无故障码时汽车驱动性能故障的诊断方1.docx

1、无故障码时汽车驱动性能故障的诊断方1无故障码时汽车驱动性能故障的诊断方法08-04-23 16:34资讯来源：汽车驾驶与维修 文/Karl Seyfery 译/罗小江 韩建保 不需要多长时间，技师们就能够习惯于对装有第二代车载诊断系统（OBD-II）的汽车进行故障诊断与维修工作，在这些汽车上都安装了动力系统控制模块（PCM），每个PCM能够存储数百个故障诊断代码（DTC）。有了这么多的故障诊断代码，人们就很难想象这样的情形：如果没有一个相应的故障诊断代码帮助你去确定引起故障的可能原因的话，你将如何着手处理一辆驱动性能有问题的汽车？但是，对于一辆新款轿车来说，在发动机管理系统计算机还没有警示有任

2、何故障现象之前，以及在即便出现了故障但还没有让故障警示灯（MIL）亮起之前，轿车是完全可能出现驱动性能或其它的运行方面的故障的。当出现这种情况时，你就需要制定出一套策略来快速高效地找出引起故障的原因并进行相应的修理工作。这便是本文要讲述的主题。在此先提示大家，在汽车故障诊断与维修工作中，故障诊断代码可以是你的朋友，但却不是你的唯一的朋友。故障诊断代码的发展历史及其局限性因为本文讨论的是无故障诊断代码时汽车驱动性能方面的故障诊断问题，因此不必再对故障诊断代码本身进行详细的论述，但在此处花点时间回顾一下故障诊断代码的发展历史，对于衬托本文的主题却是非常有益的。一旦人们弄清楚了故障诊断代码到底能做什

3、么，不能做什么，人们就能清楚地认识到过于相信和依赖于故障诊断代码，将是一件不理智并很危险的事。早期的故障诊断代码的概念其实是很简单的。动力系统控制模块起初主要的功能在于识别出那些检测到超出技术规范值的异常数据的传感器。通过将传感器的读数和保存在永久存储器里的标准数据相比较，动力系统控制模块马上就能确定那些测取到了异常数据的传感器。如果传感器的读数超出了被测量信号的正常范围，或者在规定时间段内没有读数，那么动力系统控制模块就将设置一个故障诊断代码。在绝大多数情况下，动力系统控制模块只能跟踪到发生了断路或短路故障的传感器。如果传感器测量到的数据处于其它的什么状态，动力系统控制模块将无所作为。随着计

4、算机编程技术的日臻完善，动力系统控制模块开始能够从传感器感应到的信息中区分出无意义的部分，也就是说记录下的这些无意义的信号不表明汽车有关系统的运行状态出现了问题。假设发动机已经启动并运行了几分钟，但是冷却液温度传感器却一直显示发动机温度过低，显然这是互相矛盾的。动力系统控制模块应当能够判定这是冷却液温度传感器的电路出现了故障，或者节温器发生了故障，并记录下一个相应的故障诊断代码。在进行合乎逻辑因果关系的检测时，动力系统控制模块可以将两个或两个以上的传感器信号相互进行比较。例如，如果汽车速度传感器的数据显示汽车正处于巡航行驶状态，而节气门位置传感器传来的数据却显示发动机处于怠速状态，这时动力系统

5、控制模块就将设置一个故障诊断代码。在这种情况下，两个传感器中显然有一个是在“说谎”！为了更全面地了解可能出现的故障现象，动力系统控制模块同样也会检查各种执行器的电路，比如怠速马达、燃油喷射器、罐式清洗电磁阀的电路等。如果在这些电路中存在短路、断路、高阻或其它类型的故障，动力系统控制模块也将设置一个与之相对应的故障诊断代码。读到这里，你可能认为使用故障诊断代码对系统进行故障诊断，应当是一个很方便有效的方法吧？但事实上故障诊断代码的作用并没有人们想象得那么好。请你想一想，有多少次你自己发现汽车已经出现了驱动性能方面的故障，而PCM却根本没有任何反应？有多少次PCM设置了故障诊断代码，事后却证明这些

6、记录下的故障诊断代码是在与你“开玩笑”呢？有时候，可能故障诊断代码指示某一个传感器出现了问题，但实际上导致故障发生的真凶却是系统中与传感器毫无关系的另一部件。目前设计出来的PCM的自检模块还不能解决所有问题。虽然PCM被设计得越来越精巧，但它依然存在着不足和局限性，这些局限性与设置的一些基本假设条件密切相关。除了依据收集来的数据之外，PCM还必须基于这些基本假设来作出判断，“而据此作出的判断可能并非总是正确的”。例如，PCM假定所有汽缸中的压力都处于正常的范围内。如果某一个或几个汽缸中的压力低于正常值，那么这个假定就不成立。但PCM默认各汽缸中的压力都正常，于是就会做出错误的判断，向燃油喷射器

