第一章 现代汽车故障诊断技术概述.docx

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第一章现代汽车故障诊断技术概述

浙江工贸职业技术学院教案首页

授课班级:

0２（３）课程：

现代汽车故障诊断技术任课教师：

贾永枢

授课题目：

现代汽车故障诊断技术概述

授课目的:

１、了解线路图在故障中的使用

2、掌握OBD相关知识

3、掌握现代汽车故障诊断与排除步骤

授课时数:

4学时

教学重点：

汽车故障诊断步骤与排除步骤

　　　　OＢD目的与特点

教学难点:

汽车故障分析与排除

　　　线路图使用分析

教具准备：

　解码器

计划授课时间　　　200４　年　月　日

编写教案时间　　　　2００４年　月日

第一章现代汽车故障诊断技术概述

第一节故障诊断与排除方法

在进行汽车故障诊断时应先进行全面检查,再测试具体回路和元件的测试,以确定故障原因。

如果不依照步骤进行,只是图方便走捷径的话，常导致查不出结果，反而浪费更多的时间。

一、故障诊断与排除步骤

要注意，大多数机械部分及很多电子系统都不受电控系统（不重要的传感器,一般修正作用，如大气温度传感器）的监控。

因而这些部分或系统的故障引起驾驶性能问题时，不会产生相应的故障码，也无法在电脑的数据流或示波器中检测到这些故障。

所以在查找电控系统的故障之前,应先检查和排除机械部分的故障。

（一）识别故障

进行这一步时，应与顾客交谈，以准确了解故障和其产生的条件,及症状的严重程度，可以询问如下问题：

1、故障是一直存在还是有时才出现？

出现时是否有规律?

现在是否还发生？

2、故障是否发生于某些特定时间,如加速或爬坡，或特定温度（如冷起动或热起动）时？

3、症状是什么:

嗓音、振动、气味、性能故障或是上述任意几项的组合？

4、这些故障以前有是否出现过,曾采取什么措施进行修理？

5、汽车最近一次维修是什么时候?

修理时采取了什么措施？

（二）确认故障

要注意顾客描述症状的方式可能会与你有些差异，最好自己驾车体验一下这些症状。

另外要记住，没有症状就说明没有故障。

如果没有体验到故障的症状，就不要试图去修理。

无目的工作只会让你浪费很多时间和精力而徒劳无获。

所以开始进行故障排除之前,应先确认故障。

（三）检查机械部分

１、检查有无明显的毛病并先排除一些简单故障。

连接插头、真空管、机油、冷却剂、驱动皮带。

2、蓄电池电压。

静止开路电压:

不应小于12.2V;发动机运转不应小于１3.5V。

发动机运转时，读数应小于14．5伏。

交流电压值过高会使交流发电机的二极管损坏。

3、发动机工作具备的三个条件:

燃料供给、压缩和点火。

这些故障通常被人误认为是控制系统的问题。

近期的电控系统带有自适性记忆,可以纠正这种误会,使被掩藏的机械故障得以水落石出。

想仅靠检查电控系统来找出故障原因，只会使你事倍功半。

（1）燃油供给

安装压力表,检查燃油压力:

丰田车系为２３0―260kｐa;

检查一下喷油泵的供油量:

比燃油供油压力大21ｋpａ以上;

燃油质量：

牌号、杂质;

具体操作步骤在第三章讲解。

（2）压缩

检查燃烧室密闭性和发动机基本工作的最佳方法是进行压缩比试验。

用气缸压力表测试。

（３）点火

检查点火线圈的次级电压（1０-20kｖ）,再测一下基本点火正时和点火提前角（８度）是否符合标准。

检查点火系统的最佳方法是进行示波曲线分析。

本书稍后将对用于分析点火系统的示波曲线地行详细介绍。

还有点火顺序的检测（１－3-４－2）。

（四）了解系统

虽然电控系统的工作方式都是相似的，但每个系统都有其独特性。

如故障是属于电子方面的，你就应充分了解所涉及的特定系统。

你可以查阅原厂说明书或一些可靠的售后资料，如：

电路图:

元件的接口、连线、颜色；

诊断故障码（DTＣ）、故障检测流程图：

除ＯBＤⅡ外，各厂家都不一样;

