁,但是前提条件是使用的汽油一定要达标,而且是无铅汽油,不然的话,三元催化器的寿命会很短,而且容易堵塞,产生故障。

但是多数车型要行驶2万公里以后才会出现问题,这一点也要注意。

4.维修实例之怠速抖动,而且发动机故障灯偶尔会点亮

现象:

03年产广州本田雅阁CM5汽车发动机怠速抖动,而且发动机故障灯偶尔会点亮。

故障检修:

进行故障检查,维修人员发现发动机怠速转速在700~1000r/min之间不断变化,而且仪表板上的发动机故障灯点亮。

进行原地加速试验,踩下油门踏板后,发动机转速在升高到1800r/min之前只能保持游车状态提高,发动机转速达到1800r/min以上时,踩油门踏板发动机转速可以顺利提高。

用本田专用HDS诊断仪调取发动机故障码,有2个故障码P0511和P2195,含义分别为怠速空气控制(IAC)阀电路故障和后空燃比(A/F)传感器信号偏稀。

清除故障码并进行怠速学习,进行路试,试车很长时间后也没有出现怠速不稳和故障灯点亮的现象,维修人员认为之前的故障码只是偶性故障码,发动机系统已经正常,于是交车给用户。

  第2天,该车又因为同样的故障进厂,发动机怠速抖动现象更加严重,而且发动机故障灯再次点亮。

用HDS诊断仪又调出了故障码P0511和P2195,查看数据流,发现有4个数据异常:

①节气门位置传感器角度在9%~15%之间变化。

②怠速控制阀的数值在9%~18%之间变化。

③喷油时间在4.67~10.00ms之间变化,但会无规律地出现0ms,即喷油器不喷油的现象。

④点火提前角在7~14°之间变化,但会无规律地出现-2°和-10°等数值。

  从数据流分析,异常的数据都与故障码P0511有关,按照维修手册上P0511的故障检修流程检查,线路连接没有问题,更换怠速控制阀,清除故障码并进行了怠速学习。

查看数据流,数据正常而且发动机运转正常,但经过一段路试后,发动机又出现了怠速不稳的故障。

维修人员尝试更换了节气门体、发动机控制单元以及汽油泵总成,但是都没有排除故障。

  检修工作进行到此,似乎没有办法继续下去。

笔者对前面的检修工作进行了总结,结合故障现象,笔者认为故障原因还是应该在发动机的电控部分,应该是某个传感器提供的信号偏差,导致发动机控制单元不能发出正确的执行信号。

  从故障码分析,怠速控制系统出现问题的可能性比较大,但是已经检查过相关线路,也更换过怠速控制阀,都没有发现问题,为什么在路上行驶一段时间就会出现故障呢?

本人认为,有可能车辆在行驶过程中由于振动导致线路出现接触不良的情况。

找到怠速控制系统电路图,用跨接线将怠速控制阀上3线插头中的黑/红色信号线与发动机控制单元上的线束插接器A12中的黑/红色信号线直接相连后,然后进行路试,试车很长时间都没有出现故障。

拆除跨接线,将插接器A12中的黑/红色线与车身搭铁之间接入万用表,观察电压情况。

测量静态电压为11.80V,等于蓄电池电压,但上路行驶一段时间后,电压突然变为0V,然后发动机故障灯点亮并出现怠速抖动现象。

通过以上检查可以确定,发动机控制单元上的线束插接器A12中的黑/红色信号线与怠速控制

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