《汽車電工電子》 中職配套PPT課件
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汽車無(wú)法啟動(dòng)事例
案例一、桑塔納啟動(dòng)機(jī)故障
故障現(xiàn)象：
一輛行駛了18萬(wàn)km的桑塔納轎車，啟動(dòng)時(shí)啟動(dòng)機(jī)空轉(zhuǎn)，并伴隨“咔咔”的響聲，而發(fā)動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn)。呼聲似乎是驅(qū)動(dòng)齒輪空轉(zhuǎn)時(shí)磨碰飛輪環(huán)發(fā)出的。若反復(fù)轉(zhuǎn)動(dòng)點(diǎn)火開(kāi)關(guān)，偶爾聽(tīng)不到“咔咔”聲，則此次啟動(dòng)必定成功。 故障診斷與排除：
據(jù)故障現(xiàn)象推測(cè)，啟動(dòng)機(jī)元器件如單向離合器打滑、碳刷磨短、銅套磨損、驅(qū)動(dòng)齒輪斷以及飛輪步環(huán)斷齒等故障，均可能使啟動(dòng)機(jī)處于時(shí)好時(shí)壞的工作狀態(tài)。要想查清啟動(dòng)機(jī)故障，需將其拆下解體逐個(gè)排查。
啟動(dòng)機(jī)被解體后，先后檢查單向離合器、碳刷、銅套、驅(qū)動(dòng)齒輪以及飛輪齒環(huán)。除了銅套被磨得錚亮外，其它均正常。用卡尺測(cè)量了銅套，發(fā)現(xiàn)原本是圓柱開(kāi)的銅套，如今已磨成了圓錐形，大頭錐徑Φ14.06mm；小頭錐徑Φ13.58mm；銅套內(nèi)孔也被磨成了圓錐形，大頭錐徑Φ12.58mm，小頭錐徑Φ11.86mm。但銅套內(nèi)孔錐形和銅套外圓錐開(kāi)大小頭顛倒，即銅套內(nèi)孔錐開(kāi)上小下大，而銅套外圓上大下小。因此，銅套外圓小頭磨損最嚴(yán)重，壁厚僅剩05mm，大頭壁厚1.1mm。更換新銅套后，試車一次成功。
在驅(qū)動(dòng)督辦與飛輪齒環(huán)剛剛接觸的瞬間，驅(qū)動(dòng)齒輪受到吸引線圈的作用，一直試圖進(jìn)入飛輪齒環(huán)與之嚙合。由于銅套被磨成圓錐形，導(dǎo)致中樞軸在轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)軸心線軌跡呈棗核狀，驅(qū)動(dòng)齒輪驗(yàn)證以與飛輪齒環(huán)嚙合，因此，啟動(dòng)時(shí)伴隨“咔咔”響聲。 不驗(yàn)證想象，驅(qū)動(dòng)齒輪安裝在中樞軸上，其軸心線軌跡在電樞軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)也呈棗核狀。這必然導(dǎo)致飛輪齒環(huán)端面與驅(qū)動(dòng)齒輪端面間不平行，二端面間有夾角。隨著啟動(dòng)電流增大，中樞軸軸心線的棗核狀軌跡變胖，此夾角也必然增大。
物極必反，據(jù)作用與反作用定理，驅(qū)動(dòng)齒輪施加于飛輪齒環(huán)的力越大，其反作用力也越大。這就意味著某一次啟動(dòng)，油于反作用力的存在，使驅(qū)動(dòng)齒輪端面與飛輪齒環(huán)端面夾角消失，驅(qū)動(dòng)齒輪趁機(jī)進(jìn)入飛輪齒環(huán)與之嚙合，從而啟動(dòng)成功。 專家點(diǎn)評(píng)——李東江：
該案例中，故障現(xiàn)象比較明顯，非常容易判定是由于啟動(dòng)機(jī)故障引起的。作者將啟動(dòng)機(jī)解體后進(jìn)行了詳細(xì)的測(cè)量，從而準(zhǔn)確地確定故障部位是銅套磨損。作者對(duì)銅套磨損后引發(fā)車輛故障的分析也非常到位。
