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發(fā)動機(jī)系統(tǒng)典型故障診斷與排除

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發(fā)動機(jī)系統(tǒng)典型故障診斷與排除

摘要:為了提高能源的利用率,降低汽車油耗和尾氣排放對大氣的污染,汽車發(fā)動機(jī)怠速啟停技術(shù)得到了廣泛的應(yīng)用。該系統(tǒng)可在怠速情況下,實現(xiàn)車輛智能啟停。在實際使用過程中,由于各種原因,導(dǎo)致汽車怠速啟停系統(tǒng)無法運(yùn)行,車輛組合儀表盤提示怠速啟停系統(tǒng)功能異常。文章針對奔騰某車型發(fā)動機(jī)怠速啟停系統(tǒng)進(jìn)行分析,并提出故障診斷和排除方法。

關(guān)鍵詞:怠速啟停系統(tǒng);故障診斷;故障排除

引言

隨著汽車節(jié)能技術(shù)的發(fā)展,越來越多的汽車發(fā)動機(jī)配備了怠速啟停系統(tǒng)。發(fā)動機(jī)怠速啟停系統(tǒng)能夠有效降低燃油量、減少環(huán)境污染,避免發(fā)動機(jī)積碳問題[1]。然而發(fā)動機(jī)怠速啟停系統(tǒng)功能復(fù)雜、故障時有發(fā)生,維修繁瑣。下面就以奔騰B50手動擋轎車的發(fā)動機(jī)怠速啟停系統(tǒng)為例,介紹其工作原理和故障診斷排除方法。

1怠速啟停系統(tǒng)概述

怠速啟停系統(tǒng)是在整車短時間停止時控制發(fā)動機(jī)停止,并在駕駛員操作或者系統(tǒng)有需求時再次起動的智能控制系統(tǒng)。當(dāng)遇到紅綠燈或者堵車時,發(fā)動機(jī)怠速啟停系統(tǒng)能夠讓發(fā)動機(jī)熄火;當(dāng)駕駛員踩下離合器、油門踏板或松開剎車的瞬間,發(fā)動機(jī)啟動。該系統(tǒng)通過傳感器采集車輛運(yùn)行狀態(tài)信號判斷車輛是否具備智能啟停條件,通過采集駕駛員操作信號判斷是否執(zhí)行智能啟停,上述條件滿足情況下進(jìn)行發(fā)動機(jī)停機(jī)或啟動,完全實現(xiàn)了智能監(jiān)測操控功能,不影響駕駛員合理的操作習(xí)慣[2]。怠速啟停系統(tǒng)主要由控制器ECU、蓄電池、起動機(jī)、啟停系統(tǒng)儀表指示燈、主開關(guān)、繼電器、離合器踏板開關(guān)、空擋位置傳感器、制動真空度傳感器、蓄電池傳感器、速度傳感器、溫度傳感器等組成。控制器ECU是車輛控制中心,用以整理各種傳感器檢測的參數(shù),并進(jìn)行分析,用于控制車輛的運(yùn)行;蓄電池用于儲存電能,給起動機(jī)供電;啟停系統(tǒng)儀表指示燈能夠顯示系統(tǒng)運(yùn)行情況,方便駕駛員查看車輛狀況;主開關(guān)位于儀表板左側(cè)護(hù)板上,用于人為操控怠速啟停系統(tǒng)的開啟和關(guān)閉。其他各類傳感器用于監(jiān)測車輛的各類參數(shù),并傳輸給控制器[3]。

2怠速啟停系統(tǒng)功能

駕駛員旋轉(zhuǎn)點火開關(guān)至ON位置,啟動發(fā)動機(jī),怠速啟停系統(tǒng)自動開啟。按下怠速啟停系統(tǒng)主開關(guān)以關(guān)閉怠速啟停系統(tǒng),怠速啟停系統(tǒng)關(guān)閉0FF指示燈黃色顯示,再次按下此開關(guān)可重新啟用怠速啟停系統(tǒng)。如果在自動停車狀態(tài)時按下怠速啟停系統(tǒng)主開關(guān),將重新起動發(fā)動機(jī),并關(guān)閉系統(tǒng)。為了保證安全,怠速啟停系統(tǒng)的功能觸發(fā)、自動停機(jī)、自動啟動都由控制器ECU根據(jù)車輛運(yùn)行參數(shù)和人為操作進(jìn)行控制。下面就怠速起停系統(tǒng)的觸發(fā)條件、自動停機(jī)的人為條件、自動起動的人為條件及特殊情況進(jìn)行介紹。

