皇冠发动机电控系统故障检测与检修3资料.docx
《皇冠发动机电控系统故障检测与检修3资料.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《皇冠发动机电控系统故障检测与检修3资料.docx（39页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。
皇冠发动机电控系统故障检测与检修3资料
扬州工业职业技术学院
2012—2013学年
第一学期
毕业论文
课题名称：
皇冠发动机电控系统故障诊断与检修
设计时间：
2012.11—2013.1
系部：
机械工程系
班级：
1003汽车维修
姓名：
赵帅
指导教师：
戴晓锋
摘要
随着汽车电子技术的日趋发展和完善，汽车发动机电控技术已达到相当高的水平，这使得汽车维修行业及维修人员面临一次新的技术挑战。
发动机作为汽车的核心部件，对汽车的整体性能有着重要的影响。
本文主要研究皇冠发动机电控系统常见故障，对其进行分析和解决。
详细介绍了故障诊断工艺和电控系统主要元件的检修，对使用和维护汽车有着很现实的意义。
关键词：
皇冠，发动机，故障诊断工艺，检修
Abstract
Alongwiththeautomobileelectronictechnologydevelopmentandtheconsummation,theelectroniccontroltechnologyofautomotiveenginehasreachedaveryhighlevel,whichmakestheindustryofvehiclemaintenanceandrepairandrepairpersonnelfacenewchallenges.Theengineasthecorecomponentsofmotorvehicles,carintegralperformanceisofimportantinfluence.Thispapermainlystudiesthecrownelectronicenginecontrolsystemcommonfault,analyzeandsolve.Faultdiagnosistechnologyisintroducedindetailandtheelectriccontrolsystemofthemaincomponentsofthemaintenance,theuseandmaintenanceofthevehiclehasaverypracticalsignificance.
Keywords:
Royal；engine；Faultdiagnosistechnology；overhaul
2.5.1节气门位置传感器的检测24
2.5.2爆震传感器的检测25
2.5.3氧传感器的检测26
2.5.4发动机电子控制器ECU、主继电器及其电路的检测27
2.5.5喷油器的检测27
2.5.6电动燃油泵和油压调节器的检测28
4案例分析29
4.1丰田皇冠发动机着火的故障与排除29
4.2皇冠轿车高转速动力不足29
皇冠发动机电控系统故障诊断与检修
1皇冠发动机的简介
1.1皇冠发动机的概述
丰田皇冠于1955年1月1日在日本下线，到现在已经是第13代车型，在这50年中，皇冠基本上保持着4—5年换一代的步伐。
国产皇冠为V62.5L3.0L和V84.3L三种排量，并配置双VVT-i进出气门双向智能正时可变系统，使发动机的进气效率、燃油经济性、动力性能都有了很大提高，马力更加强劲。
1.2皇冠3GR-FE型发动机的结构特点
新皇冠配备3.0LV型六缸，双顶置凸轮轴，每缸配置四个气门，电喷24气门（双VVT-i）3GR-FE发动机，其最大功率为170kW、6200r/min,最大扭矩为300N·m、4400r/min,压缩比为10.5,缸径×行程为87.5mm×83.0mm。
