《汽車綜合故障診斷與維修》課件-項目二：任務2發(fā)動機無法起動故障診斷與排除

任務2：發(fā)動機無法起動故障診斷與排除項目二：發(fā)動機管理系統(tǒng)故障診斷與排除《汽車綜合故障診斷與維修》CONTENTS目錄1學習目標3知識鏈接2任務導入4任務實施知識目標能力目標素質(zhì)目標一學習目標（1）了解發(fā)動機不能起動故障的常見原因。（2）掌握汽車點火系統(tǒng)的構成和工作原理。（3）掌握汽車燃油供給系統(tǒng)的構成和工作原理。（4）掌握發(fā)動機電子控制系統(tǒng)的構成和工作原理。（5）掌握車輛無法起動故障的診斷方法。（1）能對車輛無法起動常見故障成因進行判斷分析。（2）能制定車輛無法起動常見故障的診斷流程。（3）能正確使用故障診斷檢測設備進行故障的診斷與排除。（1）培養(yǎng)學生能夠按照企業(yè)5S要求和安全生產(chǎn)規(guī)范進行操作。（2）培養(yǎng)學生具備誠信、嚴謹、規(guī)范、求真的職業(yè)精神。（3）培養(yǎng)學生具備能主動獲取信息、團隊協(xié)作與溝通交流的能力。二任務導入一輛轎車，起動車輛時起動機可以正常運轉，但是車輛無法正常起動。請制定出故障的診斷流程，并對本車輛進行維修，填寫故障診斷排除報告。知識鏈接點火系統(tǒng)工作原理點火系統(tǒng)主要由三部分組成，第一部分是傳感器，負責采集發(fā)動機的工況信息，包括曲軸位置傳感器、凸輪軸位置傳感器和空氣流量計等。第二部分是發(fā)動機ECU，它是電控點火系統(tǒng)的控制中樞。在發(fā)動機工作時，它不斷接收各輸入信號輸入的信息，并進行運算、分析和比較，按內(nèi)部存儲的程序計算出最佳的控制參數(shù)，并向執(zhí)行元件發(fā)出控制指令。第三部分是點火執(zhí)行元件，來接收ECU控制信號，產(chǎn)生電火花，點燃混合氣。三知識鏈接點火系統(tǒng)工作原理三知識鏈接點火系統(tǒng)工作原理如圖所示為點火系統(tǒng)工作電路，該點火系統(tǒng)，主要有四個點火線圈、發(fā)動機控制單元J623、點火組件繼電器J757、主繼電器J271、蓄電池及保險絲等。其中點火組件繼電器J757為四個點火線圈的初級線圈4#端子供電，電發(fā)動機控制單元為點火線圈提供控制信號，點火線圈的3#端子為點火模塊的接地線，1號線為次級線圈的接地線。每個點火線圈要想正常工作，都必須要有供電、控制信號及接地。三知識鏈接燃油供給系統(tǒng)工作原理三3知識鏈接燃油供給系統(tǒng)工作原理如圖所示為傳統(tǒng)汽車的燃油供給系統(tǒng)，主要是由燃油箱、電動燃油泵、燃油濾清器、燃油分配管、燃油壓力調(diào)節(jié)器、噴油器和輸油管等組成，有的還設有油壓脈動緩沖器。傳統(tǒng)汽車燃油系統(tǒng)燃油壓力較低，一般在300kPa左右。電動燃油泵將燃油箱中的燃油泵入燃油濾清器。燃油濾清器對流過的燃油進行過濾，過濾后的燃油進入燃油分配管，在壓力調(diào)節(jié)器的作用下，燃油分配管中的燃油壓力維持在規(guī)定范圍內(nèi)。燃油分配管將燃油分配給各缸噴油器。噴油器根據(jù)電控單元的指令將燃油適時地噴入進氣管中。當油路中油壓升高時，壓力調(diào)節(jié)器自動調(diào)節(jié)，將多余燃油送回油箱，從而保持送給噴油器的燃油壓力基本不變。1.傳統(tǒng)燃油供給系統(tǒng)知識鏈接燃油供給系統(tǒng)工作原理如圖所示為電動燃油泵繼電器控制的電動燃油泵控制電路。發(fā)動機控制單元（ECU）控制電動燃油泵繼電器線圈的接通和斷開，從而控制電動燃油泵繼電器觸點的接通和斷開，當繼電器觸點接通后，電動燃油泵得到蓄電池提供的12V電壓開始工作。