廣州城建職業(yè)學院成人高等教育畢業(yè)論文別克君威汽車怠速不穩(wěn)及故障排除研究目錄4125摘要 1140811緒論 264312發(fā)動機怠速不穩(wěn)故障產(chǎn)生機理 210483發(fā)動機怠速不穩(wěn)故障問題分析 236193.1怠速控制閥及其電路 2210693.2怠速開關(guān)信號怠速 3218553.3燃油系統(tǒng) 3148913.4點火系統(tǒng) 3275683.5空氣流量計及其電路 3311203.6前氧傳感器及其電路 3251063.7冷卻液溫度傳感器及其電路 3178823.8空調(diào)開關(guān)信號 419333.9廢氣再循環(huán)閥及其電路 42778042015款別克君威汽車怠速不穩(wěn)故障分析 4112304.1通用L3G發(fā)動機概述 476184.2發(fā)動機電控系統(tǒng)的構(gòu)成及原理 520934.32015款別克君威發(fā)動機怠速不穩(wěn)的故障原因分析 5227444.3.1發(fā)動機機械系統(tǒng)存在異常 516654.3.2發(fā)動機電控系統(tǒng)出現(xiàn)故障 62873252015款別克君威怠速不穩(wěn)故障案例分析 696885.1案例一 630185.1.1故障現(xiàn)象 6266425.1.2故障診斷 64005.1.3故障排除 7245855.2案例二 7250805.2.1故障現(xiàn)象 7270175.2.2故障診斷 8149495.2.3故障排除 98724結(jié)論 1026995參考文獻 11第1頁共11頁PAGE摘要發(fā)動機是汽車最主要的部件之一，也是汽車動力的來源，對汽車動力性有著直接的影響、經(jīng)濟性，環(huán)保性及其他特性。隨著我國汽車保有量不斷增加，車輛排放污染物越來越受到人們的重視。由于車輛使用工況復(fù)雜，在運行中的發(fā)動機可發(fā)生各種異常工況，發(fā)動機怠速不穩(wěn)是其中的一個重要問題。為此，以2015款別克君威為例，詳細說明了該車怠速不穩(wěn)故障的分析診斷流程和排故方法。關(guān)健詞怠速不穩(wěn)故障維修發(fā)動機1緒論汽車發(fā)動機怠速是指發(fā)動機在無負荷（對外無功率輸出）情況下的穩(wěn)定運轉(zhuǎn)狀態(tài)，怠速轉(zhuǎn)速為發(fā)動機運轉(zhuǎn)均勻不抖動時的最低轉(zhuǎn)速。發(fā)動機怠速控制主要由電控單元。ECU來完成。ECU依照節(jié)氣門位置傳感器、車速傳感器和冷卻水溫度傳感器等檢測出的動態(tài)參數(shù)進行運算處理，以此確定當前的目標轉(zhuǎn)速，根據(jù)目標轉(zhuǎn)速和實際轉(zhuǎn)速的差值，計算達到目標轉(zhuǎn)速所需的控制量，驅(qū)動怠速控制裝置增加或減少進氣量來對怠速工況進行控制。隨著汽車控制技術(shù)的發(fā)展，型號不同的發(fā)動機怠速的大小也有著較大的差異。一般情況下，汽油發(fā)動機怠速轉(zhuǎn)速為700～1000r/min，柴油發(fā)動機怠速轉(zhuǎn)速為500～800r/min。在正常怠速轉(zhuǎn)速下，發(fā)動機整體運轉(zhuǎn)較為穩(wěn)定，如果怠速值低于或高于規(guī)定轉(zhuǎn)數(shù)，就會出現(xiàn)怠速不穩(wěn)現(xiàn)象。