此款发动机是丰田汽车公司的旗舰之作，体现了丰田最高规格的先进技术。
（1）发动机缸体
3GR-FE型发动机采用铝制拉模铸造缸体,以减轻重量，在水套中加装水套隔板，优化了气缸壁温度,气缸壁中低部得以保持适当的温度,以降低发动机机油黏度，减小摩擦力;缸套为多刺状,增大了与冷却液的接触面积,从而提高了冷却性能。
如图1-1所示：
图1-1皇冠3GR-FE发动机的缸体
（2）配气机构
3GR-FE型发动机使用3条正时链驱动各气缸组进、排气凸轮轴,正时链条与凸轮轴结构如图1-3所示。
在进、排气凸轮轴上均装有VVT-i控制器,可连续调节进、排气门的开启与关闭时刻,此技术即为双VVT-i技术。
图1-3正时链条与凸轮轴结构
3GR-FE型发动机还采用液压气门间隙调节器,其结构如图2-4所示。
利用机油压力和弹簧弹力保持气门间隙恒定为“0”,消除了配气机构的间隙,减小了各零件的冲击载荷和噪声,从而提高了发动机的高速性能。
图1-4液压气门间隙调节器
（4）燃料供给系统
汽油机燃料供给系的功用是根据发动机的要求，配制出一定数量和浓度的混合气，供入气缸，并将燃烧后的废气从气缸内排出到大气中去。
该发动机使用了多层复合塑料燃油箱如图1-5所示：
图1-5多层复合塑料燃油箱
2皇冠发动机电控系统故障诊断与检修工艺
2.1故障诊断的常用仪器
2.1.1车用数字万用表
万用表分为模拟式（指针式）和数字式两种，可用来检测电阻、电流和电压。
由于指针式万用表内阻小，使用时易造成过大电流，所以在电控发动机的检测中，很多元件的测量都规定要用高阻抗的数字式万用表，以防止烧坏。
车用数字万用表是现代电控汽车诊断专用工具，除了具有一般万用表的功能外，还具有一些汽车专用测试功能。
一般能测量电压、电流、电阻、转速、频率、温度、电容、闭合角、占空比和二极管等项目，并具有自动断电、自动量程变换、图形显示、峰值保留和数据锁定等功能。
目前常用的车用数字万用表有EDA系列、OTC系列、VC400型和KM300型等。
图2-1所示KM300型车用数字万用表是美国艾克强公司的产品，现以此介绍其用途：
1．测量直流电压2．测量直流电流3．测量电阻
4．测量温度5．测量转速
图2-1KM300型车用数字万用表
1-直流/交流按钮；2-保持按钮；3-量程按钮；4-车速按钮；5-选择开关
2.1.2解码器
（1）解码器的基本结构
以通用型国产431ME电眼睛解码器为例介绍解码器的基本结构。
431ME电眼睛由主机、测试卡、测试主线、测试辅线和测试接头组成，并符带一个传感器/测试仪。
如图2-2所示：
图2-2431ME电眼睛主机面板图
1）主机由显示屏、操作键、上端两个9PIN接口、下端一个测试卡插孔组成。
上端两个9PIN接口，左侧的接口与测试主线连接，右则的接口与PC相连。
2）测试卡共有12块测试卡。
其中，A01~A05为亚洲车系测试卡，可测丰田、本田、日产、现代等车；B01~B04为欧洲车系测试卡，可测大众、奥迪、奔驰、宝马等车系；C01为美洲车系测试卡，可测通用、福特、克莱斯特等车；D01OBD-II为OBD-II数据流测试卡，并具有字典功能；F01为传感器模拟/测试卡，用于模拟和测试传感器。
3）测试主线用于连接汽车诊断座和解码器。
4）测试辅线包括双钳电源线、点烟器线、万用-1线、万用-2线和飞线。
5）测试接头共有15个测试接头，包括大众/奥迪4PIN接头、宝马20PIN接头、奔驰38PIN接头、丰田17PIN接头、本田3PIN接头、三菱/现代12PIN接头、通用/大宇12PIN接头、OBD-II16PIN接头和传感器测试接头等。
