桑塔纳型轿车怠速不良故障原因分析详解.docx
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桑塔纳型轿车怠速不良故障原因分析详解
郑州科技学院
专科毕业设计(论文)
题目桑塔纳2000型轿车怠速
不良故障原因分析
学生姓名刘玮龙
专业班级汽车检测与维修
学号
所在系机械工程系
指导教师
完成时间2010年3月25日
桑塔纳2000型轿车怠速不良故障原因分析
摘要
发动机怠速不稳是汽车使用中常见的故障之一。
尽管现在大多数的轿车都有故障自诊断系统,但也会出现汽车有故障面自诊断系统却显示正常代码或显示与故障无关的代码的情况。
这通常是由不受电控单元(ECU)直接控制的执行装置发生故障或传统机械故障。
关键词怠速不良\分类\原因\排除
Santana2000IdleTroubleAnalysis
ABSTRACT
Engineidlespeedinstabilityisacommonfaultautomobileuseone.Althoughmostcarsnowhaveafaultdiagnosissystem,italsoappearsfromthevehiclediagnosticsystemwithfaultsurfaceshaveshownthatthenormaldisplayandfaultcodeorcodenotrelatedtothesituation.Thisusuallyisnotsubjecttoelectroniccontrolunit(ECU)directcontroloftheimplementationofdevicefailureortraditionalmechanicalfailure.
KEYWORDSIdlingcausesadverseclassificationrule
目录
中文摘要………………………………………………………………Ⅰ
英文摘要………………………………………………………………Ⅱ
前言……………………………………………………………………1
1怠速不稳的分类……………………………………………………2
1.1如何观察怠速不稳……………………………………………2
1.2按出现规律分类………………………………………………2
1.3按抖动程度分类………………………………………………2
1.4按原因关联分类………………………………………………2
1.5按故障系统分类………………………………………………2
1.6怠速抖动机理…………………………………………………2
2怠速不稳的原因……………………………………………………3
2.1进气系统………………………………………………………3
2.2燃油系统………………………………………………………3
2.3点火系统………………………………………………………4
2.4机械结构………………………………………………………5
3怠速不稳的诊断方法………………………………………………6
3.1询问车主………………………………………………………6
3.2外观检查………………………………………………………6
3.3查询分析故障码………………………………………………6
3.4阅读分析数据块………………………………………………6
3.5检测……………………………………………………………7
3.6故障排除………………………………………………………7
3.7竣工检验………………………………………………………7
4塔纳2000轿车怠速不良故障分析实例…………………………7
4.1桑塔纳2000发动机怠速抖动………………………………7
4.2桑塔纳2000型轿车无怠速…………………………………8
4.3桑塔纳2000发动机怠速不稳………………………………9