7、、点火系统以及其它部件发出不适当的指令。这些指令将使内部部件正常的发动机运行异常，却不能补偿发动机汽缸的低压状态。假设某一个燃油喷射器被堵塞了，该汽缸排放的尾气中将含有大量空气，这会导致氧传感器向PCM发出一个空气燃油混合气比较稀的低电压信号。PCM的控制电脑依据基本假设认为所有的喷射器都正常工作，于是控制电脑便做出空气过量、燃油不足的判断，并发出提高脉宽的命令使所有喷射器增加喷油量，以纠正混合气较稀的状态。这就会使原本正常工作的其它汽缸因燃油喷射量的增加而出现混合气比较浓的状况。PCM还假定它具有一个可靠的动力供应系统和一个良好的系统接地状况。在汽车出厂之时，发动机系统所有的接地线路和连接器

8、都没有阻抗，动力供应系统以及接地线路的状况都很好。但是数年以后，情况可能会发生变化。连接器可能被腐蚀或出现松动，这会导致PCM设置错误的故障信息，而PCM却认为这些信息都是正确的。此外，PCM还假定汽车有运行良好的冷却系统、畅通的排气系统、正常的燃油压力、工作良好的火花塞和其它次级点火系统的零部件，以及工作有序的排放控制系统。但需要你信任的假定却并不止这些，到此你有何感想呢？从何处开始故障诊断工作假定一位车主把他的车开到你的汽修厂，告诉你车出现了哪些具体的故障。该车在加速或爬坡的时候经常会熄火，但汽车故障指示灯（MIL）并没有亮，汽车在其它方面的表现看起来还相当不错。这种情况下，你该如何开始你

9、的检修工作呢？这时候，也许最重要的事情就是和车主好好交流一下。如果有必要的话，你应该和车主好好谈谈，直到你能清楚地了解汽车究竟发生了什么故障，以及故障在什么情况下发生等等。对你来说，车主是最好的、有时候也可以说是唯一直接见证故障症状的人。特别是当有的故障只是间歇性地出现，而且只会偶然地出现的情况下，夸张点说就像是几大行星恰好位于同一条直线上那样的巧合情况，这时候车主提供的信息就更加重要了。在结束与你的车主之间的谈话之后，请做一个全面的道路行驶试验。如果可能的话，带上车主一起去做这个测试，如果车主有时间可以让他驾驶一会儿。汽车故障并非总是由零件损坏或连接不良造成的，很多故障其实是因驾驶员操作不当

10、造成的。另外，车主能够帮助你再现该车的故障症状，也正是因为这些症状才使得他们来寻求你的维修帮助。让车主来帮你再现这些故障比你自己去再现这些故障要快得多。在试车过程中，证实故障是否确实存在是非常重要的。当然，你没有理由认为车主是根据他的想象在描述故障，但是确定车主告诉你的故障信息与你亲自了解到的情况是否一致是很有益处的。如果故障并不存在或者汽车表现出的一些症状本来就属正常情况，那何必还要浪费你和车主的时间呢？对待你的顾客，要像亨利基辛格在与前苏联就导弹条约进行谈判时曾说的那样：“信任，但要核实”。利用扫描仪进行检测在我研究的一个案例中，道路测试表明汽车确实存在故障，汽车在加速时发动机动力不足。确

11、定故障存在之后，先用肉眼对汽车做一个全面检查。那些看起来复杂的故障并不是都需要复杂的解决方案。很多复杂的故障其实是由很简单的原因所导致的。在与顾客面谈时，你不妨问问，最近这辆车有没有在你的维修店或别的修理店检修过？也许，顾客的回答已经向你提供了一些线索。检查时，先打开发动机盖，检查一下发动机盖底下的各种零部件是否处于正确的位置。请不要忽视这些小步骤，试想，如果你在其它地方辛辛苦苦检查了好几个小时，最后却发现真正的故障发生在发动机盖下真空管连接上，这一定会使你非常难堪。对于PCM为什么没有为故障设置相应的故障诊断代码，可能有着一个非常合理的原因。或许动力控制模块本身就不具有识别或监测你正在检修的