怠速不穩(wěn)容易引起發(fā)動機機械零件磨損加劇、曲軸運轉(zhuǎn)不平穩(wěn)，噪聲增大，燃油消耗增多，嚴重時還可能造成連桿、曲軸等零件損壞，影響發(fā)動機的使用性能，減少使用壽命。因此，發(fā)動機如果出現(xiàn)怠速不穩(wěn)的故障，需要及時地進行檢測維修，排除故障本文主要分析2015款別克君威汽車怠速不穩(wěn)的故障問題，將簡單分析汽車發(fā)動機怠速不穩(wěn)故障原因，深入探討汽車發(fā)動機怠速不穩(wěn)故障的維修方法選擇，并最終結(jié)合實例開展故障維修論述，希望研究內(nèi)容能夠為相關(guān)從業(yè)人員帶來一定啟發(fā)。2發(fā)動機怠速不穩(wěn)故障產(chǎn)生機理怠速不穩(wěn)將導致發(fā)動機的磨損加重，積碳增多，油耗上升，對發(fā)動機使用性能及使用壽命有影響，嚴重者可引起曲軸、活塞和其他零部件受損，影響了汽車行駛的安全性。在使用過程中，由于車輛運行條件復(fù)雜，導致怠速不穩(wěn)現(xiàn)象時有發(fā)生。所以汽車維修工就需要能夠分析怠速不穩(wěn)的故障，并加以診斷和排除。發(fā)動機氣缸中的氣體在缸體上施加一個各向力，在這個力作用下，橫向作用力可引起發(fā)動機的橫向擺動，也就是使發(fā)動機產(chǎn)生抖動，但是當發(fā)動機工作正常的時候，各缸輸出功率平衡，橫向力矩互相抵消，從而確保發(fā)動機順利地工作。相反，當一個氣缸中的氣體作用力改變后，氣缸的輸出功率也隨之改變，由此造成橫向力矩的失衡，繼而出現(xiàn)怠速不穩(wěn)的情況。另外，如果某缸輸出扭矩較大或轉(zhuǎn)速較高，也會使得其功率增加，而使整個系統(tǒng)處于超負荷狀態(tài)，從而引發(fā)怠速不穩(wěn)故障。總之，在發(fā)動機各氣缸輸出功率失衡的情況下，會造成發(fā)動機怠速不穩(wěn)，這也是怠速不穩(wěn)故障產(chǎn)生的原因[1]。3發(fā)動機怠速不穩(wěn)故障問題分析3.1怠速控制閥及其電路發(fā)動機ECU基于發(fā)動機的轉(zhuǎn)速、負荷和其他信號控制怠速控制閥打開程度，為確保發(fā)動機怠速狀態(tài)下工作順暢。怠速控制閥由于種種原因造成機械故障而不能動作時，或者是它的控制線路發(fā)生了故障，怠速控制閥開度就不能準確控制了，由此導致發(fā)動機怠速不穩(wěn)。3.2怠速開關(guān)信號怠速開關(guān)主要作用是向發(fā)動機ECU發(fā)出怠速工況信號，確保ECU控制發(fā)動機怠速。怠速開關(guān)時出現(xiàn)如觸點間隙調(diào)節(jié)不合適等情況、損壞或者出現(xiàn)其他電路故障，發(fā)動機ECU便不能知道怠速工況，造成怠速不穩(wěn)。3.3燃油系統(tǒng)燃油系統(tǒng)出現(xiàn)故障，勢必會導致發(fā)動機怠速不穩(wěn)，故障的主要部位是噴油器及噴油器電路、燃油泵和油路系統(tǒng)。噴油器的主要故障是噴油孔的堵塞、磨損和其控制線路的故障，會造成噴油過多，霧化不良等，影響發(fā)動機怠速穩(wěn)定性，甚至引發(fā)火災(zāi)。因此要及時排除這些故障并保證良好的供油性能。燃油泵及油路系統(tǒng)對系統(tǒng)內(nèi)部油壓的影響較大。燃油壓力太高了，同一噴油脈寬范圍內(nèi)，實際噴油量將減少，并且霧化效果還會惡化，混合氣稀薄。反之，比如燃油壓力太高，混合氣的濃度又太高。混合氣太稀或者太稠，均可造成發(fā)動機怠速不穩(wěn)[2]。