结论…………………………………………………………………11
致谢…………………………………………………………………12
参考文献………………………………………………………………13
前言
发动机怠速不稳是汽车使用中常见的故障之一。
尽管现在大多数的轿车都有故障自诊断系统,但也会出现汽车有故障面自诊断系统却显示正常代码或显示与故障无关的代码的情况。
这通常是由不受电控单元(ECU)直接控制的执行装置发生故障或传统机械故障。
1怠速不稳的分类
1.1如何观察怠速不稳
①观察发动机缸体抖动程度,也可以观看机油尺把晃动的程度,平稳的油尺把很清晰,抖动的油尺把看起来是双的;②从发动机转速表或读数据块观察,转速以怠速期望值为中心抖动,或在期望值一侧剧烈抖动,程序中的怠速期望值包括标准怠速值、负荷(打开灯光,自动变速器挂上挡等)怠速值、空调怠速值、暖车怠速值;③原地启动发动机,坐在座椅上感觉车身剧烈抖动。
1.2按出现规律分类
①冷车(冷却液温度低于smarttags"/>50℃)有节奏的不稳;②热车(冷却液温度高于50℃)有节奏的不稳;③无规律的剧烈抖动一、两下。
1.3按抖动程度分类
①正常,以怠速期望值±10r/min抖动;②一般不稳,以怠速期望值±20r/min抖动;③严重不稳,超过怠速期望值±20r/min抖动;④在怠速期望值的一侧剧烈抖动。
1.4按原因关联分类
①直接原因,指机械零件脏污、磨损、安装不正确等,导致个别汽缸功率的变化,从而造成各汽缸功率不平衡,致使发动机出现怠速不稳;②间接原因,指发动机电控系统不正常,导致混合气燃烧不良,造成各汽缸功率难以平衡,使发动机出现怠速不稳。
1.5按故障系统分类
①进气系统;②燃油系统;③点火系统;④发动机机械系统。
1.6怠速抖动机理
汽缸内气体作用力的变化(一个汽缸气体作用力变化或几个汽缸气体作用力变化),引起各汽缸功率不平衡,导致各活塞在做功行程时的水平方向分力不一致,出现对发动机横向摇倒的力矩不平衡,从而产生发动机抖动。
也可以说,凡是引起发动机汽缸内气体作用力变化的故障都有可能导致发动机怠速抖动。
2怠速不稳的原因
2.1进气系统
(1)进气歧管或各种阀泄漏
当不该进入的空气、汽油蒸汽、燃烧废气进入到进气歧管,造成混合气过浓或过稀,使发动机燃烧不正常。
当漏气位置只影响个别汽缸时,发动机会出现较剧烈的抖动,对冷车怠速影响更大。
常见原因有:
进气总管卡子松动或胶管破裂;进气歧管衬垫漏气;进气歧管破损或其它机件将进气歧管磨出孔洞;喷油器O型密封圈漏气;真空管插头脱落、破裂;
曲轴箱强制通风(PCV)阀开度大;活性炭罐阀常开;废气再循环(EGR)阀关闭不严等。
(2)节气门和进气道积垢过多
节气门和周围进气道的积炭污垢过多,空气通道截面积发生变化,使得控制单元无法精确控制怠速进气量,造成混合气过浓或过稀,使燃烧不正常。
常见原因有:
节气门有油污或积炭;节气门周围的进气道有油污积炭;怠速步进电机、占空比电磁阀、旋转电磁阀有油污、积炭。
(3)怠速空气执行元件故障
怠速空气执行元件故障导致怠速空气控制不准确。
常见原因有:
节气门电机损坏或发卡;怠速步进电机、占空比电磁阀、旋转电磁阀损坏或发卡。
(4)进气量失准
控制单元接收错误信号而发出错误的指令,引起发动机怠速进气量控制失准,使发动机燃烧不正常,属于怠速不稳的间接原因。
常见原因有:
空气流量计或其线路故障;
进气压力传感器或其线路故障;发动机控制单元插头因进水接触不良或电脑内部故障。
2.2燃油系统
(1)喷油器故障
喷油器的喷油量不均、雾状不好,造成各汽缸发出的功率不平衡。
常见原因有:
喷油器堵塞、密封不良、喷出的燃油成线状等。
(2)燃油压力故障
油压过低,从喷油器喷出的燃油雾化状态不良或者喷出的燃油成线状,严重时只喷出油滴,喷油量减少使混合气过稀;油压过高,实际喷油量增加,使混合气过浓。