12、这些故障的能力。如果你非常熟悉PCM的诊断策略，就很容易理解这一点。每个故障诊断代码都有一系列的设置标准。在PCM决定设置某个故障诊断代码之前，必须满足设置该故障诊断代码所有的标准。如果汽车出现了驱动性能故障，但是该故障并不满足PCM预设的所有标准，相应的故障诊断代码就不会被设置。此外，一些潜在的因素同样可能会使诊断系统不能进行故障识别。比如，动力控制模块存储器是否被有意或无意地重新设置过？动力控制模块的能量供给系统或接地电路有没有问题？如果有问题，它们就可能导致动力控制模块在不经意间重新设置存储器并清除里面所有的故障诊断代码信息。试想，存储器一片空白，动力控制模块怎么进行诊断呢？需要弄清楚的

13、问题很多，想要回答这些问题或者至少回答其中一部分问题，一个简单快捷的方法就是把你的扫描工具插入到诊断连接器中。在这里，如果只需这个扫描工具能够有效地读出故障诊断代码，你可以买一个具有这种功能的便宜的解码器。在装有第二代车载故障诊断系统的汽车上，你可以用扫描工具去检查PCM中是否有未决的故障诊断代码。在设置某些故障诊断代码之前，PCM必须连续两次监测到相应的故障症状，才会打开故障警示灯并存储该故障诊断代码。当故障症状第一次出现时，PCM会设置一个未决码。因此，即使故障警示灯还没有发光报警，你也能够通过扫描工具及时获取这个故障的信息。在某些型号的汽车上，PCM还可以捕捉到这些未决码的生成信息。这些

14、信息将有助于你分析该故障在什么样的情况下最有可能发生，并可以帮助你在随后的道路测试中重现该故障。即使没有任何未决故障诊断代码，也请仔细查看一下扫描工具从PCM那里测取的其它信息。如果出现一些异常信息，请不要急于下结论。有时传感器的数据并不很准确，也会时不时地“说谎”。这时有必要将这些数据和利用传统检测设备收集到的精确数据作一下比较，这将有利于你作出正确的判断。通过观察短期燃油调整数据（STFT）和长期燃油调整数据（LTFT），可以很好地掌握发动机管理系统的运行状况。短期燃油调整数据反映了动力控制模块对燃油系统做出的调整，这些调整的目的是为了让发动机保持在最佳的空燃比14.7:1左右运转。短期燃

15、油调整数据是可变的，一旦关闭点火开关，该数据就立即被清除。长期燃油调整数据是根据短期燃油调整数据的变化趋势得到的经验值，它被保存在动力控制模块的可保持存储器中（KAM），并一直保存在其中，除非被扫描工具重新设置或因蓄电池的供电回路发生了中断而被清除。在本文介绍的案例中，汽车的故障症状是在加速时感到动力不足。在此处，假设短期燃油调整数据和长期燃油调整数据表明汽车的PCM正在增加喷油量。由于燃油泵的性能下降，发动机可能是在空气燃油混合气较稀的状态下运行。为了提高混合气的浓度，短期燃油调整通过不断增加喷油时间来增加燃油供给量。这时，PCM会识别出这个大体趋势，从而会将短期燃油调整的初始值调到更高。由

16、于长期燃油调整和短期燃油调整的变化趋势是一致的，因此长期燃油调整的初始值也被调整到更高。发动机管理系统通过短期和长期燃油调整对混合气稀或浓的状态进行补偿，但是这种补偿只能达到一个被称为调整极限的上限值。当短期燃油调整或长期燃油调整达到了调整极限，PCM就会设置一个故障诊断代码。但是在设置该故障诊断代码之前，汽车早就已经表现出了驱动性能方面的故障症状。利用扫描仪可以获得这些信息，如果你能解释扫描工具上的数据，你就能够诊断汽车出现了这类故障。保持正确的诊断方向你所进行的每一项测试工作，都应该是经过深思熟虑和精心设计的，以便获得你所需要的数据和信息，让故障诊断工作沿着正确的方向进行下去。当故障诊断工

17、作进行到现在这个阶段时，你就应该开始思考下列问题了：到底是发动机管理系统出现了故障，或者燃油供给系统出现了故障，还是点火系统出现了故障呢？在前面介绍的故障诊断过程中，种种迹象表明汽车的燃油系统可能存在故障。那么下面我们就对燃油系统做进一步诊断，以确定故障原因到底是燃油泵性能下降了，还是供油线路出现了堵塞，或者是其它的什么原因？在无故障诊断代码的诊断过程中，缩小诊断范围最快速的方法是所谓的折半查找。折半查找是指这样的一个过程，在该过程中每次检测待查系统的一半，在排除不可能存在故障的那半个系统之后，在余下的半个系统中继续查找故障，直到故障原因被查到为止。这种诊断方法也被称为二分法，即把整车系统或各