6）传感器模拟/测试仪有输出、输入、接地三个测试端口，上端的9PIN接口与测试主线连接。
当进行传感器测试时，有传感器测试线的红线插入输入端，黑线插入接地端。
当进行传感器模拟测试时，用传感器测试的红线插入输出端，黑线插入接地端。
（2）解码器的功能
1）可直接读取故障码，不需通过发动机故障报警灯的闪烁读取。
2）可直接清除故障码，使发动机故障报警灯熄灭。
3）能与汽车ECU中的微机直接进行交流，显示电控发动机数据流，使电控系统工作状况一目了然,为诊断故障提供依据。
4）能在静态或动态下，向电控系统各执行器发出检修作业需要的动作指令，以便检查执行器的工作状况。
5）行车时可监测并记录数据流。
6）有的具有示波器功能、万用表功能或打印功能。
7）有的能显示系统控制电路图和维修指导，以供诊断时参考。
8）可与PC机相连，进行资料的更新与升级。
2.2故障诊断与检修时的注意事项
（1）电控发动机检修要点
1）电控汽油喷射系统对汽油的清洁度要求很高，应使用牌号和质量完全符合要求的去铅汽油。
燃油滤清器要定期更换，以防止燃油中的异物堵塞喷油器。
2）严格按照要求使用电源。
安装蓄电池时极性必须正确，否则电子元件会烧毁。
3）尽量避免电脑受到剧烈振动，并要防止水分浸入电控系统各零（部）件内。
4）在蓄电池亏电导致发动机无法正常起动时，应及时给蓄电池充电或更换新的蓄电池，而尽量不要使用跨接电路的方法来起动发动机。
5）不可用水冲洗微机控制单元和其他电子装置。
发动机存放地点环境的湿度不宜太大，在夏季尽量不用水冲刷地板。
6）防止微机系统受到剧烈的机械冲击震动。
7）发动机要远离能发射电磁场的电气设备，避免空间强电磁场对微机系统的干扰。
（2）电控燃油系统诊断要点
1）打开点火开关，而发动机未起动时，警告灯应点亮。
发动机正常起动后，警告灯应熄灭，如果熄灭，则表示电脑自诊断系统检测到故障或异常现象。
此时不能将蓄电池从电路中断开，以防微机中存储的故障代码及有关信息丢失。
应根据警告灯闪烁的次数或输出的故障编码，判断电子汽油喷射系统的故障，并用专用设备读取故障码。
2）对供油系统进行检修操作前，应先拆除蓄电池的搭铁线。
3）电动汽油泵除受点火开关控制外，还受空气流量计内的开关控制。
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微机检测到转速和点火信号时，汽油泵才连续工作。
它的出油压力比一般的供油系高，损坏后，只能使用原型号的电动汽油泵进行更换。
4）检修时，不论发动机是否运转，只要点火开关接通，决不可断开任何正在工作的电气装置。
因为这些装置往往步、有一定的电感，当突然切断其工作电流时，会在电路中产生很高的瞬时电压，会造成电子器件的严重损坏。
5）如需要进行电弧焊接，应断开电控单元的供电电源线。
6）对微机及与之连接的传感器、执行器进行检修时，操作人员须预先消除身上的静电，一定要带上接铁金属带，将其一端缠在手腕上，另一端夹到车身上，避免静电造成微机系统的损坏。
2.3皇冠发动机电控系统故障诊断方法
（1）从车主或接车员了解汽车的故障现象，我们脑海就要形成一个大概的思路，就要着手准备一些将要用到的东西。
例如接入的一辆车怠速不稳且发动机故障指示灯亮，就要准备解码器和该车相关的技术资料，而且要确保配件充足，这样才能保证工作效率。
（2）先思后行，这样可以加深条理，避免盲目拆装，少走弯路。
（3）维修皇冠电控发动机应代码优先，无论是发动机什么故障，如果故障指示灯亮，都要遵循代码优先的原则，因为故障自诊断是一种最直接反应故障的方法。
提取皇冠轿车发动机故障代码时，如果没有专用的解码器，可以用故障指示灯闪烁的方法来读取故障码。
方法如下：
点火开关置OFF位置，安装跨接线（SCS）至维修检查连接器，如图2-3所示。
