論文：發(fā)動(dòng)機(jī)冷機(jī)難啟動(dòng)故障分析

1、浙江廣播電視人子發(fā)動(dòng)機(jī)冷機(jī)難啟動(dòng)故障分析摘要: 汽車電子控制燃油噴射發(fā)動(dòng)機(jī)是機(jī)電一體化高新技術(shù)的產(chǎn)物，尤其是發(fā)動(dòng)機(jī) 的控制系統(tǒng)，它設(shè)置有多個(gè)傳感器、執(zhí)行器和電子控制元件。在發(fā)動(dòng)機(jī)冷車啟動(dòng)困難故障， 根據(jù)電控發(fā)動(dòng)機(jī)組成及工作原理對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)傳感器、執(zhí)行元件、機(jī)械部分進(jìn)行檢測，最終找出 引起故障的位置與部件，進(jìn)行檢修或更換配件工作，從而排除故障。一、現(xiàn)代發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)組成及工作原理目前，汽車發(fā)動(dòng)機(jī)上主要的電子控制系統(tǒng)有：電子控制燃油噴射系統(tǒng)、電子控制點(diǎn)火系 統(tǒng)、進(jìn)氣控制系統(tǒng)、怠速控制系統(tǒng)、排放控制系統(tǒng)、自診斷系統(tǒng)等。通常將電子控制燃油噴 射系統(tǒng)、電子控制點(diǎn)火系統(tǒng)以外的其他控制系統(tǒng)統(tǒng)稱為輔助控制系統(tǒng)。發(fā)

2、動(dòng)機(jī)電子控制系統(tǒng) 主要控制功能是燃油控制（控制噴油量和噴油正時(shí)）和點(diǎn)火控制（控制點(diǎn)火提前角、閉合角 和爆震控制）。1、電子控制燃油噴射系統(tǒng)主要包括噴油量控制、噴射正時(shí)控制。ECU主要根據(jù)空氣流量傳感器提供的進(jìn)氣量 信號(hào)確定基本的噴油量，在根據(jù)其他傳感器（如冷卻液溫度傳感器、節(jié)氣門位置傳感器） 信號(hào)對(duì)噴油量進(jìn)行修正，能有效控制混合氣空燃比，使發(fā)動(dòng)機(jī)在各種工況下空燃比達(dá)到 較佳值、在各種運(yùn)行工況下均能獲得最佳濃度的混合氣，從而實(shí)現(xiàn)提高功率、降低油耗、 減少排放污染等功效。2、電子控制點(diǎn)火系統(tǒng)主要功能是點(diǎn)火提前角控制和通電時(shí)間（閉合）控制與恒流控制。系統(tǒng)可使發(fā)動(dòng)機(jī) 在不同轉(zhuǎn)速、不同負(fù)荷條件下，根據(jù)各

3、相關(guān)傳感器信號(hào)，判斷發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行工況和運(yùn)行 條件，選擇最理性的點(diǎn)火提前角點(diǎn)燃混合氣，并根據(jù)蓄電池電壓及轉(zhuǎn)速等信號(hào)控制點(diǎn)火 線圈初級(jí)電路的通電時(shí)間，從而改善發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒過程，是發(fā)動(dòng)機(jī)輸出最大的功率和轉(zhuǎn) 矩，而將油耗和排放降低到最低限度。此外。系統(tǒng)還能進(jìn)行爆震控制。3、輔助控制系統(tǒng)（1）進(jìn)氣控制系統(tǒng)主要包括諧波進(jìn)氣增壓系統(tǒng)（ACIS）、廢氣渦輪增壓系統(tǒng)、可變氣門正時(shí)系統(tǒng)、電 子控制節(jié)氣門系統(tǒng)（ETCS）等。主要功用是根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和負(fù)荷的變化，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī) 的進(jìn)氣進(jìn)行控制，以提高發(fā)動(dòng)機(jī)的充氣效率，從而改善發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力性。（2）怠速控制系統(tǒng)1 頁腳內(nèi)容怠速控制（ISC）系統(tǒng)能在發(fā)動(dòng)機(jī)怠速工況下，根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)

