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广本雅阁发动机电控系统故障的诊断与排除
毕业论文
题目：
广本雅阁发动机电控系统故障的诊断与排除
系部现代制造工程系
专业名称汽车运用技术专业
班级
姓名
学号
指导教师
2010年09月10日
广本雅阁发动机电控系统故障的诊断与排除
摘要
随着汽车电子技术的日趋发展和完善，汽车发动机电控技术已达到相当高的水平，这使得汽车维修行业及维修人员面临一次新的技术挑战。
发动机作为汽车的核心部件，对汽车的整体性能有着重要的影响。
本文对广本雅阁发动机电控系统的组成及工作原理进行了介绍与分析，并对发动机的诊断方法做出了总结。
对常见的故障诊断与排除进行了归纳，通过二个案例的详细分析总结出对发动机寻找故障的技巧和排除方法。
关键词：
发动机；故障；排除
HongdaAccordwithElectronicEngineControlSystemFaultDiagnosis
Abstract
Author:
Tutor:
Alongwiththedevelopmentofautomobileelectronictechnologyisperfect,andautomotiveenginecontroltechnologyhasreachedveryhighlevels,whichmakesthevehiclemaintenanceandrepairpersonnelfacesanewtechnicalchallenges.Thecarengineasthecorepartsofautomobile,hasanimportantinfluenceontheoverallperformance.ThispaperAnBenaccordenginecontrolsystemcompositionandworkingprincipleareintroducedandanalyzed,andthediagnosismethodtomaketheengine.Thecommonfaultdiagnosisandeliminate,throughdetailedanalysisoftwocasesofsearchenginefailuretosummarizetheskillsandeliminatingmethods.
Keywords:
Engine;Fault;Remove
目录
1前言1
2广本雅阁发动机电控系统的概述2
2.1广本雅阁发动机电控系统的优点及工作原理3
2.2广本雅阁发动机电控燃油供给系统5
2.3燃油供给控制5
2.4广本雅阁发动机点火系统6
2.5广本雅阁发动机空气供给系统8
2.6广本雅阁F22B4发动机怠机怠速控制9
2.7VTEC系统结构原理10
3广本雅阁发动机故障诊断方法及流程13
3.1发动机故障诊断方法13
3.2广本雅阁发动机怠速不稳的诊断流程14
3.3广本雅阁发动机无法启动的诊断流程16
4广本雅阁发动机故障的案例18
4.1故障案例一广本雅阁2.2EXI型怠速不稳18
4.2故障案例二广本雅阁中高速加速不良19
结论21
致谢22
参考文献23
1前言
改革开放以来，汽车工业作为我国国民经济发展的支柱产业，进入了一个蓬勃发展的时期。
一方面经过引进技术、消化吸收国外的先进技术，另一方面探索以市场为导向发展生产的道路，得到了健康的成长。
汽车工业的发展已经走入了居民家庭。
现代汽车的技术水平不断提高，特别是电子技术的应用，使汽车的结构性能发生了根本性变化，新的结构原理和装置相续涌现，发动机电控系统故障的诊断与检修问题也接踵出现，对汽车的使用及维修人员提出了新的更高的要求。
经济的发展使汽车已经普及了，发动机的维修也越来越多，为了提高维修质量和效率，就应懂得发动机维修的基本方法和原理。