3.4點火系統(tǒng)點火系統(tǒng)對發(fā)動機平穩(wěn)運行的作用主要表現(xiàn)為點火能量、點火正時兩個方面。其中，點火正時有很多因素，冷卻液的溫度、發(fā)動機轉(zhuǎn)速，節(jié)氣門開度等也會對此產(chǎn)生一定的影響。但對點火能量影響較大的因素有點火線圈（模塊）和火花塞的品質(zhì)。3.5空氣流量計及其電路空氣流量計信號會對進入氣缸內(nèi)的混合氣濃度產(chǎn)生直接的影響，而且混合氣濃度不當，勢必造成發(fā)動機抖動，運轉(zhuǎn)不良。所以，確保發(fā)動機怠速順暢的一個重要前提就是發(fā)動機ECU能夠從空氣流量計中得到合適的進氣量信號。3.6前氧傳感器及其電路內(nèi)部線路掉落、陶瓷體碎裂、積碳等均可造成氧傳感器反饋信號的缺失或者失準，ECU不能了解排氣管內(nèi)的氧濃度的信息，也無法實現(xiàn)空燃比的及時，高效反饋控制，混合氣的濃度沒有被正確校正。3.7冷卻液溫度傳感器及其電路冷卻液溫度傳感器將冷卻液的溫度信號傳遞給發(fā)動機ECU，以此為ECU校正點火正時，噴油量提供了基礎(chǔ)，在汽車低溫冷啟動過程中顯得特別重要。冷卻液溫度傳感器和它的電路出現(xiàn)故障時，ECU無法獲得冷卻液溫度的正確信號，會導致怠速不穩(wěn)等故障。3.8空調(diào)開關(guān)信號在汽車空調(diào)制冷系統(tǒng)運行過程中，壓縮機在工作時，發(fā)動機需要增加相應(yīng)怠速轉(zhuǎn)速才能達到較高負荷要求，所以，在空調(diào)開關(guān)信號不正常的情況下，還可能造成發(fā)動機怠速不穩(wěn)。3.9廢氣再循環(huán)閥及其電路廢氣再循環(huán)閥出現(xiàn)卡在打開位置時、怠速時關(guān)閉不嚴的故障等等，或者是它的控制電路出了問題，導致廢氣再循環(huán)閥怠速開啟，發(fā)動機產(chǎn)生的尾氣會稀釋混合氣，導致發(fā)動機怠速不穩(wěn)定，甚至熄火。除了以上失效的原因以外，氣缸壓縮不好、燃油質(zhì)量不好、氣缸磨損比較嚴重、進氣管漏氣、發(fā)動機潤滑不良、空氣濾清器阻塞、ECU故障、EFI的主要繼電器失靈等等，同樣會造成發(fā)動機怠速不穩(wěn)。42015款別克君威汽車怠速不穩(wěn)故障分析4.1通用L3G發(fā)動機概述圖1為上汽通用別克君威采用的L3G發(fā)動機屬于通用汽車集團EcoTech系列發(fā)動機，采用直列四缸的布局方式，排量1.5L。L3G發(fā)動機的最大輸出轉(zhuǎn)矩146N/m，最高輸出功率87kW。圖1L3G發(fā)動機4.2發(fā)動機電控系統(tǒng)的構(gòu)成及原理別克君威L3G引擎電控燃油噴射系統(tǒng)主要由VVT閥、點火、控制進氣等部件構(gòu)成。采用加熱型氧傳感器作為修正信號進行閉環(huán)控制，在與高壓燃油泵組合的噴油器Q17C、Q17D、Q17A、Q17B實現(xiàn)了燃油噴射精準控制，使得發(fā)動機一直保持在最佳點火時刻，保證了油氣混合氣的完全燃燒。4.32015款別克君威發(fā)動機怠速不穩(wěn)的故障原因分析因為汽油發(fā)動機靠可燃混合氣在各缸中燃燒作功來輸出功率，所以凡能夠使發(fā)動機氣缸中氣體作用力發(fā)生顯著變化的故障，均會造成發(fā)動機怠速不穩(wěn)。如果不能及時排除這種影響因素，將給汽車行駛帶來嚴重不良后果。從發(fā)動機結(jié)構(gòu)組成及工作原理出發(fā)，究其原因，大致可以分兩大類，也就是機械故障與電控系統(tǒng)的故障。