故障現象
一輛2014款上汽通用雪佛蘭愛唯歐Aveo ,搭載1.4L直列4 缸發動機和5速手動變速器,行駛裡程為30 943km,因發動機故 障燈常亮而送修。
故障診斷與排除
連接專用檢測儀,讀取到故障碼P200900和P201000,清除故障碼後重新啟動發動機,這兩個故障碼還會再次出現。
查閱維修手冊詳細了解故障碼的信息:DTC P2009的含義 為進氣歧管通路控制閥控制電路電壓過低,設置條件為發動機 控制模塊檢測到進氣歧管通路控制電磁閥控制電路對搭鐵短路 或開路;DTC P2010的含義為進氣歧管通路控制閥控制電路電 壓過高,設置條件為發動機控制模塊檢測到進氣歧管通路控制 電磁閥控制電路對電壓短路。電路/系統的說明是:點火電壓直 接提供至進氣歧管通路控制電磁閥,發動機控制模塊(ECM) 通 過一個被稱為驅動器的固态裝置使控制電路搭鐵,以控制電磁 閥;驅動器中配備了連接到電壓的一個反饋電路;發動機控制 模塊監測反饋電壓,以确定控制電路是否開路、對搭鐵短路或 對電壓短路。
該款發動機的進氣系統有兩個裝置,一個是可變進氣歧管長 度控制,即進氣歧管調諧閥;另一個是進氣歧管開度控制閥(Port De-activation Valve),即PDA閥(端口取消閥),如圖1所示。 PDA閥由進氣歧管的真空驅動,在發動機處于中低速時,通過減 少泵氣損失(減少進氣歧管的阻力造成的功率損失)提高扭矩,可 提高燃油經濟性和降低CO排放,因此,PDA閥可以通過改善燃 燒狀況而降低排放的目的。
ECM控制電磁閥,電磁閥控制真空,真空作動執行器,拉 動閥門開閉。怠速時,電磁閥通電,真空到達執行器,PDA閥 工作,關閉一側進氣歧管管口;高速時,電磁閥斷電,切斷真 空,PDA閥停止工作,兩側進氣歧管管口全部打開。出現故障 時,閥體不通電,PDA閥不工作,兩側進氣歧管管口全部打開 (圖2)。
查詢維修手冊,得到PDA閥和進氣歧管調諧閥電路圖(圖3)以及與故障碼相關的故障診斷信息(表1)。
圖 3 PDA閥和進氣歧管調諧閥電路圖
按照維修手冊上的電路/系統測試步驟,進行相關測試:
1.将點火開關置于OFF(關閉)位置,斷開Q21進氣歧管通路控制電磁閥線束連接器。
2.将點火開關置于ON(打開)位置,确認點火電路端子1和搭鐵之間的測試燈點亮。如果測試燈未點亮,則測試點火電路是否對搭鐵短路或開路/電阻過大。如果電路測試正常且點火電路保險絲熔斷,則測試連接至點火電路的所有部件,必要時予以更換。
3.将點火開關置于OFF(關閉)位置,在控制電路端子2和點火電路端子1之間連接一個測試燈。
4.将點火開關置于ON(打開)位置,用故障診斷儀器指令進氣歧管通路控制閥打開和關閉。測試燈應點亮和熄滅。如果測試燈始終點亮,則測試控制電路是否對搭鐵短路。如果電路測試正常,則更換發動機控制模塊。如果測試燈始終熄滅,則測試控制電路是否對電壓短路或開路/電阻過大。如果電路測試正常,則更換發動機控制模塊。
5.測試控制電路端子2和搭鐵之間的電壓是否在3~4V之間。如果電壓值不在規定範圍内,則更換發動機控制模塊。
6.如果所有電路測試都正常,則測試或更換Q21進氣歧管通路控制電磁閥。