18、子系统划分为两部分，然后开始检查故障。如果初次检查表明故障发生在燃油系统，那么就把燃油系统划分为两部分，然后检查其中一部分的系统部件。一旦你确定故障发生在其中某一部分，那么余下的检测工作就集中在这一部分中进行，并继续采用二分法查找故障，逐步缩小检测范围，直到找到故障所在。许多无故障诊断代码的汽车驱动性能故障都是由机械系统方面的原因所造成的，这些机械系统并不在PCM的监视或控制之下，因而就不会有相应的故障代码出现。在这种情况下，首先进行一系列快速、基本的测试（燃油压力测试、燃油流量测试、次级点火测试等），能帮助你确定汽车的整体状况，并有助于二元搜索的进行。本文不能将这些测试一一详细介绍，但接下来

19、，本文会就这些测试方法为大家做一个概述。汽缸压力测试发动机管理系统会尽量采取措施，对发动机存在的汽缸压力偏低故障进行补偿，尽管如此，这些补偿措施仍然不能使发动机有效地运作。如果某个汽缸的排气门漏气，活塞压缩时未燃烧的汽油便会通过这个气门排到尾气中去，于是排气口的氧传感器就会发出一个空气燃油混合气较浓的电压信号。这时，PCM便减小喷油器脉冲宽度来降低空气燃油混合气的浓度。事实上，尾气中燃油含量过高的真正原因是单个汽缸发生了故障，而并不是所有汽缸中的空气燃油混合气都过浓。在这种情况下，很可能会因为PCM对喷油器脉冲宽度的调整，使得汽缸中空气燃油混合气较稀从而导致汽车出现驱动性能故障。利用任何一种手

20、持式数字储存示波器都可以进行相对缸压测试。这种测试可以很快速地进行，因为不需要拆下火花塞，只需要打开启动机。大型的发动机分析仪允许你让单个的汽缸短路，以便在汽缸工作时进行汽缸压力平衡测试。如果你没有这样一个“大家伙”，你也可以用手动的方法来进行汽缸压力平衡测试。手动测试的具体方法是拔掉某一汽缸火花塞上的电线，看一看该汽缸不工作时对发动机怠速运行质量以及怠速的转速有没有影响。在进行这些测试时，将所有可能正在运行的由计算机控制的怠速稳定装置关闭，并在可行的位置截断被测试汽缸的燃油供给，以防止燃油喷入这些已经停止工作的汽缸，在此过程中不用拆下这些汽缸的火花塞。如果在没有燃油进入汽缸的条件下，压力测试

21、的结果表明某些汽缸可能存在问题，接下来就需要对其进行常规压力测试。这时需要将这些汽缸的火花塞拆出，然后进行一个湿式/干式压力测试。可别认为这是在浪费你的诊断时间，因为通过这种常规压力测试你很快就可以确认故障确实出在这里。在测试中，如果向某一个汽缸加入一点（约一汤匙）机油后，该汽缸原本较低的压力读数升高了很多，那么表明该汽缸的活塞环与缸体之间存在密封问题。如果汽缸的湿读数只是稍微地增大了些，而且各缸湿读数的增加量基本相同，则查看一下汽缸的气门是否发生了故障。次级点火测试利用示波器作为诊断工具进行检测可以作为一篇论文的主题，在这里我们只关注少部分的快速测试方法。记住，你的目标是尽可能快地缩小诊断范

22、围。一旦你确定汽车驱动性能故障的故障源很可能在某一系统中，你就可以花更多的时间对该系统进行更为细致的检查。如果你怀疑某个点火部件，如火花塞导线出了问题，你可以进行一个简单的水雾测试。其方法就是向点火部件喷上一层很薄的水雾，然后将节气门迅速打开。这会引起对次级电压很突然的额外需求，这种需求导致在点火部件与搭铁之间产生电火花，而不是像预想的那样在火花塞处产生电火花。如果你的耳朵还不错的话，你或许还可以听见产生电火花时发出的“啪啪”声。如果你觉得自己耳朵不够灵敏，你可以到光线暗一些的地方去做这个测试，这样你就能够清楚地看到在点火部件与搭铁之间突然闪烁的电火花。急开和急闭节气门是对次级点火系统的火花激