PCＭ电脑和插头片脚作用图解：

电线的连通性，引角的作用;

测试标准:

接口形式；

（五）系统性测试

１、检查控制系统要依照从整体到局部的原则。

精确地检查局部之前,应先进行整体检查。

对发动机控制系统进行全面测试时，应使发动机达到正常工作温度。

可把发动机是否进入闭环工作状态作为一个基本测试。

发动机以２000ｒpm以上的转速运转至少两到三分钟，使氧传感器、触媒转化器、水温进入工作范围,系统则应进入闭环状态。

２、排除ＭＩL灯的故障。

带电控系统的汽车的仪表板上有一盏故障指示灯（MIL），开启点火钥匙而不发动发动机，灯就会亮，如图1-1所示。

先开动一下钥匙检查指示灯是否良好。

对大多数系统来说,若MＩL灯不亮，PＣM不会进入诊断状态,解码器也无法利用。

这种情况还可能阻碍系统

图１－１

进入闭环状态,造成驾驶性能故障。

３、利用解码器读故障码。

通过查看故障码,你可以找出发生故障的具体回路或子系统,找到开始故障检修的地方，但还需进行进一步测试以确定故障原因。

对于不产生故障码的系统，可以通过观察解码器的数据流参数来检查有无异常的状况,确定发生故障的回路。

４、回路或子系统检查。

所有有源回路都是一端与电源相连，一端搭铁。

由于这种结构特点，检修电子线路最明智的办法就是从一端检查到另一端。

将目标缩小至某一具体回路，然后进行系统性测试。

（六）进行修理,更换为主。

（七）确认修理成功

检查完整个回路后，进行路试,以确保故障症状都已消除。

二、线路图的使用

功用:

电流流动、各元件的功能性质、元件线路连接、颜色代码。

电气线路图:

电系统、点火开关和次级点火回路的线路图、颜色代码说明;

电子线路图:

控制系统的半导体，低压回路的线路布置图、示波器曲线图、PCM接口片脚的数目和标记图解。

（一）电子线路的阅读

图1-3利用通用符号迅速辩别出线路中的设备

1.BＡＴTERY－蓄电池　2.CONNECＴOR－插头3.ＣONTＲOLCIRＣUIT-控制回路4．DCMＯＴOR-直流马达　5．ＤIＯDE-二级管　6.FIＸEＤ　RESISTOＲ-固定电阻　７.FUSＥ-保险丝　8．ＧAＬVANIC　ＢATTERY-蓄电池组９.GＲOＵＮＤ-搭铁　10.HEＡTED　OＸYGENSENSＯR-加热式氧传感器　11.HＥATEＲ　EＬＥMＥＮT-加热元件12．ＬAMP-灯　13．MAGNETICＰＩCＫUＰ-磁传感器14．ＭOＤULＥ－模组　　15.MULＴI-PUUGCONＮECTO－多用插座插头　16.NＯTLOGIC　GATE-非逻辑门　　1７．ＡNDLOGＩCGATE-与逻辑门18.ＯRLＯGIＣ　GATE-或逻辑门１9.PＩEZOREＳISTIVＥSENＳOR－压力电阻传感器20.POTENTＩＯMＥTＥR-电位计　21.POＷＥＲ　CIＲCUIT-电源回路２２.ＲELAY-继电器　　２3．RＥＳISTIＶＥＣOLL－电磁线圈　　24.ＳOLＥNOID-电磁线圈　25.SPLICE-接头26.STEPＰEＲMOTOR-步进马达２7.THEＲMISＴＯR-热敏电阻　　28．ＴＲANＳISTOR-可变电阻　２９.ＺEＮEＲ　DIOOE-稳压二极管

