故障現(xiàn)象

一輛2011 年產(chǎn)南京依維柯共軌柴油汽車,，車輛型號(hào)為NF2055XGC32，發(fā)動(dòng)機(jī)型號(hào)SOFIM8140.43S3,，額定功率為92kW,。發(fā)動(dòng)機(jī)能正常啟動(dòng)，在發(fā)動(dòng)機(jī)故障燈沒(méi)有點(diǎn)亮?xí)r車輛能正常行駛,。當(dāng)故障燈亮?xí)r,，發(fā)動(dòng)機(jī)無(wú)法提速始終處于怠速狀態(tài)，并有抖動(dòng),。在踩下油門踏板時(shí),，從解碼器數(shù)據(jù)流中觀察到油門信號(hào)數(shù)據(jù)變化正常，但信號(hào)一與信號(hào)二數(shù)據(jù)變化不是2 ：1 的關(guān)系,。此時(shí)軌壓數(shù)據(jù)正常,，處于怠速狀態(tài)壓力( 如數(shù)據(jù)流中的正常部分)。當(dāng)鑰匙電源斷開(kāi)后再次啟動(dòng),，一切恢復(fù)正常,，行駛一段距離后故障又重新出現(xiàn)。

故障診斷與排除

從故障現(xiàn)象來(lái)看,，故障點(diǎn)來(lái)自油門踏板的可能性比較大,。為了更加準(zhǔn)確地判斷故障點(diǎn)，決定先清除故障碼后試車,，當(dāng)故障出現(xiàn)時(shí)調(diào)出故障碼再作處理,。用DTS650 解碼器實(shí)時(shí)監(jiān)控發(fā)動(dòng)機(jī)數(shù)據(jù)以便當(dāng)車輛出現(xiàn)故障時(shí)進(jìn)行分析。表1,、表2 分別是發(fā)動(dòng)機(jī)出現(xiàn)故障時(shí)的故障碼,，以及行駛時(shí)從正常狀態(tài)到故障狀態(tài)時(shí)的數(shù)據(jù)流。

從實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)流分析,，當(dāng)故障出現(xiàn)時(shí),，實(shí)際軌壓( 燃油壓力)與目標(biāo)軌壓( 燃油壓力設(shè)定點(diǎn)) 相差太大，見(jiàn)表2 中紅字部分,。這也是導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)報(bào)故障碼的原因所在,。

根據(jù)故障碼及相關(guān)數(shù)據(jù)流分析,，故障的可能原因有：①軌壓傳感器自身故障；②從軌壓傳感器到EDC 的線路故障,；③發(fā)動(dòng)機(jī)EDC 故障,；④油路故障。

根據(jù)以上故障點(diǎn)的假設(shè),，逐個(gè)進(jìn)行驗(yàn)證以便最終確定故障點(diǎn),。在排除故障時(shí)根據(jù)由易到難及從外到內(nèi)的原則，決定先從電路入手檢查,。由于沒(méi)有新的軌壓傳感器可以更換,，接下來(lái)先檢查軌壓傳感器的供電及信號(hào)傳輸情況。如圖1 所示,，軌壓傳感器的電源供電插頭1 號(hào)腳為負(fù)極,，與電腦的8 號(hào)端子相連；插頭3 號(hào)腳為5V 正極,，與電腦的43 號(hào)端子相連,。2 號(hào)為信號(hào)線，與電腦43號(hào)端子相連,。

表1 發(fā)動(dòng)機(jī)故障碼

表2 正常狀態(tài)到故障狀態(tài)時(shí)的數(shù)據(jù)流

圖1 依維柯博世共軌EDC16電控系統(tǒng)電路

熄火后,，測(cè)量軌壓傳感器插頭1 號(hào)與3 號(hào)之間的電壓值為5V，正常,。接下來(lái)分別測(cè)量了傳感器三根線路與電腦連接情況,，未發(fā)現(xiàn)斷路或短路。問(wèn)題不在電路部分,，那么是油路故障還是發(fā)動(dòng)機(jī)電腦故障呢,？由于是在路上試車，沒(méi)有工具檢查油路,，沒(méi)有正常的電腦可以更換,，于是決定返回修理廠后再作處理。在返回時(shí)又出現(xiàn)了兩次故障,，到修理廠檢測(cè)后發(fā)現(xiàn)除了之前的兩個(gè)故障碼又多了一個(gè)新的故障碼6A ：電子控制單元- 傳感器供應(yīng)電源故障，當(dāng)前<>

根據(jù)新出現(xiàn)的故障碼,，決定調(diào)整測(cè)量方法,。決定在線測(cè)量軌壓傳感器電源，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)故障重現(xiàn)時(shí),，軌壓傳感器1 號(hào)腳的電壓伴隨著發(fā)動(dòng)機(jī)的抖動(dòng)在4.2 ～ 5V之間來(lái)回變化,，這是不正常的，實(shí)際應(yīng)為5V 不變化,。根據(jù)上面的檢測(cè)結(jié)果說(shuō)明線路是沒(méi)有問(wèn)題的,，結(jié)合故障碼判斷肯定是發(fā)動(dòng)機(jī)電腦供電模塊出現(xiàn)了故障,。在尋查解決辦法之前我們先來(lái)分析電腦板內(nèi)部電源分配情況。該電腦板與博世EDC16-C39 的電腦板內(nèi)部結(jié)構(gòu)是一樣的,，共有3 個(gè)供電電源,，電源1 為加速踏板位置傳感器1 與凸輪軸位置傳感器供電；電源2 為軌壓傳感器及加速踏板位置傳感器二供電,；電源3 為機(jī)油壓力傳感器及空調(diào)壓力傳感器供電,。