维修检查连接器位于仪表板乘员侧杂物箱下方。
接通点火开头，则仪表板上的MIL指示灯会闪烁故障码。
故障指示灯每秒闪两次表明系统是正常的。
如果有故障将以图2-4的规律闪烁储存的二位数故障码。
若有多个故障码，码与码之间间隔2.5s，并按从小到大的顺序显示，重复显示故障码间隔4.5s。
图2-3安装跨接线（SCS）至维修检查连接器
图2-4故障码读取
（4）读取故障后应先外后内，在电控发动机机当中，绝大多数的故障是由于传感器、执行器与发动机控制模块之间的线路发生故障，不要轻易对发动机部件进行拆检。
（5）诊断出发动机有复杂问题时要“先简后繁”。
汽车故障通常是由一些简单原因引起的，在推测故障原因时，要先从简单入手。
（6）维修完毕后应对故障码清除，一种方法是用故障测试仪清除。
将故障测试仪故障诊断连接器相连，按故障测试仪上的提示操作，即可清除故障码。
另一种方法是手工清码，脱开蓄电池负极端子或拔出电喷ECU保险丝，即可清除故障码。
2.3.1随车诊断
当发动机电控系统出现故障时，ECU会自动记录故障代码，故障灯会亮。
这时，我们把点火开关放在ON位置但不着车，用专用跨线SST09843-18020把TDCC检测接头的TE1和E1连接起来，这时警告灯闪亮次数表示故障代码，根据表1查找代码内容，经过分析可以查找到故障原因。
表1皇冠3GR-FE型发动机故障代码诊断
代码
诊断
故障部位
12
在STA或ON时，ECU未收到G或NE信号达2s以上
（1）NE、G开路或短路
（2）分电器
（3）STA开路、短路
（4）ECU
13
连续6次点火后，点火模块无1GF信号输入ECU
（1）从点火模块至ECU的1GF或1GT开路或短路
（2）点火模块
（3）ECU
14
在发动机转速为1000r/min以上时，无信号NE输入ECU在0.05s以上
（1）NE开路、短路
（2）分电器
（3）ECU
16
ECU的CPU无正常信号输出
（1）ECU
22
水温传感器线路开路或短路超过0.5s以上
（1）水温传感器线路开路或短路
（2）水温度传感器
（3）ECU
24
进气温度传感器线路开路或短路超过0.5s以上
（1）进气温度传感器线路开路或短路
（2）进气温度传感器
（3）ECU
31
真空度传感器开路\短路
0.5s以上
（1）真空度传感器线路开路或短路
（2）真空传感器
（3）ECU
41
节气门位置传感器线路
开路或短路在0.5s以上
（1）节气门位置传感器线路开路或短路
（2）节气门位置传感器
（3）ECU
42
发动机转速在2500-4500r/min（M/T）或2800r/min（A/T）以上，8s以上无SPD信号输入ECU
（1）车速传感器线路开路或短路
（2）车速传感器
（3）ECU
43
转动发动机在800r/min以上，无起动信号输入ECU（STA）
（1）起动信号线路开路或短路
（2）点火开关1GSW或主继电器线路开路或短路
（3）ECU
51
检查接口TE1与E1连接时，A/C开、IDL触点断开、档位在R、D、2或1档显示
（1）A/C
（2）节气门位置传感器的IDL电路
（3）空档起动开关电路
（4）油门踏板拉线
（5）ECU
52
发动机转速在1600-5200r/min时，6转内无爆震传感器信号输入ECU
（1）爆震传感器线路开路或短路
（2）爆震传感器
（3）ECU
53
发动机转速在650-5000r/min时，发动机爆震控制部分故障
（1）ECU
55
发动机转速在1600-5200r/min时，6转速内无爆震传感器信号
输入ECU（KNK2）
（1）爆震传感器线路开路或短路
（2）爆震传感器
（3）ECU
78
发动机转速低于1000r/min，油泵线路开路或短路达1s以上；发动机转速低于1000r/min，油泵ECU（FPC）输入线路开路；发动机转速低于1000r/min，油泵EC诊断信号线D1开路或短路