作为现代的维修人员必须精通发动机电控系统。
因此，我们要全面透彻的了解电控发动机各组成部分的工作原理，掌握其各项功能与作用，根据具体的故障现象结合相关的技术知识、经验，制定出切实可行而又经济的维修方案，已达到排除故障的目的。
我在此对广本雅阁发动机电控系统故障的诊断与排除做个全面的总结。
2广本雅阁发动机电控系统的概述
广州本田雅阁轿车发动机的电子控制燃油喷射系统又称作程式控制燃油系统。
其结构如图2-1所示。
该系统主要包括发动机微机（Electroniccontrolmanage,以下简称ECM）、进气系统、燃油喷射控制系统（PGM-FI）、燃油供给系统、发动机排放控制系统、可变配气相位正时及气门升程电子控制系统（VTEC）、发动机支座控制系统以及自诊断系统。
图2-1广州本田雅阁轿车电子控制燃油喷射系统结构图
1-氧传感器2-爆震传感器3-发动机冷却液温度传感器4-EGR阀及升程传感器5-燃油箱6-燃油蒸发排放控制双通阀7-燃油蒸发排放控制阀8-燃油压力调节器9-燃油泵10-燃油滤清器11-喷油器12-燃油脉冲缓冲器13-EGR阀及升程传感器14-发动机支架控制电磁阀15-进气管绝对压力传感器16-节气门体17-空气滤清器18-共腔19-怠速空气控制阀20-燃油蒸发排放控制电磁阀21-燃油蒸发排放控制膜片阀22-活性炭罐23-进气温度传感器24-三元催化反器25-曲轴转角传器26-上止点传感器
发动机工作时，ECM根据发动机转速和进气管绝对压力传感器的信号得到基本的喷油时间和基本的点火时间，然后再根据发动机冷却液温度传感器及其它反映发动机状态的传感器信号，对基本的喷油时间和基本的点火时间进行修正，以使发动机在各种工况和状态下都是最佳喷油量和最佳点火时刻。
当发动机传感器或其电路发生故障而其信号不正常时，ECM将该传感器信号设定为一个预定值，使发动机能够继续运转，同时，自诊断系统使故障指示灯亮起并以故障代码的形式将故障信息存储在发动机ECM的存储器中。
2.1广本雅阁发动机电控系统的优点及工作原理
广本雅阁发动机电控燃油喷射（EFI）系统能根据汽车运行工况的变化实现混合气浓度的（即空燃比）的高精度控制。
提高了发动机的动力性、燃油经济性和降低了排放污染，比化油器式汽油机供给系统和K型、KE型汽油喷射系统有明显的优越性。
因为电子控制的灵活性和电脑强有力的综合处理能力，使电控系统能够根据发动机运行工况和运行环境的变化，如起动、暖机、怠速、加速、满负荷、部分负荷、滑行、环境湿度、海拔高度和燃油品质等，实现最佳空燃比控制及最佳点火提前角控制，以优化发动机各种运行工况，从而取得良好的燃油经济性和排气净化等效果。
早在广本轿车装用电控汽油喷射系统后，发动机排量不变，与原装化油器式发动机相比，排放污染物减少了50%以上，最大转矩提高了7%，最大功率提高9%，加速时间缩短20%，等速百公里油耗也略有下降，广本发动机及整车结构如图2-2所示。
图2-2发动机及整车结构
普通的发动机在制造出来后，配气相位和气门升程就固定不变了，无法适应不同转速下发动机对进排气的需求以满足不同工况的动力性。
因此，传统的发动机设计人员在考虑凸轮轴型线时都采用折中方案，既要照顾高速也要考虑低速。
但是这种综合考虑的设计方案在某种程度上限制了发动机的性能，已远远不能满足现在车用发动机的要求。
因此，人们希望能够有这样一种发动机，其凸轮型线能够适应任何转速，不论在高速还是低速都能得到最佳的配气相位。
于是，可变配气相位控制机构应运而生。
在可变配气相位控制机构中比较有代表性的便是本田公司的VTEC系统。
但是VTEC系统已经有二十余年的历史，面对日益严格的排放及动力性能要求，已有一点“力不从心”的感觉。