4.3.1發(fā)動機機械系統(tǒng)存在異常較典型的就是活塞連桿機構(gòu)、配氣及其它零部件發(fā)生磨損、臟污、變形現(xiàn)象；發(fā)動機組裝錯誤、回轉(zhuǎn)部件的動平衡不過關(guān)；燃油供給系統(tǒng)被阻塞或者泄漏、進氣系統(tǒng)被阻塞或者泄漏，和火花塞不正常等等。以上故障均可引起氣缸功率的不正常改變，繼而導致各缸輸出功率不均。發(fā)動機怠速運轉(zhuǎn)的時候，會產(chǎn)生各個氣缸輸出功率不均的問題，使得發(fā)動機的瞬時轉(zhuǎn)速時高時低，是怠速不穩(wěn)。還有一些機械系統(tǒng)，如果三元催化器或者排氣管阻塞，還會造成加速無力、怠速不穩(wěn)，甚至不能啟動的故障。另外還有轉(zhuǎn)向助力系統(tǒng)、離合器、水泵級油泵、空調(diào)壓縮機、發(fā)電機、變速器和其他存在故障的泵也能使怠速負荷發(fā)生變化，因而造成怠速不穩(wěn)。4.3.2發(fā)動機電控系統(tǒng)出現(xiàn)故障電控系統(tǒng)故障會導致進氣系統(tǒng)的電器元件（如電子節(jié)氣門等）出現(xiàn)異常，混合氣濃度不正確等，從而間接造成各氣缸功率不均衡或不足以維持怠速運轉(zhuǎn)。電控系統(tǒng)故障的本質(zhì)是傳感器故障、線路受到干擾，或控制單元故障導致噴油控制不正確，造成混合氣濃度錯誤，屬于怠速不穩(wěn)的間接原因。電控系統(tǒng)故障主要涉及的部件包括：空氣流量計、節(jié)氣門位置傳感器、氧傳感器、冷卻液溫度傳感器等故障；有關(guān)線路發(fā)生接觸不良、斷路、短路或者附近存在干擾源等故障；發(fā)動機控制單元的內(nèi)部故障等等。隨著汽車新技術(shù)、新結(jié)構(gòu)的加入，引起怠速不穩(wěn)的因素會更加復(fù)雜，因此在排除故障時須全面綜合考慮。52015款別克君威怠速不穩(wěn)故障案例分析5.1案例一5.1.1故障現(xiàn)象一輛2015年產(chǎn)別克君威轎車，搭載L3G發(fā)動機和自動變速器，當前行駛里程約6.9萬km。用戶反映車輛發(fā)動機怠速運轉(zhuǎn)不穩(wěn)，并發(fā)出異常噪聲。5.1.2故障診斷維修人員接車后首先查看了發(fā)動機的外觀，未見異常。機油、防凍液和蓄電池電壓也都正常，儀表板未見任何故障警告燈。發(fā)動機啟動時怠速不穩(wěn)，抖動嚴重，偶有“放炮”之舉，踩加速踏板，轉(zhuǎn)速能正常提高，轉(zhuǎn)速提高后，抖動及“放炮”現(xiàn)象都有所減輕。仔細檢查發(fā)動機，未見油跡、水跡，晃動各處線束插接器和進氣管路，均無松動，破損等異常。與診斷儀連接檢測，未讀取到與動力系統(tǒng)有關(guān)的故障碼。對故障現(xiàn)象及以往排查結(jié)果進行了分析，初步疑為進、排氣系統(tǒng)失靈。其次讀取發(fā)動機的數(shù)據(jù)流，通過對進氣系統(tǒng)各方面數(shù)據(jù)進行檢查，發(fā)現(xiàn)，進氣歧管絕對壓力傳感器數(shù)據(jù)波動超過正常值（26~52kPa）至83kPa，燃油導軌壓力也明顯高于怠速正常值（參見圖2）。圖2怠速時不正常的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)速提高到3000r/min時，歧管壓力與燃油導軌壓力的能量相應(yīng)減小，表明發(fā)動機電控不存在問題。