電控汽車維修基礎(chǔ)知識

    現(xiàn)代汽車電氣、電子設(shè)備的特點，主要體現(xiàn)在功能集約化(組合化)、控制電子和連接標準化。在分析電子線路的故障時，由于它總是與相關(guān)的電氣設(shè)備相聯(lián)系，或者說它要依靠其它電氣設(shè)備的工作來體現(xiàn)電子線路的功能，所以，一定要了解電氣電子設(shè)備的一般特點。

    1.現(xiàn)代汽車一般設(shè)有總電源開關(guān)，且多為電磁式。

    2.現(xiàn)代汽車上有許多地方配置易熔導線(不是保險絲)，以保護線束，而不是保護某個特定的電器。它與保險絲的不同之處在于其熔斷反應(yīng)較慢，且是導線的形式。由于某種原因?qū)е缕浔Ｗo性熔斷后，不能象保險絲那樣容易發(fā)現(xiàn)，有些甚至在線束內(nèi)，分析故障時要倍加注意。

    3.除極個別情況外，所有電控汽車均是多用單線制連接，而以車身金屬結(jié)構(gòu)作為一條公共導線，所有電器均以“搭鐵”形式與其連接。

    4.原則上，所用電器均為低壓大電流器件。

    5.即使是同一廠家的同一型號，也會由于出廠年度甚至月份的不同而有某些改進。

    1.溫度與溫度

    溫度的變化包括兩個基本方面：一是進出使用溫度即外界環(huán)境溫度，在我國，這個變化范圍大約是-40至+50℃(陽光下)。二是條件使用溫度，它是與汽車工作時間的長短、電子線路布置的位置及其自身的發(fā)熱、散熱條件等有密切關(guān)聯(lián)。就一般情況言，發(fā)動機的溫度可達100℃以上，儀表板內(nèi)壁溫度可達60℃以上，而排氣管內(nèi)溫度可達600℃以上(排氣含氧傳感器即置于此)。對于電子元件來講，這樣高的使用溫度往往是造成過熱損壞的主要原因之一。除此之外，在寒冷地區(qū)工作的汽車，溫度梯度變化較大，如汽車在寒冷地區(qū)啟動后立即行駛時，各部分溫度發(fā)生急劇變化，冷卻液溫度從室外的-30℃到啟動10min后升到+80℃左右，發(fā)動機油溫也在啟動30min后升到80℃左右。所以電子設(shè)備的安裝要考慮到所安裝位置的溫度環(huán)境。

    2.電壓的波動

    (1)電源電壓波動

    在正常情況下，汽車電源是波動的，在發(fā)動機未啟動前或轉(zhuǎn)速低于某值時，由蓄電池供電；在發(fā)動機轉(zhuǎn)速超過一定轉(zhuǎn)速時，發(fā)電機對外供電，用于用電設(shè)備和給蓄電池充電。由于蓄電池放電程度不同，其輸出電壓變化較大，同時發(fā)電機調(diào)節(jié)器是用通、斷的方式來控制發(fā)電機勵磁電流的，輸出電壓在標準電壓附近上下波動。這個波動范圍應(yīng)是從蓄電池端電壓到調(diào)節(jié)器起作用的電壓之間，例如使用12V電源的汽車，低溫啟動時其蓄電池端電壓可低到6-8V，而發(fā)電機高速運轉(zhuǎn)時，則可達14.5V。

    (2)瞬時過電壓

    瞬時過電壓是指由于電磁感應(yīng)在短時間內(nèi)產(chǎn)生的較高電壓，也稱脈沖電壓。瞬時過電壓產(chǎn)生的因素很多，主要是由于電器工作時的開關(guān)過程、觸點的斷合、點火脈沖等引起的。瞬時過電壓的峰值雖然很高，但持續(xù)時間很短，對強電設(shè)備(如啟動機、電喇叭等)危害不大，但對微電子設(shè)備及其元件危害較大。因此，在使用有電子控制裝置的汽車時，需特別注意瞬時過電壓的產(chǎn)生及其預防。