常见原因有:
燃油滤清器堵塞;燃油泵滤网堵塞;燃油泵的泵油能力不足;燃油泵安全阀弹簧弹力过小;进油管变形;燃油压力调节器有故障;回油管压瘪堵塞。
(3)喷油量失准
各传感器或线路故障,导致控制单元发出错误指令,使喷油量不正确,造成混合气过浓或过稀,属于怠速不稳的间接原因。
具体原因有:
空气流量计(或进气歧管压力传感器)故障;节气门位置传感器故障;节气门怠速开关故障;冷却液温度传感器故障;进气温度传感器故障;
氧传感器失效;以上传感器的线路有断路、短路、接地故障;发动机控制单元插头因进水接触不良或电脑内部故障。
2.3点火系统
(1)点火模块与点火线圈
近些年各车型多将点火模块与点火线圈制成一体,点火模块或点火线圈有故障主要表现为高压火花弱或火花塞不点火。
常见原因有:
点火触发信号缺失;点火模块有故障;点火模块供电或接地线的连接松动、接触不良;初级线圈或次级线圈有故障等。
(2)火花塞与高压线
火花塞、高压线故障导致火花能量下降或失火。
常见原因有:
火花塞间隙不正确;火花塞电极烧蚀或损坏;火花塞电极有积炭;火花塞磁绝缘体有裂纹;高压线电阻过大;高压线绝缘外皮或插头漏电;分火头电极烧蚀或绝缘不良。
(3)点火提前角失准
由于传感器及线路故障属于引起怠速不稳的间接原因,控制单元发出错误指令,使点火提前角不正确,或造成点火提前角大范围波动。
常见原因有:
空气流量计或进气压力信号故障;霍尔传感器故障;冷却液温度传感器故障;进气温度传感器故障;爆震传感器故障;
以上传感器的线路有断路、短路、接地故障;发动机控制单元因进水引起插头接触不良或内部电路损坏。
(4)其它原因
三元净化催化器堵塞引起怠速不稳,这种故障在高速行驶时最易发现。
自动变速器、空调、转向助力器有故障会增加怠速负荷,引起怠速不稳。
发动机控制单元与空调、自动变速器控制单元之间的怠速提升信号中断,在安装CAN-BUS的车辆存在总线系统故障。
随着新技术、新结构的增加,引起怠速不稳的因素会更多,诊断者必须全面考虑问题。
2.4机械结构
(1)配气机构
配气机构故障导致个别汽缸的功率下降过多,从而使各汽缸功率不平衡。
常见原因有:
正时皮带安装位置错误,使各缸气门的开闭时间发生变化,导致配气相位失准,各汽缸燃烧不正常;气门工作面与气门座圈积炭过多,气门密封不严,使各汽缸压缩压力不一致;凸轮轴的凸轮磨损,各缸凸轮的磨损不一致导致各汽缸进入空气量不一致;气门相关件有故障,如气门推杆磨损或弯曲,摇臂磨损,气门卡住或漏气,气门弹簧折断等。
(2)发动机体、活塞连杆机构
这些故障都会使个别汽缸功率下降过多,从而使各汽缸功率不平衡。
常见原因有:
汽缸衬垫烧蚀或损坏,造成单缸漏气或两缸之间漏气;活塞环端隙过大、对口或断裂,活塞环失去弹性;活塞环槽内积炭过多;活塞与汽缸磨损,汽缸圆度、圆柱度超差;因汽缸进水后导致的连杆弯曲,改变压缩比;燃烧室积炭会改变压缩比,积炭严重导致怠速不稳。
(3)其它原因
曲轴、飞轮、曲轴皮带轮等转动部件动平衡不合格,发动机支脚垫断裂损坏,发动机底护板因变形与油底壳相撞击等,这些原因只会造成发动机振动而不影响转速。
3怠速不稳的诊断方法
3.1询问车主
接车后应向车主了解:
①最早出现怠速不稳的时间;②怠速不稳时的发动机温度;③该车行驶里程;④车主经常驾驶的道路和习惯;⑤该车保养情况;⑥该车维修历史;⑦该车是否加装设备。
通过以上了解可对怠速不稳有初步判断,缩短检查时间,避免在检修时做无用功。
3.2外观检查
打开发动机罩检查:
观察发动机运转情况,抖动程度,同时观察发动机转速表指针的摆动幅度,是否偏离怠速期望值;观察是正常怠速抖动,还是负荷怠速抖动(打开空调、灯光、挂入挡位、打方向盘等);发动机外部件是否有异常;真空管有无脱落、破损;电线插接器有无松脱;是否存在漏油、漏水、漏气、漏电的四漏现象;排气管是否“突、突”(说明燃烧不好)、冒黑烟、有生汽油味等不正常现象;节气门拉线是否调整合适。
