浅析散粮汽车发动机电控系统故障诊断与排除

◎ 高小梅，方 雷，赵南南，常恩义，姚奕凯

（河南机电职业学院，河南 郑州 451100）

随着“十四五”智能制造的发展，散粮汽车发动机由原来的机械式逐步向电控式发展，电子部件的增多使发动机能够实现更精确的控制，显著减少了燃油消耗量的同时，极大地提高了发动机的动力性能，既降低了使用成本又增大了动力，同时也减少了排气污染。随着发动机电控系统在散粮汽车中的普及以及其结构越来越精细化、复杂化，针对发动机电控系统易发生的故障，提高发动机电控系统的故障、诊断技术，提升维修人员技能水平，高效、安全地对散粮汽车发动机的电控系统故障进行维修就显得极为重要。

1 散粮汽车发动机电控系统组成及工作原理

散粮汽车发动机的电控系统由信号传感器、执行系统和控制单元ECU 这3 部分组成[1]。其中，ECU为控制核心，通过各传感器的信号控制执行器以完成相应动作，从而保证各个系统均能处于最佳的工作状态。系统将采集到的曲轴位置及曲轴转角、节气门开度、发动机冷却液温度、加速踏板位置等相关电信号转换成ECU 能识别的信号并送至ECU，ECU 通过自身预存储存的参数数据库与发送过来的数据进行对比，从而生成相关的控制命令，进一步发送给执行器。执行器根据电控单元的指令控制喷油正时与喷油量（通常是控制电磁阀的关闭持续时间），同时还对废气再循环等相应机构进行控制，进而使发动机保持最佳的运行状态。

2 散粮汽车发动机电控系统的常见故障

2.1 电子元器件失效

散粮汽车发动机上的电子器件工作环境十分恶劣。机体工作时会产生高温及缸体振动，加快了电子元件的损耗，容易导致电控系统发生故障，进而影响整车的运行。电子元器件失效形式有元器件的老化、击穿及内部连接故障。①元器件老化。元器件老化是指其性能老化，如元器件本身电阻值变大、热敏电阻类传感器自身阻值不能随温度变化而改变、继电器触点烧蚀、绝缘老化、线圈烧坏、匝间短路等相关故障。②元器件击穿。短路和断路都是一种击穿现象，往往是由系统电压电流或温度过高引起的。当元器件发生击穿时，其内部会呈现短路或断路现象。晶体管击穿是汽车发动机的常见故障。③元器件内部连接故障。元器件内部连接故障如长时间晃动造成的松动、接触不良，或因下雨天造成的元器件表面潮湿、腐蚀等引起的短路和断路现象。此类故障一般与元器件自身无关。

2.2 线路故障

①断路。断路主要是指接通电源后，电路中的电流无法形成回路的一种现象。线路中的任何一个部分出现问题都会导致断路[2]，如导线连接端松脱、接触不良或导线折断等。②短路。短路分元器件对正极短路、对负极短路或者正负极直接短路，大多是线束安装不合理、长时间摩擦或者高温等使线束间的绝缘层脱离造成的。

3 散粮汽车发动机维修常用的工具仪器

3.1 万用接线盒

在电控发动机检测维修中，电阻、电压或信号波形的检测必不可少，而很多电子元器件所连的插接器端子很细小，普通万用表探头放不进去。因此，万用接线盒便得到了应用。其可以根据不同插接器接口选择合适的插接线且使用频率较高。

3.2 试灯

在电控发动机检测维修中，试灯也是使用频次较高的检测工具。例如，当燃油喷射系统存在故障而出现不喷油现象时，利用试灯可以进一步检测以及确认是喷油器机械部件损坏还是喷油器电路问题。红表笔放负极，黑表笔搭铁，若试灯正常闪烁且随发动机转速升高频闪速度加快，则说明喷油器供电部分正常，需着重检查机械部件。

3.3 数字万用表

早期维修中应用的是指针式万用表，该表抗电磁干扰能力差，读数不方便，测试电阻时需要欧姆调零，只能测试0.5 V以上电压，测试弱电电压的精确度不够，携带不方便。由于数字万用表具有极高的准确精度且抗干扰能力极好，在该行业得到了广泛应用[3]。

3.4 手动真空泵

在汽车发动机电控系统的故障检测中，手动真空泵通常用于检测以及维修一些真空驱动元件[4]。例如，进气歧管绝对压力传感器，通过在压力传感器真空软管一端抽真空，观察系统是否存在泄露，当系统泄露会造成进气量比实际值高，从而引起氧传感器报混合气过稀。

3.5 燃油压力表

燃油压力表是一种用于测量汽车燃油系统压力的工具。其可以诊断燃油系统中是否存在问题，如燃油泵是否正常工作、燃油压力是否过高或过低等。当需要测量燃油系统压力时，选择合适的接头将压力表串入燃油共轨管的输油管中进行测量。