但是作者僅僅對(duì)銅套磨損后引發(fā)故障出現(xiàn)進(jìn)行了仔細(xì)分析，這里我們不僅要問(wèn)，銅套又為何會(huì)磨損成這個(gè)樣子呢？什么原因?qū)е裸~套磨損應(yīng)該是故障的根本所在。我們知道銅套磨損是個(gè)日積月累的過(guò)程，正常情況下，這種磨損是不太會(huì)出現(xiàn)文中描述的狀態(tài)的，這種磨損狀態(tài)的出現(xiàn)很可能是由于啟動(dòng)機(jī)安裝基礎(chǔ)輕微變形，導(dǎo)致啟動(dòng)機(jī)的軸心和曲軸的軸心不平行，從而造成在每次發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)的過(guò)程中啟動(dòng)機(jī)受到徑向作用力的作用，日積月累造成銅套被磨損成圓錐形。因此對(duì)于該故障的排除，雖然故障已經(jīng)消失，但我認(rèn)為在更換銅套后應(yīng)該檢查啟動(dòng)機(jī)的軸心和曲軸的軸心是否平行，從而消除故障隱患。如果檢測(cè)結(jié)果顯示啟動(dòng)機(jī)的軸心和曲軸的軸心是平行的，這種特殊的磨損形式多數(shù)是由于車主操作習(xí)慣不好導(dǎo)致的，應(yīng)該提醒車主注意操作方法。
案例二、豐田卡利那起動(dòng)電動(dòng)機(jī)不良
故障癥狀：發(fā)動(dòng)機(jī)不能起動(dòng)，起動(dòng)機(jī)好象不轉(zhuǎn)。
故障檢修：恐怕是蓄電池容量不夠了。把鑰匙點(diǎn)火開(kāi)關(guān)置于ON位置，等預(yù)熱塞指示燈滅了之后，雖然起動(dòng)電動(dòng)機(jī)能轉(zhuǎn)，但發(fā)動(dòng)機(jī)不能起動(dòng)。給蓄電池做負(fù)荷試驗(yàn)，結(jié)果蓄電池正常。
把自動(dòng)變速器的變速選擇桿交替地置于P檔位和N檔位，癥狀也沒(méi)什么變化，總覺(jué)得好像是起動(dòng)電動(dòng)機(jī)自身的問(wèn)題?？紤]給起動(dòng)電動(dòng)機(jī)直接加電源電壓，即直接接起動(dòng)開(kāi)關(guān)的正端子，但是起動(dòng)電動(dòng)機(jī)裝在里面，既摸不著也看不見(jiàn)。因?yàn)槭亲詣?dòng)變速車，所以也不能直接推車。會(huì)不會(huì)是哪兒接觸不良，因此輕輕叩擊起動(dòng)電動(dòng)機(jī)的外殼和自動(dòng)變速器外殼，然后擰鑰匙點(diǎn)火開(kāi)關(guān)，發(fā)動(dòng)機(jī)一次就起動(dòng)起來(lái)了。
拆起動(dòng)電動(dòng)機(jī)雖說(shuō)是簡(jiǎn)單的事，但對(duì)這輛車，有兩根固定起動(dòng)電動(dòng)機(jī)的螺絲不拆下來(lái)，蓄電池就松不開(kāi)。起動(dòng)電動(dòng)機(jī)周圍是各種各樣的配線和導(dǎo)線束，再加散熱器風(fēng)扇罩和散熱器上臂，這些水管之間的間隙十分狹窄，總算是拆下來(lái)了。一看拆下來(lái)的起動(dòng)電動(dòng)機(jī)，是改進(jìn)型產(chǎn)品。揭開(kāi)電磁開(kāi)關(guān)蓋一看，L型開(kāi)關(guān)接點(diǎn)與柱塞接點(diǎn)燒了。組裝L型端子和柱塞，最后裝到車上去作業(yè)就結(jié)束了。
案例三、皇冠3.0發(fā)動(dòng)機(jī)不能啟動(dòng)
故障現(xiàn)象：
一輛1998款型號(hào)為JES133皇冠3.0轎車，搭載2JE-GE型發(fā)動(dòng)機(jī)。因事故碰撞車身前部變形被拖進(jìn)維修廠。經(jīng)鈑金修復(fù)，噴漆后發(fā)動(dòng)機(jī)不能啟動(dòng)。
故障診斷及排除：
