电喷发动机故障维修探讨

摘要；微电子控制技术在汽车发动机上的应用，使汽车动力性、燃油经济性和排放

得到良好的改善，同时也使汽车发动机的故障诊断变得复杂起来，这给汽车维修工带来了一定的困难。针对这一问题文章简要介绍了发动机的技术特点，分析了电喷发动机的常见故障，总结了电喷发动机的主要诊断方法，通过典型故障诊断与维修实例分析，给出了方便快捷的诊断和维修方法。

关键词；汽车 电喷发动机 故障诊断 维修技术 实例分析

引言

些年来，微电子控制技术的进步及其在汽车上的广泛应用，有力地推动了汽车工业的发展。汽车采用微电子控制系统等智能化部件后，其性能得到 了显著的改善和提高。然而，这些高科技装置使我们 在得到方便的同时，却给汽车维修行业带来了严峻 的考验。汽车电喷发动机就是最为典型的案例。

电喷发动机因为在实现低污染、低能耗方面的优越性，已经取代了传统化油器式发动机，成为汽车动力的主力。据有关资料显示，国内轿车上均已装备了电喷发动机。电喷发动机结构较为复杂、型式多样，给汽车维修工作带来一定的困难。针对这一问题，本文对汽车电喷发动机常见障进行了分析，总结了电喷发动机的主要诊断方法，通过典型故障诊断维修实例分析，给出了方便快捷的诊断和维修方法。

第一章 电喷发动机技术特点及常见故障

1.1电喷发动机是一种由电子系统控制将燃料由喷油器喷人发动机进气系统中的发动机，其基本原理是：发动机各种运行工况的最佳喷油时刻、最佳点火时刻、最佳喷油持续时间，均存放在电子控制单元(ECU)中，ECU根据空气流量传感器或绝对压力传感器、发动机转速传感器、进气温度传感器、冷却水温度传感器等传来的不同信号，通过分析、计算、判断，确定发动机所处工况，进而精确地控制点火和喷油时刻。电喷发动机与化油器式发动机相比，突出的优点是：通过电控汽油喷射技术，准确控制混合气的质量，保证气缸内的燃料燃烧完全，使废气排放物和燃油消耗都能够降下来，同时它还提高了发动机的充气效率，增加了发动机的功率和扭矩。电控汽油喷射技术的应用，解决了传统化油器式发动机混合气分配不理想的缺点，对发动机动力性、经济性的提高和排放性的改善都有明显的作用。电喷发动机与传统发动机相比，结构较为复杂维修起来有一定的难度。尽管如此，就其常见故障而言，有其相同或相似之处。 1.2 电喷发动机常见故障

1、发动机的ECU（电子控制单元）虽然可靠性很高，轻易不会出现问题，但是对那些使用年限较长的老车（行驶里程超过15000Okm，尤其是使用条件恶劣者）难免会出现这样或那样的故障。如某个集成块损坏，ECU固定脚螺栓松动，某电子元件焊脚接头开焊以及电阻、电容元件失效等，都可能造成发动机起动困难、怠速不稳、油耗增大、动力性差、排放劣化等恶果。出现这些故障时，应送特约维修部门去检测和修理，实在没有条件时，可采用置换比较的方法去验证，即借用同型号车上相应的完好元器件，换装后进行效果比较以确定故障原因。

2、插接件联接故障。电控系统的电路中有很多插接件，常常因为使用时间长造成插件老化，或由于多次拆装使插件接头松动而接触不良导致发动机工作不稳定（时好时坏）。这是因为ECU中的一个接脚接触不良，或气流传感器插件中与电动油泵开关相联的插头

接触不良而造成发动机不易甚至不能起动。还有其它种种故障也都是源于“接触不良”或“短路”，譬如一台车的发动机两缸不工作，竟然是因为电控喷油阀的电源插线脱落而致。可见，插接件虽小，却轻视不得。

3、传感器故障。汽车用传感器虽结构不尽相同，但大致是以下几种类型，如热敏电阻式、真空压力式、电磁式、机械传动式等。由于传感器中的易损零件损坏，如弹片弹性弱、真空膜片破损、回位弹簧疲软、断裂或脱落，都将及时、准确地反馈发动机的工况，从而使得电子控制系统工作失常甚至失效，继而导致发动机工作不协调，甚至根本不能工作。