在此控制電路中，電動燃油泵只有運轉和不運轉兩種工作情況，工作時電動燃油泵以最大功率運轉。三知識鏈接燃油供給系統(tǒng)工作原理如圖所示為具有轉速控制功能的電動燃油泵控制電路，該系統(tǒng)可以根據(jù)發(fā)動機轉速和負荷的變化，通過燃油泵繼電器改變電動燃油泵供電電路，實現(xiàn)電動燃油泵不同的工作轉速。三知識鏈接燃油供給系統(tǒng)工作原理2.大眾FSI燃油系統(tǒng)如圖所示為大眾缸內(nèi)直噴燃油供給系統(tǒng)，主要由燃油箱、電動燃油泵、燃油濾清器、燃油壓力調(diào)節(jié)器和低壓噴油器、高壓泵、高壓噴油器等組成。按照供油管路壓力的不同，可分為低壓燃油供給系統(tǒng)和高壓燃油供給系統(tǒng)。三知識鏈接燃油供給系統(tǒng)工作原理如圖所示為燃油泵控制單元J538，其安裝在電動燃油泵上面，通過脈寬調(diào)制信號（pulse-widthmodulated，PWM）來控制電動燃油泵的運行，使低壓燃油系統(tǒng)的油壓達到0.5～6.5bar。在冷、熱起動時低壓燃油系統(tǒng)的壓力可以達到6.5bar。如果J538失效則發(fā)動機不能起動或起動后熄火。三知識鏈接燃油供給系統(tǒng)工作原理燃油泵控制電路如圖所示。當打開點火開關時，J271主繼電器工作，通過SB10熔絲給燃油泵控制單元提供點火開關電源信號，使燃油泵控制單元J538進入工作狀態(tài)，當燃油泵控制單元J538接收到發(fā)動機控制單元的通信信號時，就向燃油泵發(fā)出控制電壓，控制油泵運轉，根據(jù)轉速和負荷的大小，油泵的轉速會進行適當?shù)恼{(diào)整。三知識鏈接燃油供給系統(tǒng)工作原理電動燃油泵總成由燃油泵、濾網(wǎng)、燃油箱液位傳感器構成，燃油箱液位傳感器可以監(jiān)測燃油箱內(nèi)油液平面的高低，濾網(wǎng)可以過濾顆粒較大的雜質(zhì)，燃油泵的主要作用就是給燃油增壓，通過油管、濾清器把燃油輸送給高壓泵。燃油泵受燃油泵控制單元控制，初期以最高轉速運轉，迅速給燃油系統(tǒng)建立初壓，之后轉速降低。發(fā)動機控制單元在運行過程中根據(jù)轉矩和負荷需要調(diào)節(jié)油泵轉速，使低壓油路系統(tǒng)工作在最佳（0.5-6.5bar）的狀態(tài)下。三知識鏈接燃油供給系統(tǒng)工作原理邁騰B8發(fā)動機高壓泵采用單活塞泵，它由發(fā)動機凸輪軸上的方形凸輪以機械方式驅(qū)動。電動燃油泵給高壓泵預供油，預供油壓力約為6bar。發(fā)動機運行過程中，高壓泵在燃油軌內(nèi)產(chǎn)生噴油器噴射所需要的壓力。高壓泵上有一個壓力緩沖器，它可以吸收高壓系統(tǒng)內(nèi)的壓力波動，使系統(tǒng)壓力保持相對穩(wěn)定。如圖2-18所示為邁騰B8高壓泵結構圖和驅(qū)動圖。高壓泵油出口進冷油器，冷油器出來后進濾油器，從濾油器出來后分兩路，一路減壓后供潤滑油，一路成為控制油。油路里可能還有1～2個蓄能器。它的作用是提高燃油壓力高壓噴射達到霧化效果，高壓泵主要用途是作為千斤頂、鐓頭器、擠壓機、扎花機等液壓裝置的動力源。三知識鏈接燃油供給系統(tǒng)工作原理①吸油行程。如圖所示為吸油行程，靠泵活塞的下行提供吸油的動力，同時打開進油閥，燃油被吸入了泵腔。在泵活塞行程的最后1/3段，燃油壓力調(diào)節(jié)閥通電，使得在泵活塞向上運動的初期進油閥仍然打開來進行回油。三知識鏈接燃油供給系統(tǒng)工作原理②回油行程。如圖所示為回油行程，為了控制實際的供油量，進油閥在泵活塞向上運動的初期還是打開的，多余的燃油被泵活塞擠回低壓端。壓力緩沖器的作用就是吸收這個過程中產(chǎn)生的壓力波動。