电控发动机在维修中的常见故障及维修方法.docx

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电控发动机在维修中的常见故障及维修方法

一、故障码的成因及作用

无疑，故障码对诊断发动机电控系统的故障十分重要的。

所以只要发动机故障指示灯亮，我们都应当用故障诊断仪读码，并在读取后记录下来、消除故障码，发动或试车后再读。

接着就先排除故障码所指示的故障。

但许多情况下发动机电控系统的传感器或执行器已有了故障。

但发动机控制单元却不会生成和记下故障码。

这什么缘故呢？

这因为水温、气温、节气门位置、空气流量、真空度传感器等都采用由发动机控制单元供给这些传感器5v参照电压，传感器再输给发动机控制单元的信号电压0.1v～4.9v（此处为说明原理用数字，不作检测传感器好坏的标准）。

发动机控制单元只要收到传感器这样的信号电压，发动机控制单元都认为传感器好的，信号电压可靠的，发动机控制单元不会产生故障码。

而事实上，尽管信号电压在0.1v～4.9v这一窗口中，但传感器性能可能已有问题了，信号电压已失实了。

下面我们试以水温（发动机冷却液温度）传感器为例，说明上述情况。

正常水温传感器电阻——温度对照表

温度℃－4004080120140

电阻Ω453005800118032711470

如果水温传感器中的电阻器在0℃时只有327Ω电阻，那么它送给发动机控制单元的一个水温80℃的信号，而实际水温仅0℃。

这就导致冷车启动困难或不能起动、快怠速过高或不稳，还可能出现故障码“00561混合气自适应超限。

”而在热车后发动机怠速则可能保持稳定。

可由于对水温传感器引起的信号电压变化仍在窗口范围内，发动机控制单元并不会生成有关水温传感器的故障码。

同理，若水温传感器的电阻过大，但又未断路时，也向发动机控制单元输送失实的水温信号。

例如水温实际在100℃，送去的信号电压却0℃时的，发动机控制单元认为水温0℃而指示喷油器多喷油，造成热车混合气过浓、冒黑烟等。

但此时发动机控制单元也不会生成有关水温的故障码。

这就说目前生产的捷达和桑塔纳等车上的发动机控制单元的故障码生成通常只反映传感器典型的故障状态：

短路或开路。

而传感器性能问题还不能反映出来。

当水温传感器电阻大于45300Ω或小于70Ω时，发动机控制单元内生成水温传感器故障码，同时点亮仪表板上的故障指示灯（如果有此灯的话），此时发动机控制单元用进气温度作水温替代值或用19.5℃固定温度作水温替代值（具体用何种视发动机控制单元版本号而定）。