图１－３标示出上图中使用的符号，还补充了一些电子线路图的常用符和本书以后章节将用到的符号。

要了解具体设备的工作方式、判断测试的部位，首先应熟悉这些符号。

（二）电流流动线路

1、箭头与电源

实心箭头,通常指向负电压方向或电源负极。

有时你会在回路线的末端看到一个箭头，并不指向电源负极，但旁边通常会说明电流流向。

ＰCM的12号片脚和数据接口k（ＤLC）的１6号片脚都直接连向电源（所有时间都有）。

即PＣM的１1号片脚和输出设备电源,都通过点火开关控制接通。

２、搭铁回路

回路搭铁形成一条完整的通路,才能使电流流动。

图中有五个搭铁点。

高压回路为PCM的11号片脚、分电盘、点火线圈、点火控制模组和氧传感器加热器提供电源。

分电盘、点火控制模组和氧传感器加热器都有专门的搭铁点。

点火线圈则通过控制模组搭铁,这类设备通常没有搭铁线，而是通过它们的外壳搭铁。

但电线破损或松脱则会在其搭铁回路中引起高阻抗。

出现不起动、不点火、发动机转速信号不正常或无法进入闭环状态等故障时,应检查这三个搭铁元件的电压降是否正常。

喷油嘴也有单独的搭铁点。

继电器关闭时,喷油嘴通过PCＭ12号片脚回路与蓄电池正极相连。

搭铁回路中的高阻抗会引起供油方面的故障。

检查喷油嘴搭铁的最好办法是在泵工作时测电压降。

其它设备大都通过PＣM搭铁。

传感器信号通过１6片脚输入PＣＭ,氧传感器（O2S）和车速传感器（VＳS）的蓄电池组则分别在15号和27号片脚处有单独搭铁回路。

由于其回路相对独立,不受其它系统搭铁回路的影响,所以通常被称为自由搭铁。

PＣM使信号通过输出设备并搭铁，形成一个完整的回路，而输出设备则根据通过的信号执行PCＭ的指令。

所以，只有PＣM搭铁良好时,执行器和传感器才能正常的工作。

PＣM通过1７号片脚连向底盘搭。

ＯBD-Ⅱ系统的ＤLC片脚4从PCM的１7号片脚处联向ＰCM搭铁,DLＣ片脚5在ＰＣM的1６号片脚处与传感器相连搭铁。

只要在DＬC的4号片脚和5号片脚处测一下电压降。

若两者的结果都符合要求，则说明PCＭ搭铁良好。

当ＰCM、交流发电机、发动机、底盘或车上蓄电池搭铁不良而引起阻抗升高时,信号电压会相应升高。

举个例子，假设正常情况下车速传感器产生0-5.0伏的信号，如果初步检查测得PCM的１7号片脚处电压降为0.5伏，则车速传感器的信号应在0．5-5．５伏之间,因为此传感器是靠PＣＭ来搭铁的。