對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)不能啟動(dòng)的故障，按照常規(guī)檢查方法，無(wú)非在點(diǎn)火、燃油、缸壓方面。依據(jù)由簡(jiǎn)入繁、由表及里的診斷思路，先檢查點(diǎn)火，遂拔下分電器上的中央高壓線，進(jìn)行跳火試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)無(wú)高壓火。據(jù)此筆者認(rèn)為，這至少是不能啟動(dòng)的原因之一。該車因事故碰撞了車身前部，發(fā)動(dòng)機(jī)沒(méi)有受損，因此缸壓應(yīng)沒(méi)問(wèn)題。
接上診斷儀，讀取故障碼為14，其內(nèi)容為連續(xù)6次無(wú)IGF信號(hào)到過(guò)ECU，必須檢查的部位為發(fā)動(dòng)機(jī)ECU、點(diǎn)火器、點(diǎn)火線圈、分電器、IGT信號(hào)、IGF信號(hào)或控制線路。由于該故障碼的內(nèi)容涉及檢查部件較多，因此筆者有必要對(duì)該車點(diǎn)火系工作原理作個(gè)簡(jiǎn)要概述。
2JE－GE型發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火系統(tǒng)屬分電器計(jì)算機(jī)控制點(diǎn)火，其系統(tǒng)由發(fā)動(dòng)機(jī)ECU、晶體管點(diǎn)火器、點(diǎn)火線圈和帶有曲軸位置傳感器的分電器等組成（如圖1所示）。位于分電器中的磁脈沖式曲位置傳感器有三組脈沖信號(hào)發(fā)生器，由G1、G2和Ne信號(hào)傳感線圈及G1、G2信號(hào)轉(zhuǎn)子和Ne信號(hào)轉(zhuǎn)子等組成。G1、G2傳感線圈分別用于判別第一缸上止點(diǎn)信號(hào)及第六缸上止點(diǎn)信號(hào)，并用于控制噴油。Ne傳感線圈用于判別各缸上止點(diǎn)及檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、曲軸轉(zhuǎn)角及控制點(diǎn)火。發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，ECU根據(jù)曲軸位置傳感器、節(jié)氣門位置傳感器、冷卻液溫度傳感器、空氣流量計(jì)等檢測(cè)到發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)角、負(fù)荷和溫度等工況信號(hào)，按預(yù)先設(shè)置的程序進(jìn)行判斷和計(jì)算、準(zhǔn)確計(jì)算出點(diǎn)火正時(shí)，將點(diǎn)火信號(hào)IGT送至點(diǎn)火器，以控制點(diǎn)火線圈的初級(jí)電路通斷，使點(diǎn)火線圈級(jí)組中產(chǎn)生高壓電，擊穿火花塞氣隙，點(diǎn)燃混合氣。同時(shí)當(dāng)點(diǎn)火線圈初級(jí)電路被切斷時(shí)，點(diǎn)火安全信號(hào)電路即產(chǎn)生一個(gè)反電動(dòng)勢(shì)，觸發(fā)點(diǎn)火這安全信號(hào)發(fā)生電路，使其輸出一個(gè)點(diǎn)火安全信號(hào)IGF給ECU，如點(diǎn)火系發(fā)生故障，使點(diǎn)火系統(tǒng)有3至5次不產(chǎn)生高壓電，ECU便發(fā)出指令，使燃油噴射系統(tǒng)中止噴油，以免污染火花塞。
了解了上述點(diǎn)火系統(tǒng)的工作原理，那么查找該故障的思路也就明朗了。依據(jù)點(diǎn)火系工作原理，如點(diǎn)火線圈、點(diǎn)火器、分電器、ECU等或其線路中任意環(huán)節(jié)出現(xiàn)故障，都會(huì)導(dǎo)致無(wú)高壓火，并產(chǎn)生故障碼14。因此在故障源時(shí)，首先應(yīng)縮小故障范圍。