例如VTEC系统的气门升程和正时的变换动作明显将发动机的状态划分为两个阶段，它们之间的转换不够平滑，在VTEC系统启动前后发动机的表现截然不同，连发出的声音也不一样。
为了改善VTEC系统的性能，近年本田推出了i-VTEC系统。
由于i-VTEC系统中VTC机构的导入，使得发动机的配气相位能够柔性地与发动机的负荷相匹配，在发动机的任何工况下，都能找到最佳的配气相位，以最佳的气门重叠角，实现中、低速时低油耗、低排放，高速时高功率、大扭矩，这就像按照人类大脑的要求那样进行控制，因此被形象地称之为“智能化”VTEC。
雅阁搭载的是本田公司全面面向二十一世纪而开发的i系列中的i-VTEC发动机，其目的是为了更好的提高发动机燃油效率、降低排放，同时又保证有足够的动力输出以满足驾驶乐趣的需要。
电控系统工作原理：
如图2-3所示，广本雅阁发动机电控系统是由四个子系统组成：
空气供给系统、燃油供给系统、排气系统和控制系统。
该系统利用各种传感器检测发动机的各种状态，经电脑的判断、计算，使发动机在不同工况下，均能获得合适浓度的可燃混合气并按需要输送到各缸燃烧室内进行燃烧、作功。
最后，系统还将废气排出。
电子控制喷油系统是通过进气歧管绝对压力传感器节气门位置传感器来检测发动机进气量，电子控制单元根据各种传感器的信号进行判断、计算、修正控制喷油器喷油的持续时间，使发动机获得该工况下运行所需的最佳可燃混合气浓度。
空气
图2-3电控系统原理图
2.2广本雅阁发动机电控燃油供给系统
燃油供给系统由油箱、燃油滤清器、燃油泵、油管、喷油器和燃油蒸发排放控系统等构成。
油箱用来储存燃油；燃油滤清器过滤燃油中的杂质与灰尘；燃油泵将油箱的燃油通过滤清器过滤后加压送到喷油系统，并和燃油压力调节器一起建立起稳定的燃油压力，保证喷油系统在恒定的燃油压力下工作；燃油蒸发排放控制（EVAP）系统的作用是尽量减少排入大气的燃油蒸汽。
广州本田雅阁发动机是采用电子控制燃油直接喷射系统，即喷油器在ECU的控制下将燃油直接喷射到喷油器座或燃烧室中，混合新鲜空气后形成可燃混合气用于发动机工作。
2.3燃油供给控制
燃油供给控制分为燃油切断控制和燃油泵的控制。
燃油切断控制是指节气阀闭合时的减速过程中，流向喷射器的电流被切断，以提高1,000rpm以上发动机转速下的燃油经济性。
燃油切断控制也可在发动机转速超过6,700rpm时发生，不论节气阀位置如何，从而保证发动机不过度旋转。
停车时，ECM/PCM5,000rpm（M/T：
4,200rpm）以上发动机转速下切断燃油，如图2-4所示。
燃油泵的控制是在接通点火装置时，ECM/PCM将PGM-F1主继电器接地，该继电器随即发动机运转过程中，ECM/PCM将PGM-F1主继电器接地并向燃油泵输出电流。
发动机停转，且点火装置接通的情况下，ECM/PCM切断连接PGM-F1主继电器的地线，从而切断流向燃油泵的电流。
图2-4燃油控制原理图
2.4广本雅阁发动机点火系统
点火系统工作原理是点火线圈产生的高电压脉冲由线圈导线传至分电器，通过分电器及其转子转动将电压脉冲引导给相应的火花塞高压线，然后送给火花塞，经火花塞产生火花点燃燃烧室中的可燃混合气。
本田雅阁车型发动机中所使用的程控点火（PGM-IG）方式，利用微电脑（发动机电脑ECM/PCM）处理来自上置点信号、曲轴位置信号、气缸位置传感器、节气门位置传感器、冷却水温传感器和歧管绝对压力传感器的输入信号，以确定不同工况下正确的点火正时（如表2-1所示），这样可对点火正时进行最佳控制，发动机电脑的电压脉冲传送给点火电脑以触发电火花，其控制原理如图2-5所示。
ECM/PCM
图2-5控制点火系统原理图
表2-1发动机点火正时修正量
修正项目
相关的传感器及信号
说明
怠速修正
上置点信号、曲轴位置信号、气缸位置传感器、歧管绝对压力传感器
点火正时根据怠速条件下的发动机转速进行修正
发动机暖机修正