4、冷卻液溫度、空調(diào)壓縮 機(jī)是否工作、變速器是否掛入檔位等，通過怠速控制閥對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣量進(jìn)行控制，使 發(fā)動(dòng)機(jī)隨時(shí)以最佳怠速轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)。（3）排放控制系統(tǒng)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)排放控制裝置的工作實(shí)行電子控制。排放控制主要包括汽油蒸汽排放 （EVAP）控制系統(tǒng)、廢氣在循環(huán)（EGR）控制系統(tǒng)、氧傳感器及三元催化轉(zhuǎn)化（TWC） 控制系統(tǒng)、二次空氣噴射控制系統(tǒng)等。（4）自診斷系統(tǒng)用來提示駕駛員發(fā)動(dòng)機(jī)有故障，同時(shí)，系統(tǒng)將故障信息以設(shè)定的數(shù)碼（故障碼）形 式儲(chǔ)存在存儲(chǔ)器中，以便幫助維修人員確定故障類型和范圍。當(dāng)傳感器或傳感器線路發(fā) 生故障時(shí)，控制系統(tǒng)自動(dòng)按ECU中預(yù)先設(shè)定的參考信號(hào)值工作，使發(fā)動(dòng)機(jī)能繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn) 以便能盡快到維修

5、站檢修，但發(fā)動(dòng)機(jī)的性能有所下降。在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，ECU根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)的各傳感器送來的信號(hào)，判斷發(fā)動(dòng) 機(jī)當(dāng)前所處的運(yùn)行工況和運(yùn)行條件，并從ROM中查取相應(yīng)的控制參數(shù)數(shù)據(jù)，經(jīng)中央處 理器（CPU）的計(jì)算機(jī)和必要的修正后，輸出相應(yīng)的控制信號(hào)，控制發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。發(fā)動(dòng) 機(jī)電子控制系統(tǒng)的控制方式主要分為兩種：開環(huán)控制、閉環(huán)控制。開環(huán)控制：發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，ECU根據(jù)傳感器的信號(hào)對(duì)執(zhí)行器進(jìn)行控制，而控制的結(jié) 果（如燃燒是否完全、怠速是否穩(wěn)定、是否有爆震發(fā)生等）是否達(dá)到預(yù)期目標(biāo)無法做出 分析，控制的結(jié)果對(duì)控制過程沒有影響，這種控制方式成為開環(huán)控制。閉環(huán)控制：閉環(huán)控制實(shí)質(zhì)上就是反饋控制，在開環(huán)的控制的基礎(chǔ)上，

6、控制系統(tǒng)根據(jù) 實(shí)際檢測到的開環(huán)控制結(jié)果的反饋信號(hào)來決定增減輸出控制量的大小，而此時(shí)不再根據(jù) 其他輸入信號(hào)進(jìn)行控制。閉環(huán)控制的特點(diǎn)是在控制器與被控對(duì)象之間，不僅存在著正向 作用，而且存在著反饋?zhàn)饔?，既系統(tǒng)的輸出量對(duì)控制量有直接影響。二、發(fā)動(dòng)機(jī)傳感器的結(jié)構(gòu)及工作原理1、空氣流量傳感器結(jié)構(gòu)：熱絲式空氣流量傳感器主要由發(fā)熱元件、溫度補(bǔ)償電阻、信號(hào)取樣電阻和 控制電路等組成。傳感器殼體兩端設(shè)置有與進(jìn)氣道相連接的圓形連接接頭，空氣入口 和出口都設(shè)有防止傳感器受到機(jī)械損傷的防護(hù)網(wǎng)。傳感器入口與空氣濾清器一端的進(jìn) 氣管連接，出口與流閥體一端的進(jìn)氣管連接。工作原理：當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)怠速或空氣為熱空氣時(shí)，因?yàn)榈∷贂r(shí)節(jié)氣門

7、全閉或接近全比 閉，所以空氣量很??；又因空氣溫度越高，空氣密度越小，所以在體積相同的情況下， 熱空氣的質(zhì)量小，因此，發(fā)熱元件受到冷卻的程度小，阻值減小幅度小，保持電橋平 衡需要的加熱電流小，故取樣電阻上的信號(hào)電壓低，ECU根據(jù)信號(hào)電壓即可計(jì)算出空 氣量。2、進(jìn)氣（歧管絕對(duì)）壓力傳感器結(jié)構(gòu)：進(jìn)氣壓力傳感器種類較多，有壓敏電阻式、電容式等。由于壓敏電阻式具 有響應(yīng)時(shí)間快、檢測精度高、尺寸小且安裝靈活等優(yōu)點(diǎn)，因而被廣泛用于D型噴射系 統(tǒng)中。工作原理：進(jìn)氣壓力傳感器檢測的是節(jié)、氣門后方的進(jìn)氣歧管的絕對(duì)壓力，它根 據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和負(fù)荷的大小檢測出歧管內(nèi)絕對(duì)壓力的變化，然后轉(zhuǎn)換成信號(hào)電壓送至 電子控制器（E