首先檢查點(diǎn)火系低壓電路，遂拔下點(diǎn)火線圈的插接，打開(kāi)點(diǎn)火開(kāi)關(guān)，測(cè)量其“+”端有12V電壓，檢查點(diǎn)火器1號(hào)端及2號(hào)端也有12V工作電源。測(cè)量戰(zhàn)火線圈初級(jí)繞組阻值為0.5Ω，次級(jí)繞組阻值為15kΩ，屬正常范圍。為了區(qū)分究竟是點(diǎn)火線圈、點(diǎn)火器執(zhí)行元件，還是曲軸位置傳感器、發(fā)動(dòng)機(jī)ECU電控系統(tǒng)出現(xiàn)故障而導(dǎo)致的無(wú)高壓火，遂利用一切1.5V的干電池進(jìn)行檢查。將干電池負(fù)極搭鐵，用一根帶有探針導(dǎo)線的一端接干電池正極，點(diǎn)火開(kāi)關(guān)ON時(shí)，將探針觸及點(diǎn)火器4號(hào)端，即IGT信號(hào)輸入處，然后提離。這種操作方法等于模擬ECU輸出一個(gè)脈沖信號(hào)IGT給點(diǎn)火器，此時(shí)中央高壓線也無(wú)高壓跳火，因此證明點(diǎn)火器、點(diǎn)火線圈或控制線路還有故障。這種檢查方法比較準(zhǔn)確、直觀，就此把復(fù)雜的點(diǎn)火系分成兩大塊。一塊是點(diǎn)火線圈、點(diǎn)火器等執(zhí)行元件，另一塊則為ECU及帶有曲軸位置傳感器的分離器等電控部分。因已測(cè)量過(guò)低壓電路有工作電源，且點(diǎn)火線圈的初級(jí)繞組及次級(jí)繞組阻值均正常，因此須重點(diǎn)檢查點(diǎn)火器。該點(diǎn)火器有5根線（如圖1所示），1號(hào)端為點(diǎn)火器工作電源，2號(hào)端與點(diǎn)火線圈“一”極相連，3號(hào)端為發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)線，4號(hào)端為IGT信號(hào)輸入，5號(hào)端為IGF信號(hào)輸出。由于檢查工作開(kāi)始時(shí)就已測(cè)量過(guò)點(diǎn)火器的工作電源正常，且進(jìn)口點(diǎn)火器本身比較可靠耐用，不易損壞，那么是什么原因?qū)е聼o(wú)高壓火呢？
縱梁處，逐用萬(wàn)用表電阻檔測(cè)量點(diǎn)火器外殼對(duì)地阻值竟為∞，拆下兩固定螺栓，發(fā)現(xiàn)點(diǎn)火器支架座上噴有一層漆，這使點(diǎn)火外殼與車身搭鐵不良。隨后得知為鈑金工修復(fù)碰撞右縱梁時(shí)，拆卸點(diǎn)火器放在旁邊，而漆工沒(méi)注意噴上了漆。
我用鏟刀把漆鏟除后用砂布打磨，而后裝復(fù)點(diǎn)火器，再次打開(kāi)點(diǎn)火開(kāi)關(guān)。用干電池測(cè)試，當(dāng)探針觸及戰(zhàn)火器IGT信號(hào)輸入端，然后此時(shí)點(diǎn)火線圈中央高壓線產(chǎn)生強(qiáng)烈的藍(lán)色高壓火。以上測(cè)試說(shuō)明，點(diǎn)火器外殼搭鐵不良，致使點(diǎn)火器不能正常工作，點(diǎn)火線圈的初級(jí)電流不能接通，從而產(chǎn)生無(wú)高壓火故障。既然外加模擬信號(hào)電壓測(cè)試有高壓火，逐啟動(dòng)馬達(dá)，中央高壓線也發(fā)出強(qiáng)烈的高壓火。
隨后接上診斷儀，清除故障碼。試著啟動(dòng)馬達(dá)，但發(fā)動(dòng)機(jī)仍無(wú)啟動(dòng)跡象。遂檢查油路，發(fā)現(xiàn)燃油泵能工作。裝上油壓表，點(diǎn)火開(kāi)關(guān)置于“ON”位時(shí)，油壓為300kPa，顯然油壓正常。拆下火花塞，觀察其中心電極無(wú)汽油濕潤(rùn)的痕跡，這說(shuō)明油不進(jìn)缸。拔下噴油器上的插頭，測(cè)量驅(qū)動(dòng)電壓有12V。遂用一支發(fā)光二極管試燈跨接在噴油器插頭上，啟動(dòng)馬達(dá)，試燈不閃亮。正常工作狀態(tài)下，試燈應(yīng)頻閃。是什么原因令ECU無(wú)脈沖電壓輸出而導(dǎo)致噴油器不動(dòng)作呢？