发动机冷却水温传感器
按照发动机暖机工况调整点火延迟角；以便在发动机驾驶性能和废气排放等级间能达成良好的平衡
发动机冷却水温修正
发动机冷却水温传感器
发动机冷却水温度较低时修正点火提前角；发动机冷却水温度较高时修正点火延迟角
起动时点火正时设定在上置点前7°，起动状态是由上置点位置传感器（发动机起动转速）和起动信号来判断的。
起动后点火正时的控制是根据发动机电脑中贮存的各种发动机转速和进气歧管真空下的最佳点火正时，即点火三维图。
发动机转速和歧管真空是由相应各传感器输入的信号计算得出的。
电脑控制的点火系统与传统点火系相比较，它不是依靠离心式或真空式点火调整机构来确定随发动机转速和歧管真空的变化而变化的点火正时。
由于它不存在机械调节的不利因素，所以能更精确地调整点火正时。
2.5广本雅阁发动机空气供给系统
空气供给系统的功用是为发动机提供清洁的空气并控制发动机正常功能工作时的进气量。
系统工作原理如图2-6所示。
发动机工作时，空气经空气滤清器过滤后通过绝对压力传感器，节气门体进入进气总管，再通过进气歧管分配给各缸。
节气门体中设有节气门，用以控制进入发动机的空气量，从而控制发动机的输出功率（负荷）。
广本雅阁发动机空气供给系统中，绝对压力传感器测量的是进气管内的绝对压力，流经怠速空气控制阀IACV的空气也在检测范围之内。
图2-6空气供给系统原理图
2.6广本雅阁F22B4发动机怠机怠速控制
本田雅阁F22B4发动机怠机怠速控制由怠速控制阀和快怠速控制阀共同作来完成。
该车怠速空气控制阀（IACV），其结构类型为直线电磁式怠速控制机构，这是一种比例电磁阀的结构形式，由电磁线圈、阀轴、阀等主要部件构成。
它利用电磁线圈产生的电磁力，使阀轴在轴向作位移，从而改变控制阀的开度的（如图2-7所示）。
当弹簧力与电磁吸力相平衡时，阀门开度处于稳定状态。
而电磁吸力的大小取决于ECM根据发动机式况送至电磁式怠速控制阀的驱动电流大小。
当驱动电流大时，电磁吸力大，阀门开度也大；反之当驱动电流小时，电磁吸力也小，阀门开度也小。
图2-7本田轿车IAC阀
1-线圈2-接进气歧管3-来自进气滤清器4-弹簧5-阀6-轴
快怠速阀为蜡式感温开关式，感受从发动机引来的冷却液温度。
当冷却液温度低时，蜡式感温器收缩，使空气经旁通阀绕过节气门进入进气管，从而提高冷车怠速，在冷却液温度升高后，快怠速阀蜡式感温器受热伸长，使旁通阀关闭，此时的怠速进气量由怠速控制阀和怠速调节螺钉控制。
快怠速阀如图2-8所示。
图2-8快怠速阀
1-空气旁通阀2-蜡式感温控制阀
2.7VTEC系统结构原理
在雅阁轿车2.2LF22B4型发动机上，每个汽缸都装备了同普通气门一样动作的4个气门：
2个排气门、1个主进气门和1个副进气门；每个汽缸进气凸轮均有3个，其轮廓均不相同，即气门升程和持续开启角均不相同（中间凸轮的升程、气门持续开启角比主凸轮和副凸轮都大）。
在发动机低速状况下，2个进气门由它们各自的凸轮（主、副凸轮）来控制，主凸轮的升程和气门持续开启角较大，由主进气门供给汽缸混合气，而副凸轮的升程和气门持续开启角极小，此时副进气门打开很小的一个角度，正好能阻止汽化的汽油沉积在气门头上，防止燃油积留在副进气门及管道内，而且这种设计还可使燃烧室内形成涡流，从而获得良好的低速扭矩和响应性；当发动机需要输出较大功率时，3个摇臂由电控液压系统锁在一起而同步动作（2个同步活塞使3个摇臂串在一起）。
此时,主、副进气门通过中间摇臂联接成一个整体，由中间凸轮（高速凸轮）来控制，2个进气门以相同的升程运动，而主、副摇臂不再与它们各自的凸轮（主、副凸轮）接触（图2-9所示），直到VTEC系统关闭为止，这样在高速时也能获得良好的扭矩特性。
图2-9节气门升程控制结构
1-低转速凸轮曲面2-可变气门3-主摇臂4-中间摇臂5-辅助摇臂6-高转速凸轮面