2.1發(fā)動機(jī)自動停機(jī)條件

對于手動變速箱的車輛,發(fā)動機(jī)啟動后,組合儀表盤上的怠速啟停指示燈黃色顯示。待車輛行駛一段時間,滿足特定條件時,才能觸發(fā)怠速啟停系統(tǒng)運(yùn)行,也就是可以實現(xiàn)自動停機(jī),此時組合儀表盤上的怠速啟停指示燈不亮。自動停機(jī)需要滿足以下所有條件。(1)車輛無怠速啟停系統(tǒng)故障。(2)怠速啟停功能處于開啟狀態(tài)。(3)駕駛員側(cè)車門關(guān)閉。(4)駕駛員側(cè)安全帶使用正確且系緊。(5)發(fā)動機(jī)保護(hù)蓋關(guān)閉。(6)空調(diào)除霜功能關(guān)閉。(7)空調(diào)溫度不能處在最低(LOW)溫度或最高(HIGH)溫度。(8)空調(diào)設(shè)置的目標(biāo)溫度與車內(nèi)實際溫度差小于3攝氏度。(9)車輛行駛道路的橫向和縱向坡度分別不大于4.5度。(10)行駛車速大于10km/h。(11)蓄電池電量充足,且蓄電池電解液溫度處于-10——70攝氏度之間。(12)發(fā)動機(jī)冷卻液溫度大于40攝氏度。(13)制動真空度大于450hPa。(14)如果檔位處于R檔行駛(在檔時間大于500ms)后,車輛停止后需要向前行駛速度超過10km/h(公里/小時)后才能進(jìn)行停機(jī)操作。(15)方向盤轉(zhuǎn)動角小于45度,其轉(zhuǎn)動角速度小于25度/秒。

2.2發(fā)動機(jī)停止的人為條件

發(fā)動機(jī)滿足自動停機(jī)條件后,即組合儀表盤上的怠速啟停指示燈不亮。此時駕駛員按照以下步驟進(jìn)行操作,發(fā)動機(jī)熄火,進(jìn)入自動停機(jī)狀態(tài)。此時組合儀表盤上的怠速啟停指示燈綠色顯示。(1)踩下制動剎車踏板直到車速為零;(2)將檔桿切換至N檔;(3)松開離合器踏板;(4)發(fā)動機(jī)自動停機(jī)。

2.3發(fā)動機(jī)起動的人為條件

發(fā)動機(jī)由怠速啟停系統(tǒng)控制下的自動停機(jī)轉(zhuǎn)變?yōu)樽詣訂?,需要駕駛員執(zhí)行以下的操作,使發(fā)動機(jī)起動,此時組合儀表盤上的怠速啟停指示燈黃色顯示。具體方法如下:(1)方法一:踩下離合器踏板;(2)方法二:踩下加速踏板;(3)方法三:轉(zhuǎn)動方向盤角度大于20度或角速度大于100度/秒;(4)方法四:按下空調(diào)除霜按鍵。2.4發(fā)動機(jī)自動啟動的特殊條件當(dāng)車輛狀況滿足一定條件后,無需駕駛員操作,發(fā)動機(jī)即可自動啟動,此時組合儀表盤上的怠速啟停指示燈黃色顯示。當(dāng)下列情況的任意一種發(fā)生時,發(fā)動機(jī)都會自動啟動。(1)蓄電池處于饋電狀態(tài);(2)制動真空度小于45000帕;(3)車輛溜車車速度大于3千米/小時;(4)空調(diào)設(shè)定目標(biāo)溫度與車內(nèi)溫度差大于5攝氏度。

3怠速啟停系統(tǒng)起動電氣原理圖

發(fā)動機(jī)怠速起停系統(tǒng)控制發(fā)動機(jī)自動啟動的電氣原理圖可以為故障診斷維修提供依據(jù)。奔騰B50車型發(fā)動機(jī)怠速啟停系統(tǒng)發(fā)動機(jī)自動啟動的電氣原理圖,如圖1所示。