三知識鏈接燃油供給系統(tǒng)工作原理③泵油行程。如圖所示為泵油行程，在泵油行程的初期，燃油壓力調(diào)節(jié)閥斷電，使得進油閥在泵腔內(nèi)升高的壓力和閥內(nèi)的關閉彈簧共同作用下關閉。泵活塞上行在泵腔內(nèi)產(chǎn)生壓力，當壓力超過油軌內(nèi)壓力時，出油閥就被打開，燃油被泵入油軌。三知識鏈接燃油供給系統(tǒng)工作原理④壓力限制閥。壓力限制閥閥集成在高壓泵內(nèi)，或者安裝在油軌上，它在約140bar時打開，使高壓燃油瀉到泵腔，再回到低壓管路。過高的壓力一般發(fā)生在超速階段或高溫狀態(tài)。三知識鏈接燃油供給系統(tǒng)工作原理如圖所示為大眾邁騰電動燃油泵控制電路，燃油泵的工作通過ECU控制。其中J538為燃油泵控制單元，J538通過SB10熔絲供電，通過T5ax/4號端子搭鐵，發(fā)動機控制單元J623的T91/9號端子通過J538的T5ax/5號端子為其提供燃油促動信號，促動信號的波形為0—12V的方波信號。J538燃油泵控制單元在電源和搭鐵線路正常的情況下，燃油泵控制單元接收發(fā)動機控制單元的指令，給燃油泵提供驅(qū)動電流，使燃油泵開始運轉泵油。燃油泵控制模塊為燃油泵提供占空比信號控制電動燃油泵端子工作電壓，從而可以實現(xiàn)電動燃油泵不同轉速的控制。占空比越大，電動燃油泵轉速越高。三知識鏈接發(fā)動機曲軸位置傳感器工作原理曲軸位置傳感器也稱為發(fā)動機轉速傳感器，用來檢測曲軸轉角和發(fā)動機轉速信號，輸送給ECU，以便確定燃油噴射時刻和點火控制時刻。曲軸位置傳感器是發(fā)動機控制系統(tǒng)中最主要的傳感器之一，是確認曲軸轉角位置和發(fā)動機轉速不可缺少的信號之一。發(fā)動機控制單元用此信號控制燃油噴射量、噴油正時、點火時刻、點火線圈充電閉合角、怠速轉速和電動燃油泵的運行。三知識鏈接發(fā)動機曲軸位置傳感器工作原理霍爾式傳感器的基本結構主要由轉子、永久磁鐵、霍爾晶體管和放大器等組成。轉子安裝在轉子軸上?；魻柤呻娐酚苫魻栐⒎糯箅娐?、穩(wěn)壓電路、溫度補償電路、信號變換電路和輸出電路等組成。當轉子隨轉子軸一同轉動時，轉子上的葉片便在霍爾集成電路與永久磁鐵之間轉動，霍爾式集成電路中的磁場就會發(fā)生變化，霍爾元件中就會產(chǎn)生霍爾電壓，經(jīng)過信號處理電路處理后，就可輸出方波信號。當傳感器軸轉動時，轉子上的葉片便從霍爾集成電路與永久磁鐵之間的氣隙中轉過。當葉片進入氣隙時，霍爾集成電路中的磁場被葉片旁路，霍爾電壓UH為零，集成電路輸出級的晶體管截止，傳感器輸出的信號電壓U0為高電平（實測表明：當電源電壓Ucc=14.4V時，信號電壓U０=9.8V；當電源電壓Ucc=5V時，信號電壓U０=4.8V）。當葉片離開氣隙時，永久磁鐵的磁通便經(jīng)霍爾集成電路和導磁鋼片構成回路，此時霍爾元件產(chǎn)生電壓（UH=1.9～2.0V），霍爾集成電路輸出級的晶體管導通，傳感器輸出的信號電壓U0為低電平（實測表明：當電源電壓Ucc=14.4V或Ucc=5V時，信號電壓U０=0.1～0.3V）。三知識鏈接發(fā)動機曲軸位置傳感器工作原理霍爾式傳感器的基本結構，主要由轉子、永久磁鐵、霍爾晶體管和放大器等組成。轉子安裝在轉子軸上?；魻柤呻娐酚苫魻栐?、放大電路、穩(wěn)壓電路、溫度補償電路、信號變換電路和輸出電路等組成。三知識鏈接發(fā)動機曲軸位置傳感器工作原理當轉子隨轉子軸一同轉動時，轉子上的葉片便在霍爾集成電路與永久磁鐵之間轉動，霍爾式集成電路中的磁場就會發(fā)生變化，霍爾元件中就會產(chǎn)生霍爾電壓，經(jīng)過信號處理電路處理后，就可輸出方波信號。當傳感器軸轉動時，轉子上的葉片便從霍爾集成電路與永久磁鐵之間的氣隙中轉過。