與異響的特點相結(jié)合，再一次排查進氣系統(tǒng)各部是否有塌陷變形，卡死，卡箍松動，裂紋等缺陷，拆下空氣濾清器檢查亦無異常。因為別克君威車型的發(fā)動機艙空間較狹小，因此，采用聽診器來定位較為隱蔽零件中的噪聲。當對靠近炭罐電磁閥的地方進行排查，聽吸氣特別明顯，疑似炭罐電磁閥及管路泄漏。拆下有關(guān)零件，看到一管路接電磁閥有開裂（如圖3所示）。圖3破裂的管路5.1.3故障排除換上新管路，啟動發(fā)動機，故障現(xiàn)象排除，讀入發(fā)動機數(shù)據(jù)流亦恢復(fù)正常。炭罐電磁閥是用來把燃油蒸氣由蒸發(fā)排放的炭罐（EVAP）吹到進氣歧管上，直接生成可燃混合氣，進入氣缸燃燒，充分利用燃油蒸汽。在其相關(guān)管路發(fā)生裂紋情況下，會因漏氣而使混合氣太稀薄，發(fā)動機氣缸內(nèi)部作用力發(fā)生變化，進而影響怠速穩(wěn)定性，以及由此而引起的與“放炮”相似的噪音。以上案例均屬機械系統(tǒng)故障典型類型，這類問題故障點有可能更加隱蔽，且有時會查不到故障碼。在排除此類故障時往往需要花費較多時間來查找原因，而且也容易出錯。面對這樣的故障，有必要對故障現(xiàn)象進行認真的觀察與分析，以及在診斷儀的幫助下，讀取數(shù)據(jù)流及其他信息，檢查并判斷故障范圍。5.2案例二5.2.1故障現(xiàn)象一款2015年生產(chǎn)的別克君威轎車，配備了L3G發(fā)動機及自動變速器，當前行駛里程約2.5萬km。用戶反映該車發(fā)動機怠速不穩(wěn)時有發(fā)生，有一次到維修店去查看，但是因為在大修中故障現(xiàn)象并沒有發(fā)生，并且經(jīng)診斷儀未讀出故障代碼，因此未能徹底排除故障。5.2.2故障診斷維修人員接車后，首先觀察了車輛發(fā)動機外觀，未見油跡、水跡；機油、防凍液液位正常；蓄電池電壓也正常。起動發(fā)動機試車，起動過程順利，沒有故障碼；儀表板無故障警告燈，但是怠速時，轉(zhuǎn)速表的指針是不穩(wěn)的，發(fā)動機偶有晃動。踩加速踏板，發(fā)動機轉(zhuǎn)速穩(wěn)定升高，并在高轉(zhuǎn)速下正常工作，發(fā)動機的工作噪聲亦正常。放松加速踏板之后，發(fā)動機轉(zhuǎn)速能順利下降，但返回怠速狀態(tài)后，轉(zhuǎn)速依舊不穩(wěn)定。維持發(fā)動機運轉(zhuǎn)并查看有關(guān)數(shù)據(jù)，沒有發(fā)現(xiàn)失火記錄，猜測點火系統(tǒng)是否正常。發(fā)動機數(shù)據(jù)顯示，短期燃油修正值在-26.56%～6.25%之間變化，長期燃油修正值在-15.63%～0.78%之間變化。一般情況下，發(fā)動機怠速運轉(zhuǎn)燃油修正值要穩(wěn)定在±10%以內(nèi)。如果發(fā)動機出現(xiàn)怠速不穩(wěn)現(xiàn)象則表明燃油系統(tǒng)有問題，需要對其進行維修或更換新的噴油泵和供油提前角調(diào)節(jié)器等零件。另外故障車輛怠速不穩(wěn)時噴油器脈寬最小值0.9ms，平時發(fā)動機怠速運轉(zhuǎn)，噴油脈寬約2.0ms。這說明發(fā)動機控制單元誤認為目前混合氣太稠，所以發(fā)指令使噴油量降低。但是目前的發(fā)動機怠速運轉(zhuǎn)異常，所以推斷出極有可能是因為混合氣太稀薄。發(fā)動機發(fā)生混合氣過稀故障，其原因是多方面的，進氣系統(tǒng)和燃油供給系統(tǒng)故障比較常見，以先易后難為原則，首先檢查進氣系統(tǒng)?？