    3.無線電干擾

    (1)電器件的相互干擾

    事實上，由于汽車電器間的相互干擾不可避免，因此，對汽車電子電路來說，重要的是電磁相容性。任何因素激發(fā)出的電路中的振蕩，都會通過導線等以電磁波的形式發(fā)射出去，不僅干擾收音機、通訊設(shè)備，而且對車上具有高頻響應(yīng)特點的電子系統(tǒng)也會產(chǎn)生電磁干擾。因此，汽車上應(yīng)用計算機(控制器)等，都應(yīng)具有良好的電磁屏蔽措施，一旦屏蔽損壞，也會導致工作異常。

    (2)車外干擾

    4.其它環(huán)境

    (1)浸水、結(jié)冰試驗：檢驗電子元件對水浸、冰凍的承受能力；

    (2)耐鹽試驗：對汽車電子元件進行5%的鹽水噴涂試驗，檢驗對鹽的耐腐蝕性；

    (3)灰塵、沙塵會引起斷電器解除不良，或者吸收水分后附在元器件上引起漏電。

    (4)油與其它化學物質(zhì)：要求汽車用電子元件不能因機油、機油添加劑、汽油和防凍液的影響而影響功用。

    1.故障特點

    現(xiàn)代轎車上的電氣故障特點可逐一與其使用特點相聯(lián)系。一般電子元件對過電壓、溫度十分敏感，例如晶體管的PN結(jié)易過壓擊穿，電解電容器在溫度升高時漏電亦增加，可控硅元件則對過流敏感等。這些故障特點，歸納如下：

    (1)元件擊穿

    據(jù)統(tǒng)計，汽車電容器的損壞大約85%是由于介質(zhì)擊穿造成的，而其中約有70%的擊穿故障是發(fā)生在新車上，即工作的頭幾百個小時內(nèi)，因為如果電容器有缺陷的話，在頭幾百個小時的使用中就會被擊穿。電容器擊穿時，又常常燒壞與其串聯(lián)的電阻元件。

    晶體管PN結(jié)的擊穿則是主要的故障現(xiàn)象。熱穩(wěn)定性差的故障，應(yīng)視為元件質(zhì)量問題，有些電控汽車上的電子元件，常常由于自身的熱穩(wěn)定性較差而導致類似于擊穿故障的“熱短路”(或稱“熱穿透”)現(xiàn)象。

    (2)元件老化或性能退化

    (3)線路故障

    2.檢修特點

    (l)電控汽車電子電路的維修，目前突出的問題是資料缺乏，備件困難。一旦碰到不熟悉的車型和線路，常常要自己動手，分析電路原理，甚至測繪必要的電路圖，以弄清總體電路及聯(lián)系，再做故障電路的分析。因此，電控汽車電子電路維修將涉及到電路分析方法問題。

    (2)電控汽車許多電子電路，出于性能要求和技術(shù)保護等多種原因，往往采用不可拆卸封裝，如厚膜封裝調(diào)節(jié)器、固封點火電路等。如若某一故障可能涉及到它們內(nèi)部時，則往往難于判斷，需要先從外圍逐一排出，最后確定它們是否損壞。

    (3)一些電控汽車上的電子電路，雖然可拆可卸，但往往缺少同型號分立元件代換，故往往需要設(shè)法以國產(chǎn)或其它進口元件替代。這涉及到元件替換的可行性問題。

    (4)在檢修方法上，傳統(tǒng)汽車電器故障，往往可以用“試火”的辦法逐一判明故障部位與原因。盡管這種方法并不是十分的安全可靠，且對蓄電池有一定的危害，但在傳統(tǒng)檢修方法中還是可行的。在裝有電子線路的電控汽車上，則不允許使用這些方法。因為“試火”產(chǎn)生的過電流，會給某些電路或元件帶來意想不到的損害。因此維修電控汽車電器時必須借助一些儀表和工具，按一定的方法進行。

    (5)不允許使用歐姆表及萬用表的R×100以下低阻歐姆擋檢測小功率晶體管，以免電流過載損壞它們。

    (6)更換三極管時，應(yīng)首先接入基極，拆卸時，則應(yīng)最后拆卸基極。對于金屬氧化物半導體管(MOS)，則應(yīng)當心靜電擊穿，焊接時，應(yīng)從電源上拔下烙鐵插頭。

    (7)拆卸和安裝元件時，應(yīng)切斷電源。如無特殊說明，元件引腳距焊點應(yīng)在10mm以上，以免烙鐵燙壞元件，且宜使用恒溫或功率小于75W的電烙鐵。