此类故障可用读取数据流或用万用表对传感器作细致的直接测量来判断其性能否正常，本章第二节中会有多个此类实例。

二、数据流的应用

数据流（数据块）又称保持帧，它是指含有某一特定时间车辆工作状况的数据块。

目前国内外正规生产的汽车发动机控制单元中都有丰富的数据流存储调用功能，尤甚是大众车系。

国内很多修理厂都有可读数据流的故障诊断仪，但很多修理工却不愿用。

1、不愿用数据流的原因

（1）部分故障诊断仪界面是外文，看不懂。

（2）界面虽是中文，但读到是否是正确值却不知道。

这是缺乏资料，或嫌看资料麻烦。

（3）原厂规定的正常值范围较大，往往数据流符合正常范围，但车辆仍有故障。

所以认为读数据流没多大用。

这是缺少综合分析及积累正常车数据流的缘故。

2、实例

桑塔纳2000GSi或捷达AHP发动机。

故障现象：

怠速不稳、加速冒黑烟。

故障诊断与排除：

（1）读故障码：

00561混合气自适应超限和00522水温传感器断路/对正极短路。

记下故障码后清码，重新读码，只有“00522”水温传感器。

经查水温传感器为0Ω,更换后发现故障照旧。

至此，故障码作用已尽。

（2）不读数据流诊断方法（假定式）：

A、怠速不稳，请洗节气门体后重做基本设置；

冒黑烟，查油压，正常。

清洗喷油器，换汽油滤清器。

再次发动发现仍冒黑烟，但怠速已变平稳。

B、由于还冒黑烟，就更换氧传感器，但无效。

检查火花塞与高压线，高压线正常，火花塞间隙较大且发黑。

更换火花塞，试车故障现象减弱，但加速时仍冒黑烟。

C、至此，有人说是发动机控制单元损坏、有人说是点火线圈损坏、有人说是气门正时不当、有人说是空气流量计损坏……。

本着从简到繁、从不换件到换件的程序。

检查配气正时，良好。

更换点火线圈，无效。

更换空气流量计后，故障消除。

（3）读数据流诊断方法（以桑塔纳2000GSi为例）

对于排气管冒黑烟且怠速不稳的发动机，可续01、02组和07组的数据流。

从07组读到：

混合气λ控制-23%（正常是-10%~10%），λ传感器电压0.68V（正常是在0.1v~1.0v之间变化）。

这说明混合气确实过浓，已远远超过了λ控制的能力。

从02组读到：

发动机负荷2.8ms（正常是0~2.5ms）；发动机进气空气流量为5.8g/s（正常为2.0~4.0g/s）。

从01组读到节气门开度角为4.5°（正常是0~5°）。

虽未超限，也偏大。

怠速时，由于节气门位于怠速位置，发动机控制单元又力求按怠速来调节发动机转速，所以λ控制超限。

而进气流量过大，发动机控制单元认为是发动机负荷大，又不会减少喷油脉宽（即喷射持续时间），导致怠速忽高忽低。

由于怠速喷油脉宽大，加速时喷油脉宽就更大，导致排气管冒黑烟。

清洗节气门体更换空气流量计后故障消除。

（4）两种方法对比

读数据流，作了定量分析，可以有目的地去检测更换有关元件。

用读数据流方法少换了火花塞和点火线圈；减少了故障诊断时间，省工省料。

3、数据流使用体会

（1）在分析某个元件的数据流时，不能只看这个元件的数据流及变化，而应将与该元件关系密切的几个元件的数据流汇集到一起，作综合分析，才能得到正确结论。

（2）良好的发动机其元件数据流都接近维修手册正常值范围的下限。

以下以桑塔纳时代超人（GSi）空气流量计相关数据流为例作一说明。

显示项目维修手册中正常值范围某加速性能不良发动机经验积累的正常值范围

发动机转速800±30r/min750～1100r/min760～800r/min

进气质量2.0～4.0g/s3.6g/s2.5～2.8g/s

发动机每循环喷射时间2.0～5.0ms2.3ms1.65～1.90ms

点火提前角12±4.5°10～16°12±2°

节气门角度0～5°4.5°2～4°

氧传感器电压0.1～1.0v（变化）0.65v（固定）0.1～0.9v（变化）

从上表可见维修手册中正常值范围较大，如果某发动机各数据值都在正常值范围内边沿处，那么该发动机很可能有故障了。

（3）用氧传感器数据判断发动机是否良好，是一种简单可靠的办法，详见本章第一节“五、氧传感器维修体四则”中“2”。

三、节气门体基本设置的原理

大多数大众车采用代号为J338的节气门控制组件，如图

所示，它的最大特点直接调整节气门开度大小来控制怠速。

而其它公司发动机几乎都采用控制绕过节气门的旁通空气来控制怠速（如步进电机式怠速控制阀）。

大众车J338节气门控制组件结构较复杂、工作较为可靠。

在我国汽油和空气条件，节气门常因脏污而影响怠速，这样就要折下来清洗节气门，但不可清洗节气门位置传感器和怠速电动机，以免清洗剂损坏绝缘。

在每次拆装节气门体后，无论清洗或更换新体节气门控制组件，都应当用故障诊断仪对节气门控制组件作基本设置。

如果不进行基本设置，发动机控制单元与节气门控制组件间的工作就会不协调，表现为怠速不稳或偏高、偏低。

当然这暂时的，多次发动及行驶一定里程会趋于正常。

如果采用基本设置，发动机控制单元就可立即使节气门组件处于最佳工作状态，不会因此而影响怠速。

1.为什么要进行基本设置

仔细阅读数据流，会发现节气门变脏污后，发动机在怠速运转时，会使节气门开度增大。

这是因为节流门及节气门体变脏后，在相同的开度下进气量会减小，将不足以维持发动机的额定怠速转速，节气门只好增大开度，以增加进气量；清洗节气门后，怠速时节气门的开度会减小。