8、CU），ECU依據(jù)此信號(hào)電壓的大小，控制基本噴油量的大小。3、節(jié)氣門位置傳感器節(jié)氣門位置傳感器的作用是將節(jié)氣門開度大小的狀態(tài)變?yōu)殡娦盘?hào)送入電子控制單 元ECU。電子控制單元ECU根據(jù)節(jié)氣門開度大小，荻得發(fā)動(dòng)機(jī)工況信息（怠速、部分負(fù) 荷、全負(fù)荷等）和節(jié)氣門開啟的快慢程度獲得加速、減速信息。ECU以此作為判斷發(fā)動(dòng) 機(jī)不同運(yùn)行工況的依據(jù)，從而確定噴油器的噴油時(shí)間和點(diǎn)火提前角。4、曲軸位置傳感器和凸輪軸位置傳感器結(jié)構(gòu)：磁感應(yīng)式傳感器主要由信號(hào)轉(zhuǎn)子、傳感線圈、永久磁鐵和導(dǎo)磁磁軛組成。工作原理：當(dāng)信號(hào)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)，磁路中的氣隙就會(huì)周期性的發(fā)生變化，磁路的磁 阻和穿過信號(hào)線圈磁頭的磁通量隨之發(fā)生周期性的變化。

9、根據(jù)電磁感應(yīng)原理，傳感線 圈中就會(huì)感應(yīng)產(chǎn)生交變電動(dòng)勢。5、冷卻液溫度傳感器結(jié)構(gòu)：熱敏電阻式溫度傳感器主要由熱敏電阻、金屬引線、接線插座和殼體等組 成。工作原理：當(dāng)被測對(duì)象的溫度升高時(shí)，傳感器阻值減小，熱敏電阻上的分壓值降 低；反之，當(dāng)被測對(duì)象的溫度降低時(shí)，熱敏電阻上的分壓值升高ECU根據(jù)收到的信 號(hào)電壓值便可計(jì)算求得相應(yīng)的溫度值，從而進(jìn)行實(shí)時(shí)控制。6、進(jìn)氣溫度傳感器將進(jìn)氣溫度信號(hào)變換為電信號(hào)輸入發(fā)動(dòng)機(jī)電控單元ECU,以便ECU修正噴油量。當(dāng)進(jìn)氣溫度低時(shí)，ECU將控制噴油器增加噴油量；反之，將控制噴油器減少噴油量。如果進(jìn)氣溫度傳感器信號(hào)中斷，就會(huì)導(dǎo)致啟動(dòng)困難、廢氣排放量增大等。7、爆震傳感器發(fā)動(dòng)

10、機(jī)工作時(shí)因點(diǎn)火時(shí)間提前過度（點(diǎn)火提前角）、發(fā)動(dòng)機(jī)的負(fù)荷、溫度及燃料的 質(zhì)量等影響，會(huì)引起發(fā)動(dòng)機(jī)爆震。發(fā)生爆震時(shí)，由于氣體燃燒在活塞運(yùn)動(dòng)到上止點(diǎn)之前， 輕者產(chǎn)生噪音及降低發(fā)動(dòng)機(jī)的功率，重者會(huì)損壞發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)械部件。為了防止爆震的產(chǎn) 生，爆震傳感器是不可缺少的重要部件，以便通過電子控制系統(tǒng)去調(diào)整點(diǎn)火提前時(shí)間。8、車速傳感器分類：舌簧開關(guān)式、電磁感應(yīng)式、光電式、可變磁阻式、霍爾式等作用：檢測汽車行駛速度，并把檢測結(jié)果輸入給汽車儀表系統(tǒng)用于顯示車速，或 將檢測的車速信號(hào)輸入到需要車速信號(hào)的汽車控制系統(tǒng)的ECU。三、發(fā)動(dòng)機(jī)執(zhí)行器工作原理及檢修1、電動(dòng)燃油泵作用：供給燃油噴射系統(tǒng)規(guī)定壓力的燃油結(jié)構(gòu)：電動(dòng)燃油