3.6 故障诊断仪

故障诊断仪的作用是读取故障码、清除故障码、数据流测试、动作测试、系统匹配以及其他功能等。读取故障码可以帮助维修人员快速锁定可能的故障范围。

清除故障码是当故障排除后，并恢复车辆正常运行状态后，通过简单的操作清除存储在车用电脑上的故障码。数据流测试可以对发动机传感器和执行器的静态或动态参数进行实时监测，如发动机转速、水温、进气温度、节气门开度等，动态观察发动机某部位是否出现问题。动作测试主要是针对执行器而言，通过发送相关指令确认元器件是否完成相应动作，用于快速判断控制器故障或元器件故障。例如，若发动机怠速抖动，怀疑是某缸喷油器故障时，可以使用元件测试观察喷油器是否喷油。系统匹配的应用广泛，如每次清洗完节气门后，节气门开度比原来要大，需要让其恢复到初始角度。当钥匙不小心遗失，可以通过系统匹配使新钥匙合法化等。

3.7 示波器

对于电控发动机故障诊断而言，示波器具有十分重要的作用。示波器与万用表均可以测量电压，但示波器可以动态检测电压随时间的变化。此外，大部分万用表无法获取的故障，在示波器上可以通过波形进行直观判断。

4 散粮汽车发动机常见故障诊断思路

4.1 发动机冒黑烟

通常情况下，燃料量过浓、没有充分燃烧、发动机进排气门开闭时间不正确、长时间车辆未进行保养或保养不正确造成的空气滤芯堵塞、进气管内部有堵塞、活塞环与气缸壁之前磨损严重造成的压缩压力不足导致未完全燃烧、高压油泵泵油量过多或喷油器故障引起的滴漏或不雾化、燃油内部杂质过多等都会造成发动机排气管冒黑烟。其排除方法包括以下内容。①定期保养进气系统，尤其是安装滤芯时要注意朝向，检查配气相位是否正确。②测量气缸圆度或圆柱度，活塞直径或活塞环三隙，如不合格视情况更换。③检查废气涡轮增压器工作情况，必要时进行更换。④在高压喷油泵校验台对油泵供油量进行调整。⑤检查调整喷油器，保持雾化良好，不滴油。⑥使用符合规格的燃油[5]。

4.2 发动机冒蓝烟

发动机排气冒蓝烟，一般出现在公里数比较长的汽车上，是由长时间的磨损造成内部间隙变大，机油渗入燃烧室燃烧导致的。例如，气门油封磨损、活塞环开口朝向错位、活塞环与缸套磨损严重、缸体内油路有堵塞现象，机油加注过多造成曲轴箱失衡，机油进入燃烧室等原因都会造成排气管冒蓝烟。其排除方法包括以下内容。①对油底壳内机油进行检查，检查时要求汽车停靠在平路上且处于静止状态，等待一段时间后拔出油尺观察机油量是否合适以及机油的黏度，然后使发动机处于怠速运转，观察仪表指示灯是否正常，从而排除是否是油压过高引起的。②使发动机处于高速运转状态，观察蓝烟现象是否变大，必要时对发动机进行拆解测量。

4.3 发动机冒白烟

当发动机排气中有大量白色烟雾时，一般是因为排气中含较多水分和油蒸气，在东北地区以及寒冷冬季刚启动发动机或冷机状态运行时比较常见。这种情况通常认为是正常的。这是因为当环境温度很低时，发动机进气和排气管的温度也比较低，水蒸气会在排气管凝结成水汽，但如果发动机运行一段时间后，排气管中依然有白色烟雾排出现象，就说明发动机存在故障。例如，喷油提前角过小、油里含有水分、气缸体缸套有裂纹、缸垫有损伤等都会引起发动机冒白烟。其排除方法包括以下内容。①若因发动机工况环境温度过低而出现发动机排气冒白烟现象，可以加装保温套。机体温度正常后，冒白烟现象便会自行消失。②检查并调节高压喷油泵上的喷油提前角度。③必要时对发动机进行大修拆检。

5 散粮汽车发动机在维修时的注意事项

①当系统检修需要断开蓄电池时，应先用解码器进行故障码的读取并留底。在拆、装蓄电池之前，应确保点火开关处于关闭或全车均已下电。拆卸时一定是先拆下电瓶负极桩连接线，再拆正极线；装上蓄电池时相反顺序先装正极线，最后安装蓄电池负极线，且蓄电池正负极性不能接反，否则有损坏半导体元器件的风险。②拆装发动机控制单元ECU 时务必先关闭点火开关，轻拿轻放，避免微处理器掉落，且不能放置于高温或磁场中。③更换烧损的保险丝时，必须使用同规格的保险丝进行替换，大容量保险丝有损坏器件的风险。④与发动机外围尖锐边缘接触的电线束，应有保护套或使用胶带缠绕，确保线束不被破坏或被夹住，接插牢固。⑤靠近发动机等振动零部件的线束应拉紧并用线束固定好，防止长时间磨损与其他部件接触而导致短路。

6 结语

随着时代的发展以及科技的不断进步，散粮汽车发动机应用电控系统将会越来越普及。电控技术将不断地朝着多元化、智能化、网络化的方向发展[6]。如何对散粮汽车发动机进行快速诊断和维修，及时发现发动机的故障源，确定发动机的技术状况，减少车辆在运输过程中等待的时间成本，维修人员应该持续加强学习，通过积累经验和科学、先进的诊断思路快速完成故障诊断，使得汽车发动机电控系统运行更加可靠，进而保证散粮的稳定运输。