同理，怠速控制采用步进电机的车型，当阀芯和阀座变脏污后，它的开启步数会增大，清洗干净后开启步数会减小。

这说明发动机控制单元具有学习功能，不但能够检测到元件参数的变化，还能够适应这种变化。

但是，电控单元如何知道这元件的初始基本参数呢？

这就需要基本设置，在未作基本设置之前，假如发动机控制单元收到了一个节气门怠速位置的电压信号，但并不知道其开启角度，这因为发动机控制单元还不知道节气门最小怠速位置、最大怠速位置的电压值等基本参数。

如果发动机控制单元知道了节气门最小怠速位置、最大怠速位置，就知道了怠速节气门电位计的电压范围；发动机控制单元知道了怠速节气门电位计的几个中间位置的电压值就知道了怠速节气门电位计的特性。

这样，当发动机控制单元收到任一位置的信号电压时，都能判断出节气门的开度。

基本设置就让发动机控制单元了解节气门控制组件的基本特性、基本参数，这样才会在以后的运行过程中自动地调整它与节气门的动作。

2.基本设置的“通道”

基本设置指人为地创造一个特定的初始状态，即用故障诊断仪命令电控单元作一次基本设置的过程，它由发动机控制单元控制进行，不能人工干预。

不同车型利用不同的仪器进行基本设置，这可以理解的。

但利用相同的仪器进行基本设置时，为什么不同车型基本设置的“通道”不一样呢？

原来，“基本设置”这一功能取决于仪器，但基本设置的“通道（CHANEL）”取决于电控系统所采用的软件。

比如奥迪、捷达、红旗等乘用车都采用相同的故障诊断仪V.A.G1551，其基本设置功能的命令码都“04”，但通道却不同，见下表。

3.基本设置时元件的动作

细心的修理工可能在进行基本设置时已听到节气门体发出“咔哒、咔哒”声，如果此时打开发动机盖，会看见节气门在抖动。

实际上，节气门在节气门体的怠速电机的驱动下作如下动作：

从“初始位置”关闭到最小位置，然后再从最小位置开启到重新回到“初始位置”。

此时，发动机控制单元会把最大、最小及最大与最小之间的三等分点位置记录下来，示意图见下图。

这样，发动机控制单元就识别了节气门体的特性。

图6-1基本设置时节气门的动作

车型电控系统通道（CHANEL）

桑塔纳时代超人GSi博世（BOSCH）098

帕萨特B5博世（BOSCH）098

奥迪200/V6博世（BOSCH）001

奥迪200/1.8T博世（BOSCH）098

捷达王（5气门）博世（BOSCH）M3.8.2098

捷达前卫（2气门）西门子（SIEMENS）Simos-3w060

4.在以下情况下要进行基本设置

由以上原理分析不难得出，在影响到发动机控制单元与节气门控制组件协调工作的因素时，需要进行基本设置：

（1）在更换新发动机控制单元后，新发动机控制单元内还没有存储节气门控制组件的特性，需进行基本设置；

（2）在发动机控制单元断电后，发动机控制单元存储器中的记忆丢失，需进行基本设置；

（3）更换新节气门控制组件后，需进行基本设置；

（4）更换或拆装进气道后，影响到发动机控制单元与节气门协调工作及对怠速的控制，需进行基本设置；

（5）在清洗节气门后，怠速节气门电位计的特性虽然没有变化，但在相同的节气门开度下，进气量已发生突变，怠速控制特性已发生突变，也需进行基本设置。

5.不进行基本设置会有什么后果

节气门控制组件进行维修或更换后，如果不进行基本设置，发动机控制单元与节气门控制组件的工作会出现不协调，如怠速偏高或偏低、怠速不稳等不良现象。

但这种不良表现暂时的，这因为电控单元具有学习并自动适应的功能，只是这个学习与适应过程不如基本设置快、准而已。

也有的机型不用专用仪器也可完成基本设置，如奥迪200/1.8T轿车，在打开点火开关6s以上，同时不起动发动机且没有踩下加速踏板时，自动完成。

也有的车型对以上部件进行维修或更换后，不但要进行基本设置，还要清除原学习值，这与车辆的软件有关。