假如是曲軸位置傳感器出現(xiàn)故障，既不能噴油也不能點(diǎn)火，同時(shí)ECU中應(yīng)貯有相應(yīng)的故障碼，因此應(yīng)排除其故障可能。再次接上診斷儀，讀取故障碼，還為14。假如ECU中無(wú)IGT脈沖信號(hào)輸出，雖會(huì)出現(xiàn)14號(hào)故障碼，但同時(shí)也會(huì)產(chǎn)生噴油器不動(dòng)作、無(wú)高壓火故障?，F(xiàn)在啟動(dòng)馬達(dá)有高壓火，IGT信號(hào)肯定正常。既然14號(hào)故障碼會(huì)再次重現(xiàn)，筆者斷定IGF信號(hào)一定有問(wèn)題，只要IGF信號(hào)沒(méi)有進(jìn)入ECU，就會(huì)導(dǎo)致噴油器不動(dòng)作。因此有必要檢查點(diǎn)火器上IGF信號(hào)電壓是否正常。遂用高阻抗指針式萬(wàn)用表電壓檔測(cè)量點(diǎn)火器5號(hào)端（IGF信號(hào)輸出處），啟動(dòng)馬達(dá)，其電壓為1.0V左右，且表針不斷擺動(dòng)，這說(shuō)明點(diǎn)火器中有反饋點(diǎn)火確認(rèn)信號(hào)輸出，因此IGF信號(hào)正常。
筆者感覺(jué)故障有點(diǎn)棘手，仔細(xì)分析認(rèn)為，診斷方法還存在漏洞。因測(cè)量IGF信號(hào)是在點(diǎn)火器上，而沒(méi)有在ECU中IGF信號(hào)輸入的接口端，假如點(diǎn)火器至ECU這段IGF信號(hào)線存在斷路或短路呢？遂在儀表臺(tái)手套箱下方找到了該發(fā)動(dòng)機(jī)ECU。參閱該車型電路圖得知，23號(hào)引腳為IGF信號(hào)輸入端。啟動(dòng)馬達(dá)，用高阻抗指針式萬(wàn)用表電壓檔對(duì)23號(hào)引腳測(cè)試，竟無(wú)脈沖信號(hào)電壓輸出，顯然該線路有故障。隨后，用電阻檔測(cè)量點(diǎn)火器IGF5號(hào)端至ECU中23號(hào)引腳線路，阻值為0.3Ω，因此，該線路不存在斷路故障。
那么，剩下只有適中的可能性。用一支發(fā)光二極管試燈，其“十”端接蓄電池正極，“一”端觸接ECU上23號(hào)引腳，此時(shí)試燈發(fā)亮，這說(shuō)明23號(hào)引腳線路中有搭鐵故障。經(jīng)仔細(xì)檢查，在位于發(fā)動(dòng)機(jī)艙內(nèi)通往ECU的主線束叢中，查到了這根已破皮的IGF信號(hào)線，發(fā)現(xiàn)它已和車身相觸而搭鐵，分析為事幫碰撞所致。逐用絕緣膠帶纏住破損入，并整理好這束導(dǎo)線，再次啟動(dòng)馬達(dá)。測(cè)量ECU中23號(hào)引腳處電壓為0.1V。試著多啟動(dòng)幾次馬達(dá)，發(fā)動(dòng)機(jī)竟順利啟動(dòng)。 專家點(diǎn)評(píng)——孟祥震：
文章整體結(jié)構(gòu)較好，故障現(xiàn)象、診斷過(guò)程、系統(tǒng)工作原理、故障部位和解決方法都講得比較清楚。但以下幾點(diǎn)值得商榷。
1、現(xiàn)代汽車使用了很多電控裝置，應(yīng)盡量不用高壓試火。必須使用時(shí)一定要用火花塞。
2、電控汽車故障診斷應(yīng)首先診斷儀，本文中高壓有火后，應(yīng)繼續(xù)使用診斷儀確認(rèn)故障碼14仍然存在，即可繼續(xù)診斷排除，而不必去查找油路。
3、“因該車因事故碰撞了車身前部，發(fā)動(dòng)機(jī)沒(méi)有受損，因此缸壓應(yīng)沒(méi)問(wèn)題。”一段或省略，或更詳盡地說(shuō)明。
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