在进气门摇臂轴上，每个汽缸有3个摇臂并排在一起，其中主、副摇臂都驱动气门，中间摇臂压在一个内装弹簧的失效器上。
在主摇臂内有一油道与摇臂轴油道相通，在主摇臂的腔内有一正时液压活塞；右边副摇臂腔内有一同步活塞，在正时液压活塞与同步柱塞间有一回位弹簧。
单气门与双气门操作的切换依靠发动机转速来完成，为了帮助切换，在主摇臂上装有一个正时板。
在发动机转速较低时，正时板在弹簧的作用下挡住正时液压活塞向右运动，在发动机转速升高后由于离心力和惯性力的存在，使得正时板克服弹簧作用力而取消对正时活塞的锁止，并在控制油压的作用下使正时活塞向右运动，使单气门操作状态转换为双气门操作状态，由双气门变为单气门操作则相反，如图2-10所示。
图2-10可变相位正时
1-正时板2-中间进气摇臂3-辅助进气摇臂4-同步活塞B5-同步活塞A6-正时活塞7-进门8-主进气摇臂9-凸轮轴10-低速凸轮11-高速凸轮12-低速凸轮
VTEC的控制系统主要由电控单元、控制电磁阀、控制液动阀、压力开关等组成，主要是采用不同的进气凸轮改变气门升程和定时，其接通与关闭由控制单元ECU根据发动机转速、发动机负荷、车速、冷却水温度、VTEC压力开关等信号确定（如图2-11所示）。
在汽缸盖旁有VTEC控制阀总成，控制阀体三角形板上的圆柱形电磁阀为VTEC控制电磁阀，在阀体上横置的另一电器元件即为VTEC压力开关，在阀体内部有一液压执行阀。
在控制电磁阀没有打开时，在弹簧力的作用下液压执行活塞在最高位置，这时机油经活塞中部的孔流回油底壳；当发动机高速运转时，控制电磁阀接收到控制单元的信号而打开，接通油路，一部分机油便流到液压控制活塞的顶部，使活塞向下运动，关闭回油道,使机油经活塞中部的孔沿摇臂轴流到各气门摇臂的液压腔，流入正时活塞左侧，使同步活塞移动，将主、副摇臂和中间摇臂锁成一体，一起动作使气门开启时间延长，开启的升程增大，从而达到改变气门正时和气门升程的目的。
压力开关负责检测系统是否正处在工作状态并将信号传送给控制单元。
图2-11VTEC的控制系统
控制单元将发动机转速、发动机负荷、车速、冷却水温度、VTEC压力开关等信号进行分析处理后，控制系统的动作。
当出现下列情况时系统才会动作：
（1）由进气歧管压力传感器的数据得到发动机转速高于2300～3200r/min或发动机进入中等负荷以上时；
（2）由车速传感器检测到车速高于10km/h时；
（3）由水温传感器检测到水温高于10℃时；
（4）由控制单元发出信号使VTEC电磁阀打开，液压执行阀动作，使气门机构也随之动作。
3广本雅阁发动机故障诊断方法及流程
3.1发动机故障诊断方法
（1）从车主或接车员了解汽车的故障现象，我们脑海就要形成一个大概的思路，就要着手准备一些将要用到的东西。
例如接入的一辆车怠速不稳且发动机故障指示灯亮，就要准备解码器和该车相关的技术资料，而且要确保配件充足，这样才能保证工作效率。
（2）先思后行，这样可以加深条理，避免盲目拆装，少走弯路。
（3）维修雅阁电控发动机应代码优先，无论是发动机什么故障，如果故障指示灯亮，都要遵循代码优先的原则，因为故障自诊断是一种最直接反应故障的方法。
提取广本雅阁轿车发动机故障代码时，如果没有专用的解码器，可以用故障指示灯闪烁的方法来读取故障码。
方法如下：
点火开关置OFF位置，安装跨接线（SCS）至维修检查连接器，如图3-1所示。
维修检查连接器位于仪表板乘员侧杂物箱下方。
接通点火开头，则仪表板上的MIL指示灯会闪烁故障码。
故障指示灯每秒闪两次表明系统是正常的。
如果有故障将以图3-2的规律闪烁储存的二位数故障码。
若有多个故障码，码与码之间间隔2.5s，并按从小到大的顺序显示，重复显示故障码间隔4.5s。
图3-1安装跨接线（SCS）至维修检查连接器
图3-2故障码读取