（1）油泵ECU线路开路或短路
（2）油泵ECU
（3）ECU电源线路
（4）油泵
（5）ECU
2.3.2仪器诊断
下面以国产431ME电眼睛为例，对丰田皇冠车的测试，介绍其仪器诊断工艺流程。
431ME电眼睛主机的面板如图2-2所示，其上有方向键、确信键、退出键和0～9数字键。
（1）开机
1）选择相应测试卡（丰田车选择亚洲车系测试卡，假定为A01），将其标签朝上插入主机下部的测试卡中。
2）将测试主线与主机相连，另一端的电源线与汽车点烟器或通过双钳线与蓄电池相接，使主机通电。
（2）调显示屏亮度
主机通电后即打开仪器，并响两声，此时立即用［↑］或［↓］键调节显示屏亮度，而在进入菜单后不可再调。
（3）选择测试接头
1）主机通电后进入亚洲车系诊断系统，如图2-5所示。
CADA101Ver6.2
亚洲车系诊断系统
LAUNCH431ME
图2-5显示亚洲车系诊断系统
2）按［确认］键后，显示A01卡可测试的车系，如图2-6所示。
431MESelectmode
丰田/TOYOTA
三菱/MRRSUBISHI
马自达/MAZDA
图2-6A01卡测试车系
3）选择“丰田/TOYOTA”车系，按［确认］键屏幕显示出该车系测试接头型式，如图2-7所示。
Selectdingcon
1.半圆形诊断座
2.长方形诊断座
3.OBD2
图2-7选择测试接头
4）用［↑］或［↓］键阅读图中内容，按提示选择合适的测试接头。
将选择的测试接头一端与测试主线相连，另一端与车上的诊断插座相接。
选择好测试卡和测试接头后，就可以进行测试操作了。
测试操作通常分为读系统数据流和测试故障码两大部分。
a）读取数据流，可以获取汽车有关传感器参数，了解汽车的运行状态。
b）测试故障码，可以读取汽车故障码，诊断汽车故障。
以下介绍测试故障码的操作方法。
（4）测试故障码
1）在选择测试接头时，若选择“半圆型诊断座”，按［确认］键，显示测试功能，如图2-8所示。
可以看出，有测试故障码、重阅已测故障码、查阅故障码、清除故障码、清除SRS故障码和打印测试结果6项测试功能。
431MESelectmode
（1）测试故障码
（2）重阅已测试故障码
（3）查阅故障码
（4）清除故障码
（5）清除SRS故障码
（6）打印测试结果
图2-8测试功能
2）选择“测试故障码”功能，按［确认］键，屏幕显示“自动测试所有系统”和“选择系统测试”两项供选择，如图2-9所示：
Selecttestoperation
自动测试所有系统
选择系统测试
图2-9测试项目选择
3）选择“自动测试所有系统”，按［确认］键。
此时，解码器自动对被检汽车的发动机（ENG）、自动变速器（AT）、制动防抱死系统（ABS）、安全气囊（SRS）和定速系统（CC）进行检测，并自动显示检测结果。
用［↑］［↓］键和［确认］键可读取各系统的故障码及内容。
①若选择“ENG系统”，按［确认］键，则显示出故障码，如图2-10所示：
发动机系统…………………………ENG
12
图2-10发动机系统故障码显示
②选择“12”，按［确认］键，则显示出故障码所代表的故障含义，如图2-11所示。
图中最下一行有“01”、“03”字样，其中，“01”表示第1页内容，“03”表示共有3页，用［↑］［↓］键可阅读所有内容。
转速信号不良（发动机起动两秒内五曲轴转速NE信号或曲轴位置G信号输送到ECU）
Code:
12
0103
图2-11诊断码“12”的含义
2）选择“选择系统测试”，按［确认］键，则显示可测试的5个系统，如图2-12所示。
SelectSystem
发动机系统………………………ENG
自动变速箱系统…………………AT