氧传感器也同样如此。

如果氧传感器信号的正常变化范围为0.2-０.9伏，那么当ＰCM搭铁电压降为0.5伏时，其变化范围将为０.7-1．４伏。

1２号片脚为PCM存储器的存储回路提供电源。

存储器的记忆是暂时的，如果电源被切断的话,信息就会丢失。

汽车行驶时不断变化的信息,如自适应策略和诊断故障码,都记录在存储器中。

将点火开关至启动或行驶的位置，系统电压的附加电源就会加到PCM的11号片脚上,为汽车行驶所要求的工作回路提供必要的电源。

除了点火和喷油嘴回路,PＣM的输入回路的电压通常不超过5伏。

PCM但的内部信息处理的系统电压降到7、8伏以下时,大多数控制系统就会停止工作,进入失效保护状态。

3、信号输入过程

PCＭ将一个通常为5伏的低压参考信号加给传感器,传感器带可变电阻,可使PＣM回返的电压发生变化。

传感器电阻低时,信号电压可以自由通过回路返回地线,此时信号电压也低。

阻抗高时则使信号电压也变高。

PＣＭ通过信号的变化监控传感器的工作状况。

如图1－４所示,如负载处即为连接DＭM或示波器处。

图1-４　将测试仪器与回路负载测相连

4、信号输出过程

通过点火开关回路的系统电压作为电源加到执行器上。

执行器根据PCＭ的指令,控制其它回路,或将电能转化为机械运动。

控制执行ＰＣＭ的回路通常称为驱动回路。

发动机控制系统的大多数执行器都由几种感应线圈组成。

PCM调节执行器的搭铁回路,通过连接或断开地线来控制系统执行器作用或关闭。

每个PCM控制的输出设备都有最小阻抗限制,从而限制了通过输出控制回路的电流量。

执行器短路会使大量电流通过控制回路而导致PCM烧毁。

输出正常时,流过回路的电流通常不超过０.75安培。

执行器短路是PCM的常见故障。

三、电子检测设备

解码器和示波器是基本的测试设备，二者可全用来处理复杂电子故障;也可利用一些别的电子测试设备来查找故障原因,如发动机分析仪、专用电表、万用表等。

第二节　随车诊断系统OBD

一、OBD系统概述

OBD全称为OＮ-BＯＡRＤDＩAGNOSＴＩC,即随车诊断系统,分为OＢＤ、OBD－Ⅰ、OBＤ－Ⅱ。

1994年全球20%制造商采用ＯBD-Ⅱ，１996年全面采用OＢD-Ⅱ,其随车诊断目的为排放系统有故障时提示车主注意，使维修技术人员快速的找到故障来源，减少汽车废气对大气污染。

二、OＢD概念提出

2０世纪8０年代中期各厂家独立自行设计诊断座和自定义故障码,各个车型之间无法共用，必须采用不同的诊断系统。

三、　OBＤ-Ⅰ

19８５年加州大气资源局制定，1988全面实施。

１、主要特点

仪表中有警示车主的指示灯,来提示车主车辆的控制系统存在故障;

系统有记忆和传送有关排放的故障代码；（见图１-11）

能对EGR阀,燃油系统和其他有关废气排放系统进行测试保养。

２、缺点

无法有效的监控排放:

催化转化器效率监测、EＶAP泄漏监测、监测线路灵敏度不高；

各厂家采用不同的自诊断系统和排除方法;

资料传输不是统一的SAE和ＩSO标准。

四、OBD-Ⅱ系统概述

加州环保局19８9年正式公布,称之为OBDII。

直到１９96年各汽车生产厂才在其加州标准车辆上实施了新标准。

新标准于１９９0年写入了美国联邦大气清洁法,它要求全部49个州的车辆于1996年起一律装备OBＤ－Ⅱ，严格遵守法规的时间定为1999年。

所以，有些１9９6年的OBＤ-Ⅱ系统可能会缺少一个ＯBＤ－Ⅱ规范的特性，如燃油蒸发污染排放清洁测试。

OＢD-Ⅱ系统技术先进,对探测排放问题十分有效。

但对驾驶者是否接受MＩL的警告,ＯBＤ-Ⅱ是无能为力的。

OBD-Ⅱ系统主要利用小型车载无线收发系统，通过无线蜂窝通信、卫星通信或GPS系统将车辆的VIN、故障码及所在位置等信息自动通告管理部门,管理部门根据该车辆排放问题的等级，对其发出指令,包括去何处维修的建议,解决排放问题的时限等。

特点：

统一诊断座:

16端子；

统一诊断座位置:

仪表板下方;

解码器和车辆之间采用标准通讯规则；

统一故障码含义;

具有行车记录器功能；

监控排放控制系统；

解码器能够读码,记录数值,清码等;

标准的技术缩写术语,定义系统工作元件；

１、诊断座

在16个片脚中,其中７个是标准定义的信号片脚，其余９个由生产厂家设定。

IＳO-1994-2标准:

第7号和第15号脚是传送资料。

SAＥJ1８50标准:

第2和第10号脚是传送资料。

2、诊断故障码结构。

（略）

3、故障码读取与清除在第三章详细介绍。

4、总成控制微机代号：

5、编码企业代号

编码企业代号规定由一位阿拉伯数字表示。

其中：

0——代表SAＥ定义的故随代码;其它1、2、3、…９为各汽车制造公司自行定义的故障代码。

6、系统故障代码由SＡＥ定义

7、监控系统

三项连续监控：

失火检测,燃油系统和大部分的元件监控．

八项非连续的监控:

触媒,加热式触媒,油箱油气蒸发（即时性碳罐控制）,二次空气喷射，空调系统,氧传感器,氧传感器加热器和EＧR

８、故障发生瞬间的数值分析

标准的ＯＢＤ-Ⅱ测试模式即制定测试模式,此功能可在故障码发生时,瞬间记录下相关的数值,以便发现间歇性故障。

五、ＯＢD-Ⅱ系统工作

1.触媒转换器监控

触媒转换器排放监控起动条件：

1）发动机水温高于１７0°F；

2）保持车速大于20MPH至少两分钟;