3.3查询分析故障码
读码(永久性、偶发性故障码都要记录)清码运行(此时要再现故障发生的条件)再读码。
阅读维修手册中的故障码列表,查阅故障码发生的原因、影响、排除方法。
对偶发性故障码不能忽视,往往怠速不稳时刻正是偶发故障码出现之时。
经过分析确定下一步检修工作。
如果没有故障码存储,要考虑控制单元不监视的元件可能存在故障。
3.4阅读分析数据块
数据块可以提供发动机运转中的实时数据,能否分析的正确也是能够代表我们诊断者的技术水平。
同样都是读数据块,有些人能够说出问题,有些人没有看出来。
我认为我们读的时候按照数据块表,看一下它的超范围的内容,比如说金奔腾测色会马上变颜色。
另外,对怠速不稳,我们要读怠速不稳的数据内容,一个是节气门的开度、正常值是2到5度,大了以后肯定是脏了,这时要清理节气门。
还有就是发动机的工况,有没有显示怠速,如果没有这个显示,说明节气门在开关触点没有闭合。
还有怠速空气流量学习值、怠速空气调节值,学习值是根据前一时期对流量的中心值,点了一个中心值,由于节气门脏或者负载有变化,流量需要进行调整,所以产生的一个学习值。
那么,在每一时刻还有一个调节值,这在故障码表里是一个范围,正常的是在这个范围之内。
3.5检测
根据故障现象、故障码内容、数据块数值确定检测内容。
根据检测对象选择万用表、二极管测试笔、尾气检测仪、燃油压力表、真空表、汽缸压力表、示波器、模拟信号发生器、喷油器检测清洗仪等,选择哪一种仪器应视具体情况来定,出发点是能迅速、准确判断故障。
尾气检测和波形分析很重要,也可以用断缸法迅速找到输出功率小的汽缸,使用真空表可以分析影响真空度的具体原因。
检测的原则是从电到机、从简到繁。
可以按电控系统、点火系统、进气系统、燃油系统、发动机机械部分的顺序进行。
3.6故障排除
诊断者根据上述检查结果和维修手册中的故障排除指南,制定适合本车的排除方法。
排除方法一般有:
清洗节气门与进气道、清洗检查喷油嘴、更换电气元件、检查线束的故障点、清洁接地点、修理发动机机械结构等工作。
3.7竣工检验
故障排除后我们必须用诊断仪,尾气分析仪再检测一遍,尾气分析仪可以直接测量怠速不稳,可以判断方向,现在用了四尾气、五尾气,通过二氧化碳、氧也可以判断它的烘比的方向。
4塔纳2000轿车怠速不良故障分析实例
4.1桑塔纳2000发动机怠速抖动
故障现象:
一辆桑塔纳2000轿车,装备了AFE4缸电喷发动机。
该车一直使用很好,但在不久以前加注了一次90号汽油后,没过多久便出现了发动机怠速轻微抖动的现象。
大约半天时间发动机怠速严重不稳,并伴有喘振现象。
在一家修理厂维修,在油箱中加了一瓶油精,并对节气门位置进行了调整,故障依旧。
故障检修:
根据用户反映的情况,车辆进厂后首先用故障诊断仪V.A.G1552检测发动机电控系统,但没发现故障存储。
因节气门位置限位螺钉被动过,按以往的经验重新调整限位螺钉,并把TPS电压调整到0.65V(此车发动机控制系统要求,只要TPS电压小于0.90V,即确认发动机处在怠速工况)。
此时发动机怠速状况明显改善,但喘振现象仍时有发生。
然后进行尾气测试,发现发动机怠速运行时HC的排放量明显偏高,CO的含量基本正常。
因此初步判定发动机有失火现象,于是重点检查点火系统,发现点火正时、火花塞、高压线、分火头及分电器盖均正常,检查配气正时也正常。
进而认为燃油系统可能有问题,但测量系统工作压力正常,汽油泵流量也符合标准。
因车主反映此车故障是在加油后出现的,考虑喷油嘴可能堵塞,便又取下喷油嘴进行清洗,可装复后故障依然存在。
难道是所加注的汽油中可能有水和其他杂质?