具體的檢測過程及檢測結果是:對電磁閥電阻進行測量, 電阻為30Ω,新電磁閥電阻為26Ω,沒有明顯異常。電磁閥插頭 1#端子,試燈點亮,說明供電正常。在電磁閥插頭13和2#端子 之間連接試燈,GDS2作動電磁閥工作,試燈不能點亮,晃動線 束,試燈依然不會點亮。使用專用診斷儀GDS2檢測,讀取故障 碼P201000(進氣歧管通路控制閥控制電路電壓過高)。測量2#端 子對地電壓3.56V,這是來自ECM的監測電壓,說明線路是導通 的。KEY OFF時測量對地電阻,正向15.6MΩ,反向OL,對比 進氣歧管調諧閥控制電路的測量,結果一緻。
通過以上檢測及檢測結果,說明系統線路導通,但是如果電 阻過大,會影像電磁閥控制的,所以還需要測量線路的電阻。斷 開ECM插頭,進行端對端(電磁閥2#和ECM83#)電阻測量,實 測電阻為32Ω,晃動線束,電阻不變化。說明電路中的電阻值偏 大,正常情況下電路電阻應該在1Ω以下。
通過電路圖可知,電磁閥2#至ECM83#之間是一根導線, 不會有接頭,為什麼會有一個32Ω奇怪的電阻呢?這個電阻會導 緻電磁閥或者試燈這類用電設備不能工作。剝開線束,這根導線 完好,沒有異常;撥開ECM插頭後的線束護罩,發現83#端子 線色和電磁閥2#線束不一樣,這說明ECM83#并不是電磁閥的 控制端。仔細查看電路圖,發現電路上标注的線色與實際不符。 通過以上的測量和對比實物,說明電路圖将這兩個閥的名稱标注反了。測量得到的32Ω電阻,實際上是進氣歧管調諧閥的電阻。ECM76#端子才是進氣歧管管路控制電磁閥的控制端。重新測量電磁閥至ECM控制線的端對端電阻,0.6Ω,線路正常。
通過以上檢測,說明電路是正常的,故障可能來自于ECM或電磁閥。但是,ECM模塊一般不會輕易出故障。為了進一步驗證,筆者将線路恢複,在電磁閥插頭上插上一個新的電磁閥,啟動車輛和作動電磁閥時,摸着電磁閥,會感覺到電磁閥會有動作,且不會再設置故障碼。由此可以證明ECM控制模塊工作正常,故障點在電磁閥上。更換全新的PDA電磁閥後,該車故障被徹底排除。
維修小結
在徹底排除了該車故障後,筆者再次使用試燈測試,作動電磁 閥工作時,試燈不能點亮。連接專用診斷儀GDS2,依然讀取到故 障碼P201000(進氣歧管通路控制閥控制電路電壓過高)。這是為什 麼呢?通過故障碼可以看出,ECM診斷出控制點路上電壓過高, 設置了故障碼,所以不再進行控制。測量試燈電阻為4Ω,遠低于 正常電磁閥的26Ω,這就導緻ECM進行電磁閥電路診斷時,認為 電路存在電阻過小的故障,從而設置了P201000 進氣歧管通路控 制閥控制電路電壓過高的故障,不再進行輸出控制。
回顧整個診斷維修過程,正是由于上述原因,維修人員使用 試燈進行控制電路的診斷時,由于試燈沒有點亮,所以将診斷引 入到控制電路和ECM故障的方向去了。再加上維修手冊上的電路 圖标注錯誤,線色與實際不符,讓診斷變得“複雜”。不過,這 也讓筆者對汽車故障診斷有了更深的認識:
1.ECM對這類(外部供電,搭鐵控制)電磁閥執行器進行電路 診斷是很全面和準确的,既有執行器供電電路的診斷,也有執行 器電阻的診斷,也就是(執行器或電路)開路診斷和(執行器)短路 診斷。如果對執行器短路不能診斷,往往會因為電流過大,熔絲 熔斷,引起共用該電源(熔絲)的其它裝置失效,或者造成線路或 ECM的損壞,甚至更大的損壞。所以,具備短路診斷功能的控制 模塊,當診斷出電路短路(電阻過小)而設置故障碼時,将不再進 行輸出控制。