當葉片進入氣隙時，霍爾集成電路中的磁場被葉片旁路，霍爾電壓UH為零，集成電路輸出級的晶體管截止，傳感器輸出的信號電壓Uo為高電平（實測表明：當電源電壓Ucc=14.4V時，信號電壓Uo=9.8V；當電源電壓Ucc=5V時，信號電壓Uo=4.8V）。當葉片離開氣隙時，永久磁鐵的磁通便經(jīng)霍爾集成電路和導磁鋼片構成回路，此時霍爾元件產(chǎn)生電壓（UH=1.9～2.0V），霍爾集成電路輸出級的晶體管導通，傳感器輸出的信號電壓U0為低電平（實測表明：當電源電壓Ucc=14.4V或Ucc=5V時，信號電壓Uo=0.1～0.3V）。三知識鏈接發(fā)動機曲軸位置傳感器工作原理邁騰B8系統(tǒng)中包含曲軸位置傳感器G28和兩個凸輪軸位置傳感器G40、G300，其安裝位置如圖所示。起動過程中，起動機帶動發(fā)動機曲軸轉動，再通過正時鏈帶動凸輪軸轉動。曲軸和兩個凸輪軸會帶動曲軸位置傳感器G28和兩個凸輪軸位置傳感器G40、G300的信號輪轉動，G28將曲軸位置以及轉速信號輸送至發(fā)動機控制單元J623，用以控制噴油脈沖寬度、點火正時、怠速轉速和燃油泵運轉；G40和G300將凸輪軸位置以及轉速信號輸送至發(fā)動機控制單元J623，用以確定氣缸順序，發(fā)動機控制單元通過比較兩組位置信號，確定曲軸轉角和一缸上止點位置，并控制噴油和點火系統(tǒng)的工作。三知識鏈接發(fā)動機曲軸位置傳感器工作原理曲軸位置傳感器G28采用霍爾式結構，由J623的T105/35端子供給電源（5V）至傳感器的T3m/1端子，通過傳感器的T3m/3端子至J623的T105/77端子線路搭鐵構成回路，J623會通過T105/70端子提供信號線5V參考電壓，發(fā)動機轉動時，曲軸位置傳感器G28通過T3m/2端子輸出周期性的搭鐵信號，和J623提供的5V參考電壓形成周期性的方波信號，就是發(fā)動機的轉速和曲軸位置信號，傳遞給發(fā)動機控制單元J623。同理，凸輪軸位置傳感器G40和G300的工作原理類似于曲軸位置傳感器G28。通過實驗發(fā)現(xiàn)，如果發(fā)動機接收不到曲軸位置傳感器、凸輪軸位置傳感器任意一個傳感器信號，發(fā)動機控制單元將使用另一個傳感器信號進行代替，按預先設定的程序確定和控制點火、噴油正時，發(fā)動機還可以起動。如果兩個轉速傳感器（凸輪軸位置傳感器G300和G28或者是G300和G40）信號同時出現(xiàn)故障，將導致發(fā)動機無法起動。三知識鏈接故障分析發(fā)動機無法起動基本診斷流程三知識鏈接故障分析點火系統(tǒng)基本診斷流程三三知識鏈接故障分析燃油供給系統(tǒng)基本診斷流程任務實施案例1.點火組件繼電器J757線圈控制電路斷路故障檢修1.故障現(xiàn)象四一輛邁騰B8車輛，打開點火開關，方向盤解鎖，儀表顯示無異常，起動發(fā)動機時，起動機運轉正常，但無任何著車征兆。任務實施案例1.點火組件繼電器J757線圈控制電路斷路故障檢修2.故障原因四現(xiàn)象分析：根據(jù)故障現(xiàn)象說明氣缸內(nèi)沒有任何混合氣燃燒的跡象，可能的原因有（1）點火系統(tǒng)故障；（2）燃油供給系統(tǒng)故障；（3）發(fā)動機控制系統(tǒng)故障；（4）機械系統(tǒng)故障。任務實施案例1.點火組件繼電器J757線圈控制電路斷路故障檢修3.故障診斷流程四任務實施案例1.點火組件繼電器J757線圈控制電路斷路故障檢修四任務實施案例1.點火組件繼電器J757線圈控制電路斷路故障檢修四任務實施案例1.點火組件繼電器J757線圈控制電路斷路故障檢修四任務實施案例1.點火組件繼電器J757線圈控制電路斷路故障檢修四四任務實施案例2.J538控制信號線路斷路