諝鉃V清器和管路正常，未出現(xiàn)堵塞、松曠、裂紋、變形、老化等異?，F(xiàn)象；曲軸箱內(nèi)的各種真空管路及通風管路亦正常。再一次讀取空氣流量計和進氣歧管絕對壓力傳感器數(shù)據(jù)，參數(shù)均正常，且能夠隨發(fā)動機轉(zhuǎn)速改變，表明兩個傳感器和有關(guān)線束均未發(fā)生故障。踩加速踏板，節(jié)氣門動作情況及測量數(shù)據(jù)亦無異常，故判定進氣系統(tǒng)不存在故障。接下來檢查燃油系統(tǒng)，讀取燃油系統(tǒng)壓力，分別在發(fā)動機怠速和轉(zhuǎn)速為3000r/min時，燃油泵輸出壓力均在420kPa左右，確定燃油泵工作正常。下一步是證實導致噴油下降的原因：使用萬用表測得噴油器各氣缸的供電電壓均正常；啟動發(fā)動機，對怠速狀態(tài)下噴油器的供電電壓波形進行檢查，正常（圖4），表明噴油器本身和用電線路均正常。與用戶溝通得知，車輛故障是偶爾出現(xiàn)；平常加油要到正規(guī)的加油站，油品才能得到保證；而在前不久，燃油濾清器被換掉，從而消除供油系統(tǒng)卡死的可能性。重新檢查點火系統(tǒng)，火花塞電極間隙恢復(fù)正常、個別積炭嚴重，外觀一般，利用火花塞檢測儀檢測各缸跳火情況，試驗結(jié)果正常。洗凈火花塞，裝回去，試車時發(fā)現(xiàn)怠速不穩(wěn)現(xiàn)象減輕，但沒有排除。慎重考慮發(fā)動機怠速不穩(wěn)問題，想到間接的原因有“控制單元故障，傳感器故障，線路受擾動等因素引起的噴油控制不當，從而引起混合氣濃度誤差”。對燃油供給系統(tǒng)中各個執(zhí)行器信號進行檢測，其次要對閉環(huán)控制系統(tǒng)的反饋信號進行考察。圖4怠速時噴油器供電電壓波形如圖5所示，該車怠速不穩(wěn)時氧傳感器的各參數(shù)中氧傳感器1的數(shù)據(jù)變化較快，且數(shù)據(jù)有時會超出正常范圍（0.0～1.2V）。根據(jù)維修手冊的方法和電路圖，對氧傳感器1進行了測試，先將對應(yīng)B52A加熱型氧傳感器線束插接器切斷，把點火開關(guān)放在“ON”位置，測高電平信號電路4號端子與搭鐵間電壓，萬用表上的數(shù)據(jù)是1.8V，一切正常。然后，察看故障診斷儀中加熱型氧傳感器的電壓數(shù)據(jù)，顯示為1.9V（標準數(shù)據(jù)為1.7～2.1V之間），正常。接著在高速信號電路4號端子與低速信號電路3號端子間跨接串接3A熔絲，診斷儀中加熱型氧傳感器電壓參數(shù)指示0，說明線路及各控制單元工作正常。圖5氧傳感器數(shù)據(jù)5.2.3故障排除檢測到此，可能性最大的故障點是氧傳感器1。測量氧傳感器1的波形，發(fā)現(xiàn)氧傳感器1波形始終維持在1V附近（圖6）。這明顯是個不正確的標志，將使發(fā)動機控制單元感到目前混合氣濃度太高，然后下達減小噴油脈寬的命令，降低混合氣濃度。拆下氧傳感器1，并更換新的傳感器之后試車，發(fā)動機怠速不穩(wěn)的故障已消失，用診斷儀讀取發(fā)動機各參數(shù)，均恢復(fù)正常。圖6氧傳感器1的波形怠速不穩(wěn)是汽車維修從業(yè)者在工作中經(jīng)常會遇到的問題，而且氧傳感器失效造成怠速不穩(wěn)，可能使維修人員束手無策。因為氧傳感器即便存在故障，也可能由于并沒有完全失效而只是信號輸出不準，所以不會讀取到故障碼。遇有發(fā)動機怠速不穩(wěn)故障時，必須對直接原因進行全部檢查，保證無機械故障后，再次著重檢查資料，對