３）打开节气门;

4）闭环运行;

5）转速在1.248-1.952×103ＲPＭ之间（自动），或1.2４8－２.4０0×1０3RＰM之间（手动）；

6）MAP电压应在1.5-2.6伏之间;

7）系统依靠前后加热式氧传感器的信号,检测触媒转换器的工作效率。

2.氧传感器监控

功用：

为了完整的测试氧传感器的功能。

工作:

通过监控九项有关含氧传感器项目。

3.失火监控

功用:

监控和提示车主引擎失火潜伏的对触媒的破坏或引起引擎排放标准。

工作：

最主要是根据气缸在失火时会导致燃烧压力下降，会使活塞运动速度减慢。

因此失火会导致引擎曲轴转速下降,　CＫP的波形循环就会出现中断，通过对比CKP与凸轮轴位置传感器CＭP的信号，电脑就会能判断出哪一个缸失火。

４、燃油系统监控

功用:

用来判断监控系统调整空燃比的工作情况。

工作:

监控的两个参数——Ｓhort－termｆｕel　triｍ（SＴＦT）即短效修正,Loｎｇ-ｔermfｕeltｒim（LTFT）即长效修正,在没有进行燃油修正时，数值为0%，修正时,数值的范围-１０0%～100%。

5、油气蒸发系统监控

功用:

用来检测活性碳罐气体容积和泄漏情况。

工作:

监控系统的元件碳罐阀、EVAＰ电磁阀和压力传感器。

６、废气再循环监控

功用:

用来检测EGR的流量和判断其工作效率

工作:

电脑使EGＲ阀全开或全关，并侦测EGＲ传感器的电信号，然后通过动态的采样数值与其原厂设计的标准相比,并判EGR系统的工作效率，若其工作效率达不到设定标准，则故障灯亮起并会发出设置故障码。

六、汽车故障诊断与排除注意事项

汽车电控系统对于高温、高湿度、高电压是十分敏感的,因此电控汽车在使用与维修时应注意以下各项：

严禁在发动机高速时将蓄电池从电路中断开,以防产生瞬变过电压将微机和传感器损坏。

发动机”警示灯（CＨECKENＧINE）点亮时，不能将蓄电池从电路中断开,以防止电脑中存储的故障码及有关资料信息被清除。

当诊断出故障原因,对电控系统进行检修时,应先将点火开关关掉，并将蓄电池搭铁线拆下。

如果只检查电控系统，则只须关闭点火开关即可。

跨接起动其他车辆或用其他车辆跨接本车时,须先断开点火开关，才能拆装跨接线。

在车身上进行电弧焊时，应先断开电脑电源。

除在测试过程中特殊指明外,不能用指针式万用表测试电脑及传感器,应用高阻抗数字式万用表进行测试。

不要用试灯去测试任何和电脑相连接的电气装置。

蓄电池搭铁极性切不可接错，必须负极搭铁。

电脑、传感器必须防止受潮，不允许将电脑或传感器的密封装置损坏.

电脑必须防止受剧烈震动。

装有氧传感器的闭环控制系统的汽车,必须使用无铅汽油,以防氧传感器失效。

电控汽油喷射系统的电动燃油泵的工作除受点火开关控制外，还受空气流量计或电脑控制。

在点火开关接通后,只有在发动机处于正常工作或起动状态,且空气流量计检测到空气流量信号或电脑检测到转速和点火信号时油泵电路才能接通。

带有安全气囊系统的车，对安全气囊进行检修时，如果操作不当将会使气囊意外张开，因此必须严格按操作程序进行。

本章思考题

1、简述进行故障诊断和排查的步骤?

2、ＯBＤ-Ⅱ系统作用与特点？

３、OＢD－Ⅱ诊断系统的目的有哪两个？

４、OBD-Ⅱ诊断系统的连续监控和非连续监控包括哪些？

5、氧传感器的监测项目有哪些?

６、分析汽油发动机的发动的三个必要条件。