2.使用試燈替代這類用電設備進行診斷時,試燈的電阻要和 用電設備一緻,電阻差異過大,得到的診斷結果反而造成誤判或 誤導。該故障就是最初是電磁閥開路故障,維修人員使用試燈替 代電磁閥測試時,由于試燈的電阻遠小于電磁閥,ECM認為電路 存在短路故障,不再輸出,讓維修人員認為模塊或電路出現了故 障。如果直接替換新電磁閥就可以判斷出故障。但是使用電阻不 合适的試燈,反而引發誤判。
3.該電磁閥在發動機運轉時處于通電狀态,真空執行器處于 工作狀态,熄火後電磁閥斷電,執行器放松,這個動作是可以觀 察到的,所以,如果懷疑線路存在間歇性斷路/短路故障,在發動 機運轉時,晃動插頭和線束,觀察執行器的動作是否中斷,也可 以對故障進行判斷。
4.正是由于該電磁閥在發動運轉時始終處于通電狀态,電磁 閥内部的線圈會始終處于高溫狀态,所以電磁閥出現故障的概率 很高。而且很有可能雖然電阻測量正常,但是通電發熱後内部出 現開路或短路的故障,從而存儲故障碼。
點評
本案例中所遇到的維修資料與實際不符的問題,相信許多汽修同行也經常在日常維修工作中也遇到過,特别是電子軟件系統内部查詢時經常出現錯誤。順便強調一點:電子軟件查詢系統對車輛信息的準确性要求非常高,如車型、發動機型号、變速器型号、生産年款、是否增加配置等,隻要有一項不準确,查詢到的資料可能就不正确,因此,我們在使用電子軟件系統查閱資料時,一定要仔細、謹慎地輸入正确的車輛信息,隻有這樣才能找到正确的維修資料。
遇到錯誤資料很難完全避免,因此遇到資料錯誤時,我們應該調整好心态,把這當成是挑戰自我的機會。遇到錯誤資料時,建議用倒推法解決,順着執行部件的連線反向倒推,對相關線路進行逐一排查。
具體到本案例,作者在寫作時有些偏理論化,如果再添加些對實踐經驗的總結就更完美了。一個試燈打天下已經是過去式了,現在維修人員更習慣用換件的方法來查找和驗證故障。雖然這不是最合理的方法,本人也不提倡,但經常能快速、便捷地找到故障、排除故障,經常成為維修人員的首選方法。最好的方法是借助專用的儀器設備進行系統的檢測來協助完成故障判斷,比如将試燈、萬用表、示波器、診斷儀等儀器設備組合起來使用,将會更有效,也更專業。利用試燈可以解決一些簡單線路通斷測試,利用試燈的亮度可以大緻判斷電流的大小,但使用試燈也存在諸多弊端,如本案例中,由于作者對系統原理掌握得不夠全面,被試燈帶入了誤區。尤其是對于占空比控制及脈沖控制的執行部件的工作狀态,用試燈往往很難進行準确的檢查和判斷,對于這類部件,如果利用診斷儀器上的數據信息或示波器進行檢查和測試相對會比較準确。如果控制單元檢測出執行系統有異常後就直接屏蔽控制輸出,則要綜合考慮故障碼信息提示,并借助萬用表或示波器的檢測才可以快速準确地診斷出故障點。
當然,這些都是建立在有對車型相關系統比較熟悉及具備較強的診斷能力的基礎上,才能做到的。一般的診斷流程是:發現問題、驗證分析、資源整合、解決方案制定、實施排查。在這診斷過程中,如果遇到新問題,則要繼續驗證分析、整合資源、重新設計維修方案、實施排查進行循環,直到問題解決。
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