（4）读取故障后应先外后内，在电控发动机机当中，绝大多数的故障是由于传感器、执行器与发动机控制模块之间的线路发生故障，不要轻易对发动机部件进行拆检。
（5）诊断出发动机有复杂问题时要“先简后繁”。
汽车故障通常是由一些简单原因引起的，在推测故障原因时，要先从简单入手。
（6）维修完毕后应对故障码清除，一种方法是用故障测试仪清除。
将故障测试仪故障诊断连接器相连，按故障测试仪上的提示操作，即可清除故障码。
另一种方法是手工清码，脱开蓄电池负极端子或拔出电喷ECU保险丝，即可清除故障码。
3.2广本雅阁发动机怠速不稳的诊断流程
参与电脑计算的数据当中，任何一个参数失真，都会导致发动机电脑发出错误的指令，轻则令发动机怠速不稳、功率下降，重则令发动机无法起动。
要更快更好的诊断出发动机怠速不稳，就要做出正确的诊断流程。
发动机怠速不稳的诊断流程如下所示。
（1）在脑海中形成大概的思路，分析可知引起怠速不稳的根本原因可归结以下几点：
1）混合气过浓或过稀
2）个别缸不工作或工作不良
3）发动机超出该转速负荷
（2）检查燃油喷射系统是否出现供油压力不足。
如果喷油压力低于正常值，就会导致喷油量变小，使混合气变稀。
（3）检查点火系统是否正常，高压分火线老化漏电、火花塞工作不良或失效，造成缺缸或点火不良。
火花塞间隙应在1.0～1.1mm之间，中心电极无烧蚀；高压线无裂缝无老化，且电阻小于25KΩ。
不符合要求更换火花塞或高压线。
（4）检查怠速空气控制阀（IACV）是否脏污卡滞或其控制线路断路。
当发动机要提升怠速时，电脑发出的指令无法执行，进气量无法满足负荷的要求，就会导致怠速不稳或熄火。
（5）检查废气再循环（EGR）系统中EGR阀是否有积炭卡滞关闭不严或EGR控制电磁阀关闭不严。
因为发动机在冷态和怠速情况下，EGR阀是关闭的，否则会造成怠速不稳甚至熄火。
如果怀疑是EGR阀故障引起怠速不稳时，可以断开其动力源——真空管（在怠速的时候），如果故障消失说明问题出在EGR系统。
（如图3-3所示，后者在拔下真空管时有漏气声）。
图3-3ACCORDEGR系统
1-EGR阀2-EGR阀高度传感器3-EGR真空控制阀4-EGR控制电磁阀
（6）检查燃油蒸气净化控制系统，发动机温度小于75℃或在怠速的情况下EVAP净化控制阀应关闭，否则可导致混合气过浓，引起怠速不稳，燃油蒸汽净化控制原理如图3-3所示。
图3-4燃油蒸气净化控制系统示意图
1-燃油箱2-燃油箱EVAP阀3-燃油箱注口盖4-EVAP双通阀5-EVAP控制活性灌6-EVAP净化控制膜片阀7-EVAP净化控制电磁阀
（7）检查节气门位置传感器，进气温度传感器，进气歧管绝对压力传感器，检查增加发动机负荷的开关接通情况，空调（AC）开关、动力转向（EPS）开关、制动开关等信号能否到达PCM，PCM将通过怠速空气控制阀提升怠速，以便让发动机有足够的动力来驱动。
这种故障带有一种伴随性，通常在开空调、打转向盘或踩制动踏板时引起怠速不稳，而在其它时候怠速正常。
（8）检查发动机的机械部分，气缸、活塞环是否磨损导致配合间隙过大，或是某些缸活塞环折断造成漏气导致气缸压力不足。
本田雅阁气缸压力额定值为1230kpa，最小值为930kpa。
还可能是正时皮带严重磨损或张紧轮弹力不当，造成正时皮带跳齿。
这时的曲轴位置传感器所反映的一缸上止点位置与实际值有所偏差，导致点火时间不当，同时还会引起配气相位的偏差。
3.3广本雅阁发动机无法启动的诊断流程
如果不能诊断出发动机无法启动的故障原因，就不要试图打开发动机盖，对发动机无法启动故障的快速诊断流程，是汽车维修的基础。
发动机无法启动的流程如下所示：
（1）检查蓄电池，必须要弄清楚，发动机无法启动是不是蓄电池电量不足
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