于是把油箱取下,放掉了所有的汽油,彻底清洗了油箱,并在更换新的汽油滤清器后,再次试车,但故障仍然存在。
鉴于以上两部分都没有什么发现,判定系统调控可能有问题(因一时手中没有V.A.G1552读取发动机电控系统08数据块的标准数据资料)。
于是更换了包括发动机电脑在内的所有的传感器、执行器和控制单元,但故障的症状依然如故。
至此,故障排除严重受阻。
考虑到故障是断断续续发生的,怀疑可能存在线路接头接触不良的某条线束有瞬间开路或短路的地方。
这时进行晃动实验,即用于晃动各个接头,当用于晃动点火线圈的接头时,发动机的转速有明显提升现象。
这样基本确定故障与此线束有关。
再反复拉动发动机线束,突然观察到发动机的线束中有冒烟的现象。
马上关闭点火开关,检查冒烟的线粟,发现与怠速执行器相连的黑/白线己被车身磨坏,露出一点铜线。
到了现在,故障终于水落石出。
实际气上该车故障主要是在发动机运转时,这根线束的破损处不时与车身短路而引起怠速失控而造成的。
在对其进行修理后重新试车,一切恢复正常。
4.2桑塔纳2000型轿车无怠速
故障现象:
一辆2000型电喷桑塔纳轿车,当踩下油门起动发动机时,一打火便能顺利起动,但松开油门踏板时,发动机严重抖动,几秒钟后便熄火;当不踩油门踏板起动时,发动机有短暂着火现象,但是起动不了。
故障检修:
根据维修电喷车的经验,发动机无怠速的主要原因有:
①怠速马达发生异常;②怠速调整太低;③真空管严重漏气;④其它原因。
首先对该车的燃油喷射系统进行了分析。
该车发动机采用LE-Jetronic喷射系统,怠速控制方式为步进怠速控制方式,即发动机电脑控制怠速步进电机的转子轴移动,改变阀门与阀座间的距离,调节流经旁通空气道的空气流量,使发动机达到所要求的怠速转速(800±50r/min)。
根据系统结构和原理进行故障排除:
①拆装怠速马达并加以清洗,测量怠速马达的控制电线电压,结果为正常。
起动发动机,故障依旧。
②堵住所有通往其它部位的真空管,起动发动机,故障依旧。
利用V.A.G1552进行电控系统故障查询,无故障码存贮。
于是决定采取以下措施:
①对怠速马达、发动机电脑进行试换件修理;②检修点火系统;③检修油电路。
故障仍未排除。
接着进行第二步:
拆下火花塞、高压点火线、分电器盖、分火头,发现火花塞早已到了使用极限,间隙太大,便予以更换;测量高压点火线电阻正常;分电器盖无破损,加以清洁;分火头绝缘良好,也加以清洁。
装配完毕,试车情况略有好转。
进行点火正时的调整,结果发现发动机转速无明显变化,初步证明点火正时可能有问题。
拆下正时带外盖,发现皮带松弛,转动曲轴到一缸上止点时,正时皮带恰好朝点火延迟的方向错过一齿。
于是快速排除皮带松弛故障,对好正时,再起动发动机,一打火便起动,怠速平稳,加速有力,一切正常。
总结:
电喷发动机怠速出现异常,首先查找其怠速控制部分是否有故障,但也不能忽略对点火正时、真空管漏气以及发动机暖机控制、爆震控制部分的检查。
此2000型电喷车出现的无怠速故障主要原因为点火过迟,一方面是正时不准的影响,另一方面是火花塞间隙太大造成的,由于间隙过大,使点火延迟,并且怠速时点火能量不足。
4.3桑塔纳2000发动机怠速不稳
故障现象:
一辆桑塔纳2000轿车,装备了AFE4缸电喷发动机。
该车一直使用很好,但在不久以前加注了一次90号汽油后,没过多久便出现了发动机怠速轻微抖动的现象。
大约半天时间发动机怠速严重不稳,并伴有喘振现象。