11、泵主要由永磁式直流電動(dòng)機(jī)、油泵、限壓閥、單向閥和泵殼等組成。工作原理：當(dāng)點(diǎn)火開關(guān)接通時(shí)，泵轉(zhuǎn)子便隨電動(dòng)機(jī)一同轉(zhuǎn)動(dòng)，將燃油經(jīng)輸油管和進(jìn)油口 泵入燃油泵。當(dāng)油泵內(nèi)油壓超過單向閥處彈簧壓力時(shí)，燃油便從出油口經(jīng)輸油管泵入供油總 管，再分配給各個(gè)噴油器。當(dāng)油泵停止工作時(shí)，單向閥將阻止汽油回流，使供油系統(tǒng)中保存 的燃油具有一定壓力，以便于發(fā)動(dòng)機(jī)再次啟動(dòng)。檢修：當(dāng)蓄電池電壓正常，燃油泵熔斷絲也正常時(shí)，接通點(diǎn)火開關(guān)，燃油箱附近應(yīng)能聽到燃油泵啟動(dòng)并工作約2S的聲音。測電壓，正常的燃油泵繼電器電壓應(yīng) 等于蓄電池電壓。油泵電源電壓越高，泵油量也就越大。用萬用表測量電動(dòng)燃油泵兩接線柱之間的電阻，其阻值應(yīng)約為23Q。阻

12、值過大，說明有斷路或接觸不良之處；阻值過小，說明有短路或搭鐵故障。進(jìn)、出油閥因磨損和汽油中酸性物質(zhì)的腐蝕、膠質(zhì)等影響，使油閥關(guān)閉不 嚴(yán)，影響泵油量和泵油壓力。單片式油閥可將其磨平或翻面使用;組合式油閥可用酒精清洗，除去膠質(zhì)。經(jīng)修磨或清洗無效時(shí)，應(yīng)更換新件2、電磁噴油器作用；根據(jù)ECU的噴油脈沖信號(hào)，精確計(jì)量燃油噴射量結(jié)構(gòu)：電磁噴油器安裝在燃油分配管上，主要由燃油濾網(wǎng)、線束插座、電磁線圈、針閥 閥體、閥座、復(fù)位彈簧、O形密封圈等組成工作原理：當(dāng)噴油器的電磁線圈接通電流時(shí)，線圈會(huì)產(chǎn)生電磁吸力吸引針閥閥體。閥體 上升時(shí)，針閥隨閥體一同上升，針閥離開閥座時(shí)，閥門被打開，燃油便從噴孔噴出，由于燃 油壓力

13、較高，噴出霧狀燃油。當(dāng)噴油器的電磁線圈電流切斷時(shí)，電磁吸力消失，閥體在復(fù)位 彈簧的彈力作用下復(fù)位，針閥回落到閥座上將閥門關(guān)閉，噴油停止。（發(fā)動(dòng)機(jī)冷啟動(dòng)時(shí)，按 照可編程只讀存儲(chǔ)器中預(yù)先編制的啟動(dòng)程序和預(yù)定空燃比控制噴油）檢修：先啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，仔細(xì)聽每個(gè)噴油器運(yùn)作聲音，如果聽不到聲音，應(yīng)該檢查配線連接器、 噴油器等。用萬用表測量噴油器端子間的電阻，對(duì)于電壓驅(qū)動(dòng)式高阻抗型噴油器，阻值應(yīng)為12 16Q；低阻抗型噴油器電阻值應(yīng)為35。；電流驅(qū)動(dòng)式噴油器阻值應(yīng)為23Q，否則更換噴 油器。檢查噴油器的噴油量，其值應(yīng)為557omL/i5s，并且各缸噴油量差值不大于iomL。3、怠速控制閥作用：根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的負(fù)荷情

14、況，控制發(fā)動(dòng)機(jī)怠速轉(zhuǎn)速。結(jié)構(gòu)：永磁轉(zhuǎn)子步進(jìn)電機(jī)式怠速控制閥由步進(jìn)電機(jī)、螺旋機(jī)構(gòu)、閥芯、閥座等組成。工作原理：當(dāng)步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，螺母將帶動(dòng)螺桿做軸向移動(dòng)。轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)一圈，螺 桿移動(dòng)一個(gè)螺距。因?yàn)殚y芯與螺桿固定連接，所以螺桿將帶動(dòng)閥芯開大或關(guān)小閥門開度ECU 通過控制步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向和轉(zhuǎn)動(dòng)角度來控制螺桿的移動(dòng)方向和距離，從而達(dá)到控制怠速 閥開度，調(diào)整怠速轉(zhuǎn)速之目的。檢修：車上檢查當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)熄火時(shí)，怠速控制閥就會(huì)發(fā)出“咔噠”的響聲，使閥門開度退到 最大位置。若聽不到復(fù)位時(shí)的響聲，應(yīng)進(jìn)行檢查。檢查定子繞組的電阻值拔下連接器插頭，用萬用表檢測插座上定子繞組電阻值應(yīng)當(dāng) 符合規(guī)定。永磁轉(zhuǎn)子步進(jìn)電動(dòng)機(jī)式怠

