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1、毕 业 论 文(设计)题目:电喷车冷起动困难故障的简易修复 所在院系 汽车工程系 专业班级 汽电0801 学 号 200860310134 学号自改 学生姓名 柳建新 指导教师 冯睿 2010 年 10月 11 日目 录摘要 1关键词 11引言22维修步骤3(1)故障现象3(2)故障检测与分析3(3)故障诊断3(4)故障排除33维修后的效果4结论5谢辞6摘要本文主要介绍一部94曰产蓝鸟轿车,由于发动机ECU的部分控制功能有故障,造成该车冷起动困难,通过增加一个由水温传感器和继电器组成的电路,即使不更换新的ECU这一昂贵电脑部件,也能使该轿车回复良好的起动性能。关键词:冷起动困难;喷油脉宽;水温
2、传感器一、引言汽车电子控制燃油喷射发动机是机电一体化高新技术的产物,尤其是发动机的控制系统,它设置有多个传感器、执行器和电子控制元件。控制系统工作时,各种信号相互交叉渗透,控制进气、喷油和点火。一旦发生故障,则症状的界限模糊。而且只是局部发生故障而其他部分仍完好的可能性极高。而控制单元一般都是一个整体,为排除局部故障而去整体更换总成,经济上不合算。所以我们必须全面深刻了解电子控制燃油喷射发动机的结构原理,掌握有关功能作用,运用科学的分析方法和维修技巧,制定出切实可行而又经济的维修方案,通过采取一些简单的补偿措施,去弥补这部分的功能作用。以达到排除此局部故障的目的。二、维修步骤(一)故障现象有台
3、94曰产蓝鸟U13的轿车,发动机型号为SB20DE,冷起动时,要起动十多次才能着车,起动时踩不踩油门对着车影响不大,热车相对好一些,起动后发动机工作一切正常,无其他异常现象。但这起动困难的现象会大大缩短蓄电池和起动机的使用寿命。(二)故障检测与分析电子控制燃油喷射系统的发动机,工作时,通过控制系统不断地检测各传感器输入的信号,按程序中设定的算法进行运算,计算出最佳喷油量、最佳初级电路导通时间,并转变成控制信号,控制喷油器、点火线圈等执行机构工作,以控制喷油量和点火提前角。从而使发动机在各种工况下都能获得最佳工作状态。从汽油发动机的工作原理可知,要使发动机能顺利着车,必须具备以下条件:供给的混合
4、气要符合工作状况所需的空燃比(浓度);工作时要有合适的气缸压缩压力和喷油压力;点火时要有足够的电火花能量。为诊断出上述车辆故障的原因,根据上述的分析进行如下的检测:(1)起动发动机,连续4次起动,都没有着车迹象。把油门踏到底,再继续起动2次,依然没有着火迹象。用万用表测量,起动时蓄电池电压为11V,属于正常。用声音探听器对着喷油器,起动时可听到针阀“嗒、嗒”的动作声,喷油器动作正常。(2)拔掉中央高压线对着缸盖约距7mm,起动发动机试火,高压线发出呈蓝白色的强火花,声音响亮、不断火。拆下4个缸的火花塞,没有发现湿润现象。把火花塞分别插到分火线上,插回中央高压线试火,发出火花也正常。(3)拔下燃
5、油泵保险丝,起动3次,释放燃油压力,测量冷车状态下的气缸压力。依次测得4个气缸的气缸压力值为1108kPa、1110kPa、1112kPa、1110kPa,与标准值1226kPa(热机状态下测得)及最小值1030kPa(热机状态下测得)相比较是正常的。(4)测量燃油压力。把燃油压力表用三通管连接在汽油滤清器至发动机输油管中间,装回燃油泵保险丝,打开点火开关,重复一次,看到压力表读数为295kPa,起动时燃油压力不下降,与标准值294kPa相比是正常的。(5)分析以上测试结果,发动机起动时喷油压力、电火花能量、压缩压力等均正常,故障原因可能是混合气的浓度过稀所致。于是拆开空气滤清器上盖,用化油器
6、清洗剂边加浓、边起动,结果一起动,即能着车,再重复2次,都能顺利着车,证明上述判断是正确的。那么,影响混合气浓度的因素有哪些呢?辅助空气控制AAC阀、节气门传感器、空气流量计、水温传感器等都有可能。但从该车故障现象和已检测的结果分析,起动后发动机工作正常。发动机故障灯又没有亮起,以及参照ECU的故障保险系统的设置条件,节气门传感器、空气流量计、水温传感器至少没有存在硬性故障。辅助空气控制AAC阀也不会在起动时造成混合气过稀现象。根据电子控制燃油喷射系统的工作原理,发动机在起动时,ECU在收到起动信号后,会提供起动加浓补偿喷油脉宽,补偿量的大小取决于检测到的发动机温度。现在问题是在起动时ECU有
7、没有收到起动信号?水温传感器信号有没有问题?提供的喷油脉宽补偿量够不够?参阅BLUEBIRD U13 SR20DE发动机的线路图(见附页),用万能表测量ECU的34号脚,在起动时的电压为llV,证明已有起动信号送至ECU。拔掉水温传感器配线插头,打开点火开关,测量信号电压为4.9V,属于正常。测量此时水温传感器的电阻为1.4k。关闭点火开关,拆下电池头,拔掉ECU配线插头,测量水温传感器配线到对应ECU的18号、21号脚接柱,正常导通。装回配线插头及电池头。再更换一个新的水温传感器、实测电阻为1.5k,插上配线插头,起动发动机,仍然不能马上着车。说明该车水温传感器无问题。(6)用发动机故障检测