4、管路密封不严。如胶管老化、管口破裂或卡子松弛，会造成气、水、油的渗漏，结果导致混合气过稀，润滑、冷却失效等，从而使发动机起动困难，或怠速运转不稳、运转无力等。

5、电控燃油喷射系统的汽油雾化，颇类似于柴油机的高压喷嘴喷油雾化的情况。不过前者的喷嘴多是由于组电磁线圈、衔铁开关、喷油针和阀座组成。针阀开启时就喷油雾化，而针阀的开启动作是由ECU输来的电脉冲控制的。有时候会因为电磁线圈工作不良或喷油针被阻滞卡死，而造成某缸汽油雾化不良或不雾化（滴油）从而导致该缸的工作不良或不工作。

6、电子控制燃油喷射系统中也有起动加浓装置。它只在起动时刻起作用--“起动加浓电磁线圈”在起动瞬间打开针阀，起动后即刻关闭针阀。它工作的好坏，直接影响发动机的起动性能。我们曾遇到一台车，总是不好起动，但一旦起动着火后便一切正常了。经反复检查发现就是起动加浓装置不起作用，更换一只新的起动加浓阀后，即排除了这一故障。

7、气流传感器是一个关键器件，它的故障会引起发动机工作不正常。其故障主要原因：一是触点在碳膜镀层上频繁滑动，逐渐磨损而产生沟槽，使其电阻值发生变化且不稳定，故检测信号就不准确；二是在传感器转轴上装有预紧度可调的弹簧发条，如果该项调整不当或发条弹力变差，会使供油量发生变化或加油滞后，而导致发动机加速不良。 8、电控燃油喷射系统中，汽油压力调节器虽然是不可调的，但却不容忽视。如果忘记接上真空软胶管，由于回油量受到了影响，因此使喷油嘴两端的压力差发生了变化而造成发动机始终无法起动（不着火）。如果压力调节器内的膜片破损，也会产生类似故障。这类故障一般也只能用置换比较的方法来判断。

9、为了确保输油泵只在发动机运转而进气支管产生真空时才供油，电喷系统中的燃油泵也得受气流传感器的控制。气流传感器片上装有微动开关，有时会因拆装不当或其它原因使其杠杆动作延迟而造成输油泵不泵油或泵油不足。此故障可在起动中拆下汽油滤清器进油管的接头，看是否泵油来判定。

10、空气滤清器堵塞造成混合气过浓或汽油滤清器滤芯堵塞造成混合气过稀而导致发动机起动困难和转速不稳以及运转无力。这与传统的化油器供油系统的故障是相似的。

第二章 电喷发动机故障诊断方法

电喷发动机与传统化油器式发动机相比，有本质上的差别，但其机械部分的总体结构及工作过程仍然延续了传统发动机的模式。因此，在分析、诊断和故障排除的手段及方法上，既有区别又有相同之处。电喷发动机主要的诊断方法有：直观诊断法、仪器诊断法和自诊断法。

2. 1电喷发动机故障诊断的程序 对于电喷发动机的故障诊断，是通过友好的人机交互诊断界面实现的，可按下图所示的故障诊断流程图进行诊断和检修。

询问 故障 搜索更多的故障信息 初步确定故障原因 N 确诊故障原因 系统推理分析 Y 提出维修建议 排除故障 2.2基本检查。

电喷发动机起动难故障出现后，应通过以下检查来确定故障的大概部位。

1.观察发动机电控系统故障警告灯，如有报警，说明电控系统有故障，应读取故障码并按其指示内容排除故障。通常影响发动机起动性能的主要部件有:曲轴位置传感器

故障、冷却液温度传感器故障、空气流量传感器故障等。根据经验，当故障指示某传感器故障时，在检查中，应特别注意传感器线路及连接器的导通是否良好。因为此类问题要比真正传感器故障的概率大。

2.观察燃油表或油量警告灯，若燃油箱内燃油不足，应将燃油加满后再起动发动机。 3.检查点火系统。拔下火花塞端高压引线并使其端头距气缸体5-7mm，用起动机带动发动机运转。若高压火花弱或无火，则应检查点火系的线路连接状况以及分电器盖、点火线圈、点火控制器等部件的技术状况。若高压火花正常，可先检查火花塞是否良好，在确保火花塞正常时，应进行下列检查。 2.3检查电动燃油泵的工作状况。