比如捷达前卫轿车在清洗节气门后，如果只进行基本设置，发动机怠速转速会偏高，这因为电控单元还记忆着怠速时原节气门的开度值。

使用V.A.G1551的功能“10”，选择通道00，执行“清除学习值”功能后，发动机怠速会恢复正常。

四、大众车维修经验汇编

1、分缸高压线电阻值合于标准，并不能说明高压点火时其高压绝缘良好。

高压绝缘不良往往在急加速时才表现出。

可用示波器判断是何缸或换高压线试验来判断。

2、捷达车，电控有时拔下水温传感器插头起动发动机，发动机不能起动，此时装上水温传感器插头，发动机可能也起动不了。

只有对发动机控制单元重新作基本设置后，发动机才能正常起动。

3、修理中，某些故障码用故障诊断仪清不掉、从而也无法进行基本设置时，把发动机控制单元插头拔去20s以后再装回，虽然发动机控制单元会记更多故障码，但都能清除掉。

4、大众车常有实际故障是因氧传感器不良，而发动机控制单元却记下空气流量计故障码。

此时拔下氧传感器插头，若故障消除，则换氧传感器。

若故障照旧，再检查空气流量计。

5、捷达前卫GiX型车发动机进气歧管压力传感器线束内导线易被拉断，形成线虚接，导致发动机运转不稳定。

导线被拉断原因往往是发动机支撑松动，发动机前后窜动所致的。

6、判断电喷发动机故障（尤其是怠速不稳）时，通常先电路、后油路、再机械，视情先或后读取数据流。

7、据统计：

故障“怠速不良”，节气门及节气门过脏是最常见的故障原因，清洗即可。

五、氧传感器维修体会四则

1、氧传感器损坏会引起混合气过浓或过稀以及引起怠速不稳等。

判断氧传感器好坏的简易方法是，拆下氧传感器接头，如果故障现象消失，那就是氧传感器损坏。

2、用氧传感器判断发动机状况

当氧传感器信号基准电压为0.45～0.50v，发动机控制单元就认为λ=1。

低于0.45v，发动机控制单元就加浓混合气；高于0.5v，发动机控制单元就减稀混合气。

那么以0.5v为准，信号电压可分为两个区域。

0.1～0.5v和0.5～1.0v。

如果怠速时信号电压在两个区域停留时间相同，而且0.1～1.0v变化频率在30次/分（若低于10次/分，应更换氧传感器），那么发动机配制的混合气是正常的。

急加速

，信号电压应突升至0.8v及以上；猛松油门时，信号电压应降至0.1v及以下，并在此停1～2秒，那么可以判断，发动机性能良好。

通常，氧传感器正常时电压在0.2~0.8v间跳动。

如果在0.1~0.9v间跳动，可能是气缸内积碳过多。

如果固定在0.2v，喷一点化油剂清洗剂，此时，若信号电压升至0.7~0.9v，说明氧传感器是好的，是混合气过稀。

3、如果氧传感器电压不当，可以从进气系统上拨下一根大的真空管，让发动机高速运转，以清除氧化传感器表面的积碳及污垢，有时这种稀混合气对清洁氧传感器，恢复氧传感器工作性能真有作用。

尔后再用数字式万用表检查电压，看是否恢复正常——在0.1～1.0v间摆动。

4、拆下氧传感器后应察看颜色：

A、顶尖淡灰色，基本正常，可不换；

B、顶尖淡白色，被硅密封剂污染，应更换；

C、顶尖淡棕色，被汽油铅污染，可用专用清洗液清洗或更换；

D、顶尖黑色，说明表面有积碳。

一般在消除了发动机积碳故障后，氧传感器积碳也会在工作中自行烧去。

六、发动机控制单元J220相关的工作特性

1、怠速自稳定功能。

怠速的稳定可通过对进气量、喷油脉宽及点火提前角的综合控制实现。

例如，因空气流量计失准造成信号与实际进气量不符而向上段偏差，即趋向于4.0g/s

或更高，为了稳定怠速，J220会增大喷油脉宽以匹配进气量，同时节气门角度相应增大，点火提前角则延后，怠速虽然稳定下来了，随之而来的结果是，氧传感器信号长时间滞留在某个区段，混合气变浓，急加速反应迟钝，缓加速则较正常。