防抱刹车系统……………………ABS
防撞气囊系统……………………SRS
定速系统…………………………CC
图2-12测试的5个系统
①选择“ENG系统”，按［确认］键，进入测试状态，如图2-13所示。
解码器即可对发动机进行测试，并显示测试结果。
TestingSystem…
正在测试系统：
发动机系统………………ENG
Code:
00
图2-13解码器正在对发动机进行测试
②若选择其他系统，方法相同。
（5）重阅已测故障码
使用“重阅已测故障码”功能，可重新查阅实测操作时读取的故障码内容及故障分析。
1）选择“重阅已测故障码”，按［确认］键，屏幕显示出“已测系统列表重阅”和“选择系统重阅”两种选择，如图2-14所示。
Selectoperation
已测系统列表重阅
选择系统重阅
图2-14“重阅”的选择
2）选择“已测系统列表重阅”，按［确认］键，屏幕自动显示已测系统的测试结果，如图2-15所示。
SystemResult
ENG
Tb.code
AT
Tb.code
SRS
Tb.code
CC
Tb.code
图2-15已测系统测试结果
①如果选择“ENG系统”，按［确认］键，屏幕重新显示出发动机系统已测故障码。
②选择其中某一故障码，按［确认］键，屏幕显示出故障码的含义。
3）选择“选择系统重阅”，按［确认］键，屏幕显示出可选择的5个系统，如图3-9，用［↑］［↓］键和［确认］键，可阅读各系统故障码及故障码内容。
（6）查阅故障码
使用“查阅故障码”功能，可查阅电控系统所有故障码或查阅已读取的故障码。
1）选择“查阅故障码”，按［确认］键，屏幕显示出5个系统，如图3-9所示。
2）在选择某系统后，屏幕显示出“依照故障码顺序查阅”和“输入故障码查阅”两项选择，如图2-16所示，用［↑］［↓］键和［确认］键选择其中的一项。
Selectoperation
依照故障码顺序查阅
输入故障码查阅
图2-16查阅故障码选项
1如果选择“依照故障码顺序查阅”，按［确认］键，屏幕可能显示出故障码11的内容，如图2-17所示。
按［→］键，可查看下一个顺序号的故障码内容。
主电脑电源中断
Code:
11
0101
图2-17故障码11的内容
②如果选择“输入故障码查阅”，按［确认］键，屏幕显示出“请输入故障码”，如图2-18所示。
按主机上的0~9数字键，即可将故障码输入，按［→］键可更改数字，按［确认］键可查出该故障码对应的故障内容并指导修车。
SearchCode……
请输入故障码：
Ω0
图2-18输入故障码显示框
（7）清除故障码
使用“清除故障码”，可自动清除故障码或人工清除故障码。
清除故障码前，应读取一遍所有故障码。
清除故障码后，应再读取一遍所有故障码，检查是否仍有故障存在。
1）选择“清除故障码”，按［确认］键，屏幕显示清码方法，如图2-19所示，按照屏幕提示即可清除故障码。
（清码方法）
除防撞气囊系统以外的其他系统拆下EFI熔丝或拆下蓄电池电源负极30s后即可清楚故障码
图2-19清除故障码提示
2）人工清除故障码的方法有时不止一种，需要根据被测车型的情况进行选择。
（8）打印测试结果
使用“打印测试结果”，可通过连接微型打印机将测试结果打印出来。
1）连接微型打印机，选择“打印测试结果”，按［确认］键，屏幕显示出5个系统，如图3-13所示。
2）用［↑］［↓］键选择要打印的系统，按［确认］键，即可打印出测试结果。
2.4皇冠发动机电控系统主要元件的检修
2.4.1节气门位置传感器的检测
皇冠的节气门位置传感器是滑动电阻式（可变电阻式）。
（1）传感器电源电压的检测
断开点火开关，拆下节气门位置传感器接头，将点火开关接通（ON位置），用万用表电压挡测量传感器侧插座3端子与1端子之间的电压，其正常值应为5V。
若电压不
升级会员 