    (8)修理好以后，應(yīng)保證有散熱片的元件，與其散熱片之間的良好接觸，確保傳熱良好。

    (9)其它必要的維修經(jīng)驗。所有以上這些特點，均應(yīng)要求檢修人員具有一定的電工電子學基礎(chǔ)和分析電路原理及使用基本儀表工具的能力。

    1.驗證用戶的反映將有問題線路中的各個元件都通上電試一試，看用戶的反映是否屬實，同時注意觀察通電后的種種現(xiàn)象。在動手拆卸或測試之前應(yīng)盡量縮小事故原因的設(shè)定范圍。

    2.分析線路原理圖在線路圖上劃出有問題的線路，分析一下電流由電源負載入地的路徑，弄清線路的工作原理。如果對于線路原理還不太清楚，應(yīng)仔細看電路說明及相關(guān)資料，直至弄清為止。對有問題線路的相關(guān)線路也應(yīng)加以檢查。每個電路圖上都給出了共用1個保險、1個接地點或1個開關(guān)的相關(guān)線路的名稱。對于在第1步程序中漏檢的相關(guān)線路要試一下，如果相關(guān)線路工作正常，說明共用部分沒問題，故障原因僅限于有問題的這一線路中。如果幾條線路同時出故障，原因多半出在保險或接地線。

    3.檢查問題集中的線路/部件

    測試線路，驗證第2步中所做的推斷。故障檢修的快慢、成功與否關(guān)鍵在于排障程序簡單、明了而有理，將系統(tǒng)故障診斷表中最有可能的原因突出出來，先加以測試，且先測試最容易測試的地方。

    4.進行修理

    5.驗試線路是否恢復正常

    對線路再進行一次系統(tǒng)檢查，看問題是否已經(jīng)解決。如果故障是保險熔斷，應(yīng)對使用該保險的每條線路都要測試。

    (三)現(xiàn)代轎車電氣維修注意事項

    1.拆卸蓄電池時，總是最先拆下負極(-)電纜；裝上蓄電池時，總是最后連接負極(-)電纜。

    2.更換燒壞的保險時，應(yīng)使用相同規(guī)格的保險。使用比規(guī)定容量大的保險會導致電氣元件損壞或產(chǎn)生火災。

    3.拆下或裝上蓄電池電纜時，應(yīng)確保點火開關(guān)或其它開關(guān)都已斷開，否則會導致半導體元器件的損壞。

    4.靠近振動部件(如發(fā)動機)的線束部應(yīng)用卡子固定，將松馳部分拉緊，以免由于振動造成線束與其它部件接觸。

    5.不要粗暴地對待電氣元件，也不能隨意亂扔。無論好壞器件，都應(yīng)輕拿輕放。

    6.與尖銳邊緣磨碰的線束部分應(yīng)用膠帶纏起來，以免磨壞。

    7.安裝固定零件時，應(yīng)確保線束不要被夾住或被破壞。

    8.安裝時，應(yīng)確保接插頭接插牢固。

    9.進行保養(yǎng)時，若溫度會超過80℃(如進行焊接時)，應(yīng)先拆下對溫度敏感的零件(如繼電器和ECU)。

    現(xiàn)代電控汽車故障自診斷系統(tǒng)的開發(fā)應(yīng)用，使汽車使用維修人員在汽車運行時能及時發(fā)現(xiàn)故障并在汽車維修時對故障的查詢提供了方便。汽車維修人員通過解讀故障代碼，大多數(shù)都能判明故障可能發(fā)生的原因和部位。但是僅靠故障代碼尋找故障，往往會出現(xiàn)判斷上的失誤。實際上，故障代碼僅僅是電控汽車電腦(ECU)認可的一個是或否的界定結(jié)論，在對電控汽車進行維修時應(yīng)綜合分析判斷，結(jié)合汽車故障的現(xiàn)象來尋找故障部位。

    電控汽車故障自診斷系統(tǒng)一般由電子控制器(ECU)中的識別故障及故障運行控制軟件、故障監(jiān)測電路和故障運行后備電路等組成。不同廠家生產(chǎn)的汽車，其故障自診斷系統(tǒng)的故障檢測項目不盡相同，故障代碼儲存和顯示方式也有所不同。故障代碼儲存在隨機儲存器(RAM)中，隨機儲存器與蓄電池直接相連，故障代碼可長期保存，清除故障代碼需要斷開專門的隨機儲存器連接電路或者直接斷開蓄電池。