4典型故障診斷排除

4.1怠速啟停系統(tǒng)儀表指示燈

儀表指示燈能夠反映怠速啟停系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)。指示燈無故障狀態(tài)下,當(dāng)?shù)∷賳⑼O到y(tǒng)關(guān)閉時,組合儀表上的指示燈OFF點亮。同時組合儀表使用另一個雙色LED燈(綠色/黃色)來向駕駛員指示怠速啟停系統(tǒng)開啟的狀態(tài)。儀表盤怠速啟停指示燈的狀態(tài)含義,如表1所示。

4.2故障的診斷與排除方法

發(fā)動機(jī)怠速啟停系統(tǒng)的故障多種多樣,需要根據(jù)指示燈狀態(tài)與怠速啟停系統(tǒng)的運(yùn)行狀況,進(jìn)行綜合分析,找到故障原因,進(jìn)行維修。

4.2.1常見故障根據(jù)維修人員的反映,發(fā)動機(jī)怠速啟停系統(tǒng)的常見故障主要有以下幾種情況。(1)離合器上、下位開關(guān)故障離合器上、下位開關(guān)位于離合器踏板支架上,作用是分別為ECU提供離合器松開信號和踩下信號。結(jié)構(gòu)形式為機(jī)械式觸點開關(guān),由于暴露于駕駛室且經(jīng)常受力,是較為常見的故障點。(2)空擋開關(guān)故障空擋開關(guān)安裝在靠近變速桿側(cè)的換擋拉線上,為ECU提供空擋狀態(tài)信號,保證啟動安全,為霍爾效應(yīng)是開關(guān)。由于其結(jié)構(gòu)形式及工作環(huán)境,是較為常見的故障點。(3)LIN通信故障LIN通信是將參數(shù)傳送給ECU,進(jìn)而分析控制怠速啟停系統(tǒng)運(yùn)行。通常是線路老化磨損導(dǎo)致的,或者對應(yīng)元件損壞導(dǎo)致,需要綜合分析。(4)其他各種傳感器故障傳感器用于檢測車輛運(yùn)行過程中的各種參數(shù),傳感器損壞會導(dǎo)致ECU無法讀取車輛信息,使怠速啟停功能失效。

4.2.2診斷與排除方法發(fā)動機(jī)怠速啟停系統(tǒng)的故障,可分為系統(tǒng)無法正常工作和儀表盤指示燈故障。對于維修技術(shù)人員來說,要能夠判斷兩種故障,為維修做準(zhǔn)備。(1)系統(tǒng)能夠運(yùn)行,指示燈無法正常顯示當(dāng)?shù)∷賳⑼O到y(tǒng)能夠正常工作,而儀表盤指示燈指示出錯,即系統(tǒng)狀態(tài)和指示燈代表狀態(tài)不一致,則表示指示燈出現(xiàn)問題。依據(jù)怠速啟停系統(tǒng)系統(tǒng)開啟后的運(yùn)行狀態(tài),指示燈會按照指示燈黃色顯示、指示燈不亮、指示燈綠色顯示依次顯示。具體診斷和排除方法為:根據(jù)電氣原理圖找到指示燈及其對應(yīng)的線路,利用萬用表進(jìn)行線路導(dǎo)通性檢查,更換對應(yīng)線路或指示燈元件即可恢復(fù)正常。(2)系統(tǒng)無法運(yùn)行對于怠速啟停系統(tǒng)無法正常工作的問題,需要對比系統(tǒng)觸發(fā)、自動停機(jī)和自動起動的條件進(jìn)行綜合判斷,進(jìn)一步確定原因,判斷是否是故障導(dǎo)致的。對于故障導(dǎo)致的無法正常工作,首先使用故障診斷儀進(jìn)行故障代碼查看,根據(jù)故障代碼找到具體的原因,使用電工儀表檢查對應(yīng)元件及線路故障,制定具體的維修方案,直至系統(tǒng)恢復(fù)正常。

參考文獻(xiàn)

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作者:周武郁 徐聰 陳磊 單位:信陽職業(yè)技術(shù)學(xué)院汽車與機(jī)電工程學(xué)院