15、速控制閥有2組或4組線圈，各組線圈的阻值約3。 60Q。若阻值不符規(guī)定，應(yīng)予更換新品。四、冷車啟動(dòng)影響分析U一L 浙江廣播電視人子五、發(fā)動(dòng)機(jī)故障現(xiàn)象及分析1、冷車不易起動(dòng)原因分析：在汽車修理標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定：在環(huán)境溫度-5。以上，每次使用起動(dòng)機(jī)5s,最多使用3次發(fā)動(dòng)機(jī)應(yīng)起動(dòng)。隨著現(xiàn)今汽車技術(shù)含量的提高，許多用戶對(duì)此標(biāo)準(zhǔn)早已不認(rèn)可，他 們希望使用起動(dòng)機(jī)在5s內(nèi)就應(yīng)起動(dòng)成功，而且現(xiàn)代的電控發(fā)動(dòng)機(jī)一般都能做到。如果發(fā)動(dòng)機(jī)出現(xiàn)起動(dòng)困難的故障時(shí)，故障原因一般包括：起動(dòng)系統(tǒng)故障，如蓄電池電能不足、起動(dòng)機(jī)損壞或起動(dòng)機(jī)電路存在故障;發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)械故障，如進(jìn)氣管漏氣，活塞與氣缸之間封閉不良，以及氣門關(guān)閉不嚴(yán) 導(dǎo)致氣缸壓力

16、低；進(jìn)氣門背部及進(jìn)氣管內(nèi)積炭過多，導(dǎo)致噴入的汽油被積炭吸附而不能進(jìn)入燃燒室；發(fā)動(dòng)機(jī)管理系統(tǒng)故障，如轉(zhuǎn)速傳感器信號(hào)弱，水溫信號(hào)不正確，以及線路接觸不良；點(diǎn)火系統(tǒng)存在故障，如火花塞積炭過多或間隙不正確，高壓線漏電，以及點(diǎn)火線 圈損壞等；供油系統(tǒng)故障，如燃油系統(tǒng)保持壓力不足，噴油器泄漏或堵塞等。解決方法：檢查蓄電池、啟動(dòng)機(jī)等啟動(dòng)系統(tǒng)；用汽缸壓力表進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)密封檢測；用工業(yè)內(nèi)窺鏡檢查發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸上部是否有積炭檢查油泵是否正常工作；根據(jù)以上檢查確定故障原因和部件，進(jìn)行維修或更換配件。2、冷車發(fā)動(dòng)機(jī)怠速抖動(dòng)原因分析：當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)冷車起動(dòng)后，若發(fā)動(dòng)機(jī)出現(xiàn)沒有冷車快怠速或轉(zhuǎn)速不穩(wěn)故障時(shí)， 存在的故障原因一般包括：發(fā)

17、動(dòng)機(jī)機(jī)械故障，如各氣缸壓力低等；進(jìn)氣系統(tǒng)故障，如進(jìn)氣管漏氣等；進(jìn)氣門背部及進(jìn)氣管內(nèi)積炭過多等；發(fā)動(dòng)機(jī)管理系統(tǒng)故障，如水溫、進(jìn)氣溫度信號(hào)不正確，線路存在故障等；點(diǎn)火系統(tǒng)存在故障，如火花塞積炭過多或間隙不正確，高壓線、分電器蓋漏電，以及點(diǎn)火線圈損壞等；供油系統(tǒng)故障，如噴油器內(nèi)部膠質(zhì)積炭過多造成噴油器關(guān)閉不嚴(yán)或堵塞等。解決方法：檢測汽缸壓力；用萬用表檢測各傳感器；使用故障診斷儀查詢故障碼和數(shù)據(jù)流；用跳火法看各缸點(diǎn)火能量是否足夠；根據(jù)以上檢查確定故障原因和部件，進(jìn)行維修或更換配件。3、冷車加速闖車原因分析：雖然很多汽車廠商的使用說明書上表明冷車起動(dòng)后無需預(yù)熱就可起步，但筆者認(rèn)為發(fā)動(dòng) 機(jī)在起動(dòng)后若能稍微預(yù)熱35min，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)將大有益處。因?yàn)檫@樣可以減少發(fā)動(dòng)機(jī)的 機(jī)械磨損，對(duì)小排量發(fā)動(dòng)機(jī)可以使起步動(dòng)力充足。如果冷車起動(dòng)后就急加速會(huì)出現(xiàn)輕微闖車 現(xiàn)象，若闖車現(xiàn)象嚴(yán)重，故障原因一般在于：發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)械系故障，如氣缸壓