电动燃油泵不工作是造成发动机起动难的常见原因，其一般检查方法为: 1.打开油箱盖，接通点火开关(不起动发动机)，在油箱口处听燃油泵的工作声音。如燃油泵工作3-5s后又停止，说明控制系统工作正常。因电喷发动机的类型不同，有些发动机如丰田皇冠3.0轿车的电动燃油泵，除受点火开关的控制外，还受发动机电脑的控制。只有在发动机起动时或正常工作中进气歧管内有空气流动时，电脑才将电动燃油泵的电路导通。对于此类发动机则应进行以下检查。

2.取一根导线，将发动机故障检查插座内的两个检测电动燃油泵的插孔（丰田车系为+B插孔和FP插孔）短接，再接通点火开关。若电动燃油泵开始工作，说明电脑外部的燃油泵控制电路正常，故障在电脑内部或电动燃油泵继电器有问题，应逐一进行检修。若电动燃油泵仍不工作，说明电脑外部的控制电路有故障，应检查保险丝及电路是否良好；若这些都正常，则说明故障在燃油泵，应予检修或更换燃油泵。 2.4检查燃油系统的燃油压力。

经检查电动燃油泵能工作，应检查燃油压力。燃油压力过低会造成喷油量太少而导致发动机起动困难。

1.经验检查。在电动燃油泵工作时，用手捏住输油软管，通过其张力的大小来判断燃油压力是否过低。经验检查虽简单，但准确性稍差。

2.油压表检查。先安装燃油压力表，方法是:拆下蓄电池搭铁线，再拆掉冷起动喷油器的油管接头螺拴(防止燃油喷溅伤人)，将压力表装在冷起动喷油器的油管接头上。此外，油压表还可安装在燃油滤清器油管接头、分配油管接头等合适部位，然后装复蓄电池搭铁线。让电动燃油泵工作，油压表应指示265kPa-304kPa的油压。如果压力过低，可用钳子夹住油压调节器的回油软管(为防损伤，应垫些软布)，阻断回油通路。若油压上升到正常值，说明油压调节器漏油，应检修或更换油压调节器；若油压不上升或上升不到正常值，说明油路有堵塞或电动燃油泵有故障。应先检查燃油滤清器，若正常再检修或更换燃油泵。

2.5检查喷油器的工作状况。

在点火系和电动燃油泵工作正常的情况下，应检查喷油器。

1.在起动机带动发动机转动时，用长柄起子或听诊器听喷油器是否有“嗒嗒、嗒嗒”的工作声音，若因其它噪声的影响而不易判断时，可在听诊的同时，采用拔下再插上喷油器线束插头的方法来鉴别喷油器是否工作。

2.如果喷油器不工作，可用一试灯接在喷油器的线束插头上再起动发动机。若试灯闪烁，说明喷油器控制系统工作正常，故障在喷油器。喷油器的检查，应使用万用表测量其电磁线圈的电阻值。电阻值正常，说明喷油器堵塞(受燃烧时产生的积炭和燃油中胶质的影响。此现象最为常见)、针阀卡死等，应检修、清洗或更换喷油器；电阻值不正常，则必须更换喷油器。

3.如果试灯不亮，说明喷油器的控制系统或线路有故障。对此，应先检查喷油器相关线路是否完好，在确保外部线路良好的情况下，方可判断为电脑有故障。 2.6检查发动机机械方面。

导致电喷发动机起动难的机械故障与化油器发动机一样，其故障检查也基本相同，主要有:气缸压缩压力过低、点火不正时、正时齿带过松所造成跳齿等，应分别予以检查。

3．1发动机回火

一辆切诺基搭载６缸电喷发动机。该车行驶时发动机回火严重，只有转速在２０００ｒ／ｍｉｎ以下时没有回火。当发动机转速超过２０００ｒ／ｍｉｎ时，无论是急加速还是缓加速，发动机都会回火，转速越高回火频率也越快，而且发动机转速无法升至４０００ｒ／ｍｉｎ以上。