23、发能力的动态测试。该动作会引起对电压需求量的增加，这种需求将由次级电压短暂的增加来满足。次级电压增加量的多少主要取决于燃烧室的设计、燃油喷射量、火花塞的状况与间隙以及汽缸的压力变化。在进行急开和急闭节气门的测试时，首先应当将节气门迅速打开，然后将其迅速关上。当发动机转速升高时，观察点火电压信号曲线的状况。当关闭节气门后，立即观察点火电压信号曲线的变化情况。如果在被检测汽缸的点火电压信号曲线上，次级电压没有上千伏的增加，则检查该汽缸的次级线路是否与搭铁短路，或者次级线圈是否能够产生高电压，其中短路故障可能是由火花塞导线老化或者火花塞绝缘体破裂引起的。此外，次级电压没有升高或者升高很小的原因也可能

24、是该汽缸的压力偏低或者次级线圈的电阻比正常值大。如果所有汽缸的次级电压都没有上千伏的增加，则检查点火线圈的初始磁性饱和值是否较低。点火线圈初始磁性饱和值较低的原因可能是电能不足，或者点火模块的接地状况不好，也可能是点火模块对触点闭合角的控制不适当。如果某个汽缸的次级电压的增加值比其它汽缸都高，则检查该汽缸次级线路的电阻是否过高。次级电压上千伏的增加值应当不超过正常工作电压的三分之二。在急开和急闭节气门的测试中，只要某汽缸次级电压的增加值稍稍高于这个水平，通常都表明火花塞线路或火花塞的电阻过高，或者是火花塞间隙太宽。当节气门关闭后，继续观察点火电压信号曲线上次级电压的值。如果次级电压在返回正常值

25、前有一个瞬时下降，则表明次级线路的绝缘体没有问题。发动机真空度测试真空计是一种常常被维修技师忽略的诊断工具。一些维修技师已经不再信任真空计了，因为它可能会测出一些看起来没有意义的结果，或者测出一些容易令人误解的结果。但是真空计检测的结果依然是有用的，特别是在结合其它一些检测结果时更具价值。如果真空计的指针很慢地从读数较低处向较高处偏转然后又回转，则说明空气燃油混合气可能已经漏掉了。造成真空度太低的原因可能是在进气管路的某处存在泄漏，或者是配气相位滞后。利用一个设置了合适喷嘴的丙烷容器可以帮助你找到漏气的部位。先保持发动机空转，然后让丙烷容器的喷嘴逐个对准所有可能泄漏的部位。如果在喷嘴对准某部位

26、时，你通过听声音发现发动机转速升高了，并发现进气歧管的真空度也升高了，那么该处就存在泄漏。要测量发动机启动真空度，请关掉点火开关，将节气门完全关闭并塞住曲轴箱强制通风（PCV）管，然后启动发动机并观察真空计。真空计探头应尽可能靠近汽缸顶部。真空计指针在某处摆动是正常的，该处的读数就是非常重要的最大读数。如果启动真空度为5in/Hg或更高，则表明发动机有足够的吸气能力，能保证发动机正常启动。如果你近来一直没有使用你的真空计，那么请参阅维修手册以获得关于真空计读数的更详细的解释，该读数是发动机性能优劣的表征。排气系统检测排气背压力会阻碍汽缸的进气，因此需要检查排气管是否起褶，或催化转化器是否出现了

27、堵塞。检查时，让发动机转速保持2500r/min的转速，同时观察真空计的读数。当你第一次打开节气门时真空计的读数会先变小，然后趋于稳定。如果真空计的读数在稳定后又继续变小，则发动机的排气系统可能不通畅。发动机进气系统形成真空度的过程以及发动机的排气过程会产生脉冲信号，检测并分析这些脉冲信号也是一种诊断手段。SenX型传感器检测这些脉冲信号，然后把它们转换成可以在示波器上显示的信号。一旦你懂得如何去观察这些脉冲信号，你就可以将这些信号与正常信号进行比较。根据这些信号存在的任何不合规律之处或者相对正常信号发生的任何一点变化，就可以诊断出发动机的故障。通过同步观察点火正时波形，你就能确定到底哪些汽缸存在气门故障、点火故障或喷油故障。诊断工作总结条条大路通罗马，进行一次没有故障诊断代码的故障诊断工作也一样，有许多技术路线可以选择，没有哪一条是绝对错误的或绝对正确的。但是，有些路线会浪费你额外的时间，还会考验你的耐性。请多多运用本文介绍的故障检测方法并合理地进行搭配，以确保今后能快速地完成无故障诊断代码时的故障诊断工作。