    1.汽車運行時故障明顯，傳感器有故障而自診斷系統(tǒng)沒有監(jiān)測到。

    電控汽車控制電腦(ECU)對傳感器信號進行檢測時，只能接受其內(nèi)設(shè)定范圍以外的傳感器非正常信號，從而判別傳感器的好壞，記錄或不記錄故障代碼。一旦解讀故障代碼故障后，只要對相應(yīng)的傳感器、導線連接器、導線進行檢查，找到并排除短路、斷路的故障即可。但是，若因某種原因致使傳感器靈敏度下降、傳感器反應(yīng)遲鈍、輸出特性偏移等，則自診斷系統(tǒng)就檢測不出來了。盡管發(fā)動機確有故障表現(xiàn)，但是自診斷系統(tǒng)卻輸出了正常的無故障碼(故障指示燈不閃爍)。這時應(yīng)該依據(jù)發(fā)動機的故障征兆進行分析判斷，繼而對傳感器單體進行針對性檢測，以便找到并排除傳感器故障。例如，當發(fā)動機轉(zhuǎn)速并伴有行駛中發(fā)動機怠速不穩(wěn)，但自診斷系統(tǒng)又沒有故障代碼輸出時，首先值得考慮和懷疑的便是空氣流量傳感器或進氣壓力傳感器出了故障，因為這兩者傳感器性能的好壞，直接影響ECU所控制的發(fā)動機基本的燃油噴射量。盡管此時沒有顯示相應(yīng)的故障代碼，也應(yīng)該對它們進行檢查。比如，當翼板式空氣流量殼體產(chǎn)生裂紋漏氣時，便會導致空氣流量傳感器計量不準，使發(fā)動機運轉(zhuǎn)失調(diào)，而控制電腦ECU的自診斷系統(tǒng)并不能檢測到這種故障現(xiàn)象。因此，無錯誤故障碼輸出。

    2.由于發(fā)動機工況故障現(xiàn)象相似，ECU監(jiān)測失誤，自診斷系統(tǒng)可能顯水錯誤的故障碼。例如，對于裝有三元催化轉(zhuǎn)換器的電控汽車，如果使用過含鉛汽油，這類故障特性有時便較為明顯。在汽車進行檢修時，經(jīng)常會發(fā)現(xiàn)故障代碼顯示的是“水溫傳感器斷路或短路”故障，而發(fā)動機故障癥候卻是：無論發(fā)動機在冷車狀態(tài)下或者熱車狀態(tài)下都不好啟動，并且伴有怠速不穩(wěn)和回火現(xiàn)象，發(fā)動機的轉(zhuǎn)速始終提不高。顯然這些故障與水溫傳感器的關(guān)系并不十分密切，在對水溫傳感器進行單體測量后并未發(fā)現(xiàn)任何故障。但是，當從汽車上拆下三元催化轉(zhuǎn)換器并剖開后發(fā)現(xiàn)，三元催化轉(zhuǎn)換器內(nèi)部嚴重堵塞，因此可以斷定發(fā)動機故障是由此而引起。因此當自診斷系統(tǒng)出現(xiàn)故障代碼以后，還應(yīng)該與發(fā)動機的實際故障癥狀進行分析比較，以得到正確合理的判斷，不應(yīng)該將故障代碼當做排除故障的唯一依據(jù)。

    3.電控汽車使用維修不當也能引發(fā)錯誤的故障代碼。

    在對電控汽車實施維修時，由于維修人員維修不當或者操作失誤，也會導致自診斷系統(tǒng)輸出錯誤的故障代碼。例如，在發(fā)動機運轉(zhuǎn)過程中，隨意或者無意把傳感器插接頭拔下，每拔下一次傳感器插接頭，自診斷系統(tǒng)就會記錄一次故障代碼。另外，若在上一次汽車維修時，由于操作不當而未能完全清除掉舊的故障代碼，那么電腦也同樣將原來舊的故障代碼保存其內(nèi)，因此在對是電控汽車維修時也要加以注意，以免造成不必要的人為故障代碼，給維修工作帶來混亂和困難。