维修人员试车后发现，发动机在２０００ｒ／ｍｉｎ以下时工作基本正常，但急加速时发动机响应明显滞后，只能缓踩加速踏板。当变速器换入５挡后，发动机动力不足，车速只能保持在１２０ｋｍ／ｈ，无法继续提速，这时坐在驾驶室里就能听见发动机的回火声。造成发动机回火的常见原因有：①混合气过稀。原因是喷油器喷油过少或进气量过多。②点火系统故障。主要是高压线电阻过大、点火线圈损坏、电源电压不足以及火花塞故障等造成的点火能量不足。③点火提前角过大。主要是发动机电脑、曲轴位置传感器损坏等。据车主反映，该车的故障已经在其他修理厂维修过，几乎更换了电控系统的所有部件，包括发动机电脑、节气门位置传感器（ＴＰＳ）、进气歧管压力传感器（ＭＡＰ）、汽油泵、分电器总成、高压线以及火花塞等，正时也已经反复校对了几次，气门已经研磨了，可是故障仍无法排除。首先调取故障码，无故障码存储，显示系统正常。发动机熄火后再起动非常顺利，快怠速也正常。进行基本检查，检查气缸压力、点火正时、配气相位以及燃油压力等都在允许的范围内。测量ＴＰＳ传感器和ＭＡＰ传感器上的信号电压时，发现ＴＰＳ传感器信号电压正常，ＭＡＰ传感器的信号电压在２０００ｒ／ｍｉｎ以下时正常，但转速超过２０００ｒ／ｍｉｎ时，伴随着发动机的回火，ＭＡＰ传感器的信号电压快速变化，数字电压表已经无法正常显示其信号电压值。分析出现这种现象的原因是发动机回火导致进气歧管内的气压波动，ＭＡＰ传感器的信号电压也随之不断变化，因此这个现象不能说明问题。

因为与此故障有关的电控系统部件差不多都是新的，发动机电脑也没有故障码存储，前面的检查也没有发现问题，维修人员认为故障原因应该不在电控系统。维修人员重新整理了一下思路后认为，在前面的检查过程中有２个地方没有检查，一是进排气系统有无堵塞泄漏现象，二是没有检查进气歧管内的真空度。

拆掉空气滤芯，故障依旧，将排气管中节拆掉（因为前节只有一根粗管不可能阻塞），故障未见好转。将真空表接到进气歧管上的一个真空接头上，测量发动机转速在２０００ｒ／ｍｉｎ以下进气歧管内的真空度，发现真空表的读数在怠速时是４６ｋＰａ，数值随着节气门开启角度的增大而逐渐减小，当发动机转速在２０００ｒ／ｍｉｎ以上且故障出现时，真空表大幅度摆动且抖动剧烈，急加速时，真空表指针读数在０～３５ｋＰａ之间快速变化。

通过歧管真空度的测量，维修人员发现了２个疑点。怠速时的真空度数值低于５６～６４ｋＰａ的正常范围，这说明发动机配气系统有问题。为什么这么说呢？为什么不是进气系统漏气或活塞、活塞环磨损过大呢？维修人员认为，如果进气系统漏气，真空表数值会在４０～７４ｋＰａ之间变化。如果是气缸和活塞磨损超出规定值，那么在开始检查气缸压力时就会发现故障点。高速时歧管真空度数值大幅度变化，急加速时真空度在０～３５ｋＰａ??已经将空气滤清器和消音器拆下做了试验，那么问题还是应该在发动机本身。

经过上面的分析，维修人员认为外围部件不可能产生此故障，于是决定分解发动机检查，并以配气机构作为重点。

首先拆解气缸盖检查气门、推杆摇臂以及液压挺柱正常。此车发动机采用中置凸轮轴，因此拆下油底壳，转动凸轮轴，发现１、３、６缸的进排气凸轮高度明显低于其它缸凸轮高度。取出凸轮轴后发现，有些凸轮和液压挺柱已经严重磨损，分析原因应该是该车已经行驶了很多里程，加之车主忽视了润滑保养，造成了液压挺柱失去了自动调节功能，最终造成凸轮轴损坏。