2、自适应功能。

随着车辆使用时间的增加、发动机本身机械性能改变、电气元件老化以及粉尘、颗粒的吸咐等等原因，J220会做出相应的自适应调整。

最明显的例子是，节气门的脏污会令其角度开大些，喷油器脏污会令喷油脉宽延长些。

但是自适应功能不是无限度的调整，当超出设定范围，J220即设置相关故障码，这是与上一功能不同的地方。

3、各传感信号作用程度不同。

发动机控制单元对各传感信号并不是“一视同仁”的，至少划分为重要信号（决定性的信号）、主要信号及辅助信号。

例如，对于固定在缸体上的转速传感器G28来说，它是实现发动机运转起决定性作用的信号，它的丧失会使发动机立即停转且无替代值。

而空气流量信号主要用于计算喷油量和点火提前角度，当它丧失后，J220将用转速传感器G28、节气门电位计G69及进气温度传感器G72做替代值。

因此，当你拔下空气流量计电源插头进行自诊断时，会发现一个有趣的现象，解码器显示“00533

空气流量计G70对地断路或短路”的内容，而它的数据流却依然存在，做加、减速时，信号也能随之变化。

另外，两个传感器之间也会形成作用程度不同的现象。

例如，氧传感器失效则优先设置空气流量计的故障码内容。

但是对于采用了双氧传感器的发动机，当上游氧传感器失效或老化，发动机控制单元会储存氧传感器的故障码（如宝莱）。

总而言之，电控单元内部程序的设计要求我们在对不同车型的检修时，应采取不同的分析思路和诊断方法。

七、大众车怠速不稳的分析

大众车怠速不稳通常可表现为三种类型：

（1）怠速转速有时高于800r/min，有时在400～900r/min之间抖动。

（2）发动机从其它工况转到怠速工况过程中出现不能回到稳定的怠速工况，转速不稳，甚至熄火。

（3）仅怠速不稳，其它工况运转良好。

第一类怠速故障现象的原因主要个别气缸工作能力不良。

而具体原因较多，燃油系、点火系、电控方面、机械方面（如个别缸压缩比低）都可能造成个别缸工作不良。

第二类怠速故障现象的原因是“混合气自适应超限”，因此它必然伴有故障码00561。

“00561混合气自适应超限”和“00533怠速调节超过适应界限”的原因可参照第二章“故障码表”。

值得注意的是：

氧传感器老化、中毒（失效）也会引起或加重上述故障。

第三类怠速故障现象的原因，常常是节气门和节气门体脏了或怠速控制阀脏了。

有时还可读到“00533怠速调节超过自适应界限”。

如果读数据流02显示组，可发现节气门开度角都已大于4o。

第二节发动机电控系统故障排除实例

实例1：

热膜式空气流量计大众车

（一）

故障现象：

怠速不稳、急加速有“坐车”现象（动力不足），有时伴有回火。

故障原因：

输出的空气流量信号低于实际进气量。

故障排除：

（1）阅读故障码，无码。

（2）按现象判断是混合气过稀。

读氧传感器数据流，怠速时电压在0.2～0.3v，急加减速时电压会变化，拆下氧传感器线束插头，现象照旧，说明故障原因不在氧传感器。

（3）读数据流，05组第四区进气流量仅1.4g/s，正常是2.0～4.0g/s。

进气流量过小的原因主要有两个：

一是进气系统有泄漏，二是发动机控制单元收到的空气流量信号低于实际进气流量。

（4）经查，进气系统无泄漏。

拔下空气流量计线束接头，此时发动机控制单元用节气门位置传感器和发动机转速传感器信号来计算进气量，发动机进入故障保护模式运转，此时故障现象消失。

初步断定空气流量计有故障。

（5）检查空气流量计输出信号电压，用大头针插入端子5的线中，怠速时：

量得仅为0.3～0.4v，正常是0.8～1.4v。

急加速时：

量得仅为1.8

～2.0v，正常是3.0v以上。

拆下空气流量计，发现热膜处较脏，用化油器清洗剂清洗热膜（不能清洗电路）后装车，故障消除。