至此，我們需要分析一下文章開(kāi)頭提及的油門信號(hào)有時(shí)不穩(wěn)定的現(xiàn)象,。這款發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元是博世系統(tǒng),，它的加速踏板電路如圖2 所示。加速踏板位置傳感器以分壓電路原理工作,，發(fā)動(dòng)機(jī)電腦供給傳感器兩組5V 電源,，隨著傳感器位置的改變，信號(hào)端電壓會(huì)以線性變化關(guān)系傳輸給電腦,，且信號(hào)1 輸出電壓約為信號(hào)2 電壓的2 倍,，如果其中任一電源出現(xiàn)問(wèn)題，則傳輸給電腦的信號(hào)就會(huì)出現(xiàn)誤差,。根據(jù)以上分析,，如果電源2 出現(xiàn)故障，那么就不難解釋在文章開(kāi)頭講到的油門信號(hào)有時(shí)不穩(wěn)定的現(xiàn)象,。那么,，如果共軌壓力傳感器供電電壓出現(xiàn)偏差，為什么會(huì)導(dǎo)致軌壓信號(hào)異常呢,？下面我們來(lái)分析一下共軌壓力傳感器的工作原理,。

圖2 加速踏板電路圖

如圖3 所示，共軌壓力傳感器是利用傳感器皮膜上的傳感器元件將高壓管道內(nèi)的壓力轉(zhuǎn)化成電壓信號(hào)輸送到ECU,，其內(nèi)部電路原理構(gòu)成如圖4 所示,。當(dāng)有微小壓力作用于硅膜膜片上時(shí)其電阻值發(fā)生變化。壓力傳感器以惠斯登電橋原理工作,當(dāng)膜片在油壓作用下發(fā)生變形時(shí),，四個(gè)測(cè)量電阻中的兩個(gè)電阻值升高而另外兩個(gè)電阻值降低,，這將導(dǎo)致電橋的輸出端產(chǎn)生電壓，通過(guò)端子向發(fā)動(dòng)機(jī)電腦輸出0 ～ 5V電壓,。由此可見(jiàn),，傳感器供電電壓出現(xiàn)異常會(huì)導(dǎo)致軌壓傳感器輸出信號(hào)出現(xiàn)異常。

圖3 共軌壓力傳感器示意

在沒(méi)有更換新的電腦板之前,，我們先根據(jù)診斷思路進(jìn)行驗(yàn)證,。將發(fā)動(dòng)機(jī)電腦供給軌壓傳感器及加速踏板位置傳感器二的線路剪斷，將車上24V 電源輸出到軌壓信號(hào)模擬儀( 能模擬軌壓信號(hào),、雙油門信號(hào),、各種溫度信號(hào),、增壓壓力信號(hào)，恒定5V 電源輸出) 上,，由信號(hào)模擬儀輸出5V 電源進(jìn)行代替EDC 5V 電源工作,，結(jié)果試車一切正常。由此可以充分確定發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元內(nèi)部5V 電源模塊出現(xiàn)故障,。更換發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元后,，故障排除。

圖4 軌壓傳感器內(nèi)部電路原理圖

專家點(diǎn)評(píng)——李玉茂

文中第一個(gè)筆誤,，該車發(fā)動(dòng)機(jī)92kW是最大功率,，而不是額定功率(最大功率是峰值不能持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，額定功率能持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn),，發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力性給出的是最大功率),。第二個(gè)筆誤，作者寫“軌壓傳感器1號(hào)腳電壓伴隨發(fā)動(dòng)機(jī)的抖動(dòng)在4.2～5V之間來(lái)回變化”,，然而1號(hào)角是負(fù)極,、3號(hào)腳是+5V，應(yīng)是“3號(hào)腳與1號(hào)腳之間電壓在4.2～5V來(lái)回變化”,。文中既然插有圖5,，應(yīng)將圖中的電阻標(biāo)出編號(hào)，根據(jù)原始技術(shù)資料寫出惠斯登電橋哪個(gè)電阻因壓力變化而電阻值變化,，會(huì)使文章閱讀清晰,、文章質(zhì)量完美。文中說(shuō)將加速踏板位置傳感器2的電線剪斷,，這是嚴(yán)禁的,，應(yīng)采用從插頭中抽出插針的方法使其線路斷開(kāi)。

本案例診斷過(guò)程比較細(xì)膩,，作者通過(guò)分析發(fā)動(dòng)機(jī)故障碼和由正常狀態(tài)過(guò)渡到故障狀態(tài)的數(shù)據(jù)流,，介紹軌壓傳感器三條導(dǎo)線的作用，測(cè)量軌壓傳感器線束側(cè)插腳的電壓,，閱讀軌壓傳感器結(jié)構(gòu)圖,，接著使用信號(hào)模擬儀以5V直流電壓對(duì)傳感器供電，直至故障不再出現(xiàn),，以此判定電腦板5V電源模塊故障,。作者利用了維修人員很少使用的信號(hào)模擬儀，這種方法值得推廣,。