8、仪测量喷油脉宽,连接好配线,打开点火开关,点击菜单进入故障诊断程序。首先,读取发动机故障码,显示“系统正常”。选择“读取数据流”显示当前温度为30起动发动机,喷油脉宽为8.8ms。由于查不到起动时相关详细的喷油脉宽数据资料,故只能用另外一台同一型号的正常车去测取数据作为参考。用检测仪实测得到的不同温度下正常车起动时的喷油脉宽数值如表1。表1发动机温度() 起动时喷油脉宽(ms)26 sp;12.43011.3609.5809.0(三)故障诊断通过与测得的数据对比分析,发现该车在起动时的喷油脉宽加浓补偿痹积常车小了。会不会是ECU自身出了问题呢?为了尽快得出结论,决定将正常车的ECU与其互换。结
9、果该车互换ECU后冷起动能顺利着车,重复几次,都能顺利起动。而另外一台“正常车”却不能马上起动,要在第四次起动后才能着车。试验结果说明了该车冷起动困难就是由于ECU自身存在故障造成的。装回该车有故障的ECU,拔下水温传感器插头,冷车起动发动机,着车顺利,但此时发动机故障灯亮起,读取发动机故障码为“13”,表示水温传感器故障,表明ECU已启动故障保险系统。按20时预存值进行起动,此时测得20的预存起动喷油脉宽为17.8ms。根据前面检查,正常车发动机在温度30时起动喷油脉宽为11.5ms,而测得该车在当前温度30时,喷油脉宽只为8.7ms,由此得出结论,在同一温度下,ECU内预存的起动喷油脉宽与
10、依据水温传感器信号所提供的起动喷油脉宽存在一定的差值。这就反映出该ECU在发动机冷起动时所检测到的信号,不能运算出对应起动温度所需要的喷油脉宽,使喷油脉宽减少,造成起动时喷油量减少,令混合气的浓度变稀,不适应起动状态的需要,故要多次起动待混合气浓度加大了才能着车。起动后发动机工作一切正常的现象表明,该ECU只是冷起动这部分功能失效而其他功能还是正常的,如更换新的ECU,价钱很昂贵。只是为恢复起动功能而去换新的ECU,既浪费也不值得,能否在不需要换新的ECU的情况下,去克服冷起动困难的故障呢?(四)故障排除根据水温传感器的负温度变化特性,水温越低,水温传感器的电阻值就越大。令ECU所检测到输入信
11、号后,根据运算提供的喷油脉宽也就越大,使供给发动机的混合气越浓。既然有故障的ECU把起动时检测到的输入信号变小了,不能运算出足够的喷油脉宽去提供足够的燃油,以满足低温时需要浓混合气的要求,那只要我们通过增大水温传感器两端电阻,就可以弥补ECU内起动控制部分的故障,令ECU检测到的信号相应提高,使其本身喷油脉宽相应提高,以满足起动时的浓度需要。增加电阻值虽能使发动机在冷状态下顺利起动,但也会影响起动后发动机的正常工作。要保证起动后发动机回复正常工作状态,就要考虑冷起动时增加的电阻,在起动后能自动消除,要满足以上条件,可以通过加装一个继电器电路通过一个五脚继电器,利用起动信号作为控制电源,在起动时
12、,触点13闭合,把电阻R串联在水温传感器的回路上增加电阻,实现起动加浓;在起动后,触点13断开,触点12闭合,恢复原水温传感器电阻以满足发动机起动后的正常工作不受影响。电阻R的选用,根据以上的检测结果可知,当温度约为30左右时,2个水温传感器的串联电阻阻值约为2.5k,此时ECU提供的喷油脉宽可以使冷车顺利起动。热车是否能顺利起动呢?根据对起动时喷油脉宽的检测结果分析,从理论上讲,只要使电阻R保持不小于一定的阻值,就可以达到热车顺利起动的目的。为实现这一目的,只需将电阻R(1个水温传感器)安置在不受发动机温度影响的位置,使总的电阻值在起动时,能让ECU按收到的水温信号提供足够的喷油脉宽,满足顺
13、利起动即可。以热车发动机80时为例,水温传感器标准电阻为330,外界温度在29时,电阻R约1.3k,此时的总阻值约1.63k,在起动时ECU提供的喷油脉宽将为11.0ms左右,可以使发动机顺利起动。把电阻R(1个水温传感器)、继电器用导线按照改装后的电路图(如图3)安装好。为保证电阻R在起动时保持不小于一定的阻值,把电阻R安置在ECU旁边,以避免受发动机温度的影响。然后,起动发动机,一次就能顺利起动,重复一次,测得此时的起动喷油脉宽为11.1ms,温度显示为34。让发动机暧机,使水温达到80,关闭点火开关,重新起动,顺利着车,测得起动喷油脉宽为9.1ms,重复多次,都能顺顺利利起动。实验证明,
14、电阻R选用1个水温传感器是可行的。让发动机再次降温、试车,冷、热状态下发动机都可以顺利起动,故障排除。(五)维修后的效果该车经过加装电阻后,冷热状态下发动机都能顺利起动,发动机的正常工作性能没有受到影响,恢复了该车的正常使用。从维修至今仍在继续运行,再没有出现过冷起动困难的故障,实践证明这次维修是成功的,加装的设备是有效的。而且经济效益也相当可观,因为换ECU的费用约6500元,而改装所需的材料费不足130元,大大降低了维修费用。结论综上所述,当遇上冷起动困难,且只是ECU冷起动这部分控制功能失效,而其他功能正常的故障时,我们就不必考虑更换整个ECU系统,而只需在温度传感器上再串联一个适当阻值的电阻,就可以解决冷起动困难的故障。以上用了较