再读数据流，发现怠速时空气流量计输出的信号电压达0.9v，空气流量达2.5g/s，信号正常。

故障原因分析：

热膜脏后，散热不良，要维持热膜正常温度所需的电流强度下降，造成输入发动机控制单元的信号电压过低，发动机控制单元认为进气量小而减少供油量。

在加速时发动机控制单元又断开了λ控制，原来的用λ控制会加浓，此时断开，会导致混合气过稀，出现了上述加速时的故障现象。

实例2：

热膜式空气流量计大众车

（二）

故障现象：

怠速不稳、排气管冒黑烟，加速正常。

故障原因：

输出的空气流量信号高于实际进气量。

故障排除：

（1）阅读故障码，无码。

（2）按故障现象判断是混合气过浓。

读氧传感器数据流，怠速时在0.68v，拆下氧传感器接头，故障照旧，说明故障原因不在于氧传感器。

（3）读数据流，05组第四区进气流量达4.6g/s。

进气流量过大原因主要有两个：

一是发动机负荷过大；二是发动机控制单元收到的空气流量信号高于实际进气流量。

（4）经查，发动机无额外负荷。

（5）检查空气流量计输出信号电压，怠速时达1.9v，远高于标准0.8～1.2v。

拆下空气流量计，热膜处不脏。

清洗后，在亮光下用放大镜观察热膜，发现表面有龟裂。

更换空气流量计后，故障消除。

测量空气流量计怠速时输出电压，为0.9v；空气流量为2.3g/s，均为良好。

故障原因分析：

热膜表面发生龟裂后，其散热速度加强，要维持热膜正常温度（比热膜前方进气温度热丝高100℃）所需的电流强度加大，造成输入信号电压过高，发动机控制单元认为进气量大而加大了供油量，这样大的进气量大于怠速需要，从而导致混合气过浓和怠速不稳，即出现上述故障现象。

实例3：

桑塔纳2000GSi发动机

故障现象：

怠速时发动机抖动较大，行驶中加速不良。

故障原因：

空气流量计断路。

故障诊断与排除：

（1）阅读故障码，有两个：

00533空气流量计对地开路或短路；00561混合气自适应超限。

（2）同时观察数据流，发现进气流量信号可随发动机转速变化，但喷油脉宽及节气门角度均超过经验正常值（1.65~1.90ms及2-4o）。

（3）清洗节气门及喷油器后，装车、清码、基本设定。

但发动机怠速抖动更严重。

（4）再次阅读故障码，仅剩00533，而且再也清不掉。

从空气流量计上拔下线束插头，发现进气流量数据流信号与插着插头时相同。

可见当产生故障码“00533空气流量计对地开路或短路”时，数据流不是真实值，而是替代值（由发动机转速与节气门位置传感器信号计算替代）。

所以此时阅读进气流量数据流已无意义。

（5）仔细检测空气流量计及其线路，结果发现空气流量计线结束插头转角处的信号线断路。

重新整理线束插头后再试车，故障排除。

实例4：

桑塔纳2000、捷达等

故障现象：

怠速不稳、抖动、加速不良、排气冒黑烟，并有“突、突”声。

故障原因：

空气流量计损坏。

故障排除：

（1）问诊：

该车已行驶7万余公里，已有一万余公里未保养，一直用93号无铅汽油，有故障后油耗加大。

（2）阅读故障码，读到二个：

00561混合气自适应超限（下限），00553空气流量计（偶发型）。

（3）清码后再次发动后又出现上述故障现象和故障码。

⑷阅读数据流，氧传感器信号电压稳定在0.865v不变化，但在急加速后减速时电压会变化。

可见，实际上混合气浓，这和氧传感器指示相符合，同时减速时电压会变化，说明氧传感器无故障。

混合气过浓常见原因如下：

（1）空气流量计故障

（2）水温传感器故障（3）燃油压力过高（4）喷油器关闭不严。

本着从易到难，用故障诊断仪读取空气流量数据为5.1g/s，已大于标准2～4g/s，检查水温传感器及燃油压力均正常，喷油器关闭不严是很少出现的，更换空气流量计后故障排除。

⑸如果在“⑷”中氧传感器电压稳定在0.1～0.2v，那么