在一家修理厂维修,在油箱中加了一瓶油精,并对节气门位置进行了调整,故障依旧。
故障检修:
根据用户反映的情况,车辆进厂后首先用故障诊断仪V.A.G1552检测发动机电控系统,但没发现故障存储。
因节气门位置限位螺钉被动过,按以往的经验重新调整限位螺钉,并把TPS电压调整到0.65V(此车发动机控制系统要求,只要TPS电压小于0.90V,即确认发动机处在怠速工况)。
此时发动机怠速状况明显改善,但喘振现象仍时有发生。
然后进行尾气测试,发现发动机怠速运行时HC的排放量明显偏高,CO的含量基本正常。
因此初步判定发动机有失火现象,于是重点检查点火系统,发现点火正时、火花塞、高压线、分火头及分电器盖均正常,检查配气正时也正常。
进而认为燃油系统可能有问题,但测量系统工作压力正常,汽油泵流量也符合标准。
因车主反映此车故障是在加油后出现的,考虑喷油嘴可能堵塞,便又取下喷油嘴进行清洗,可装复后故障依然存在。
难道是所加注的汽油中可能有水和其他杂质?
于是把油箱取下,放掉了所有的汽油,彻底清洗了油箱,并在更换新的汽油滤清器后,再次试车,但故障仍然存在。
鉴于以上两部分都没有什么发现,判定系统调控可能有问题(因一时手中没有V.A.G1552读取发动机电控系统08数据块的标准数据资料)。
于是更换了包括发动机电脑在内的所有的传感器、执行器和控制单元,但故障的症状依然如故。
至此,故障排除严重受阻。
考虑到故障是断断续续发生的,怀疑可能存在线路接头接触不良的某条线束有瞬间开路或短路的地方。
这时进行晃动实验,即用于晃动各个接头,当用于晃动点火线圈的接头时,发动机的转速有明显提升现象。
这样基本确定故障与此线束有关。
再反复拉动发动机线束,突然观察到发动机的线束中有冒烟的现象。
马上关闭点火开关,检查冒烟的线粟,发现与怠速执行器相连的黑/白线己被车身磨坏,露出一点铜线。
到了现在,故障终于水落石出。
实际气上该车故障主要是在发动机运转时,这根线束的破损处不时与车身短路而引起怠速失控而造成的。
在对其进行修理后重新试车,一切恢复正常。
结论
通过以上的维修过程,可知此车怠速不良的主要原因是节气门限位螺钉调整不当及怠速执行器的导线有时对地短路。
仔细回想一下维修过程,虽然故障最终解决了,但从整个判断过程看,还是走了一些弯路。
所以在判断一个故障时,首先应了解该车的结构、控制原理及各传感器、执行器的作用和相互关系。
这样才能根据故障症状较快地确定故障区域,再选择适当和正确的方法,并利用诊断设备迅速确定故障点。
致谢
本论文是在我的指导老师的亲切关怀和悉心指导下完成的。
他严肃的科学态度,严谨的治学精神,精益求精的工作作风,深深地感染和激励着我。
指导老师不仅在学业上给我以精心指导,同时还在思想、生活上给我以无微不至的关怀,在此谨向指导老师致以诚挚的谢意和崇高的敬意。
我还要感谢在一起愉快的度过毕业论文小组的同学们,正是由于你们的帮助和支持,我才能克服一个一个的困难和疑惑,直至本文的顺利完成。
在论文即将完成之际,我的心情无法平静,从开始进入课题到论文的顺利完成,有多少可敬的师长、同学、朋友给了我无言的帮助,在这里请接受我诚挚的谢意!
最后我还要感谢培养我长大含辛茹苦的父母,谢谢你们!
最后,再次对关心、帮助我的老师和同学表示衷心地感谢!
参考文献
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