总结分析：凸轮高度的降低会导致发动机进气不足和排气不畅，凸轮高度的降低同时也改变了配气相位，造成发动机进气和排气的滞后。转速较低时，发动机进气量少，排气也少，燃烧时间相对充足，所以没有很明显的故障现象；但是转速高时，因为磨损后的凸轮轴凸轮高度降低，导致进气门开启晚，开度小，进气量严重不足，造成燃烧速度下降，同时排气门开启不足，不能及时排气，造成发动机在下一个工作循环时进气门已经开启，而气缸内的废气却没有及时排出。废气从打开的进气门倒流进入进气岐管，将歧管内的可燃混合气点燃，这就是该车高速回火的根本原因。

更换凸轮轴和液压挺柱后，并将发动机装配完毕，路试车辆一切正常。

ECU 节气门位置传感器 A C12 5V电源 B C15 节气门信号 C C10

图1 节气门位置传感器电路图

3．2发动机加速时抖动故障现象：一辆丰田CAMRY轿车(电控汽油喷射四缸发动机)，怠速和中、高速运转均正常。在节气门开度开始增大时，发动机出现抖动，但待转速升高后恢复正常。在行驶中，每踩一次加速踏板，车辆随之发生一次抖动。故障诊断与维修：首先调取故障代码，无故障显示。对发动机进行不解体清洗后，未见效果。经检查，火花塞、点火正时、怠速控制阀均正常，在拆下节气门体后，却发现节气门两侧有胶质积炭，如图2所示，积炭厚度近lmm。将该处积炭清除干净，装好节气门后试车，故障排除。

图2节气门积炭情况示意图

案例分析：这是一个自诊断法与直观诊断结合的案例，从该例可以看出，借助自

诊断系统，能很容易诊断发动机是电控系统还是机械系统的故障，从而缩小了故障诊断范围。

3．3发动机加速无力

故障现象：一辆本田ACCORD轿车(2．2L电控汽油喷射发动机)，加速行驶时，车速只能达到60km／h左右。障诊断与维修：首先凋取故障代码，显示为“进气歧管压力传感器不良”。用电压表检查该传感器电源电压，为5V，属正常值。地线接地正常，惟信号线无电信号输出。进一步检查发现，传感器输出插头断裂。修好插头，故障排除。 ．

案例分析：这是一个自诊断系统诊断与仪表诊断相结合的典型案例，根据故障代码缩小查找范围，然后借助简单仪器，判断具体故障部位。

3．4发动机热车启动困难故障现象：一辆桑塔纳2000GLi轿车(AFE型电喷发动机)，冷起动时正常，热车时起动困难，须反复数次方能成功，起动后发动机工作状态良好。障诊断与维修：首先调取故障代码，无任何故障显示，说明电控系统正常。在热车时起动发动机，查听电动燃油泵有正常的工作响声(因这种车型的ECU不检测电动燃油泵故障)，说明ECU及电动燃油泵控制系统也正常。在燃油管路中连接燃油压力表，起动发动机，显示油压正常，但在关闭点火开关后不到30秒油压就下降了约1／4，说明燃油系统有泄漏。燃油系统泄漏有以下可能原因：一是管路不密封；二是电动燃油泵单向阀关闭不严，燃油泄漏后返回油箱；三是油压调节器回油阀关闭不严；是喷油器关闭不严，向进气管滴油。针对上述原因分别进行检查，供油管路没有问题，电动燃油泵和油压调节器也正常。在拆下各缸喷油器装在测试仪上检测时，发现一、二缸喷油器滴油严重(油压上升到260kPa时)，三、四缸喷油器良好。更换一、二缸喷油器，在发动机热车时起动，故障排除。析：这是一个以直观诊断为主、综合运用自诊断系统和仪器

诊断进行诊断的典型案例，需要诊断者对发动机结构和原理有较深的理解。

3．5发动机排气管冒黑烟 故障现象：一辆采用M3．8．2型全电子控制燃油喷射系统的捷达轿车，怠速不稳，抖动严重，加油时有较重的生汽油味，排气管冒黑烟，油耗增加。故障诊断与维修：首先接通点火开关，起动发动机，发现报警指示灯不熄灭，说明发动机有故障。利用本车自诊断系统调出故障码，显示为氧传感器故障。(安装于排气管消声器前部的氧传感器，起一个固体电池的作用，在正常工作时，能发出0．1V一0．8V的变化的信号电压，此信号电压反馈给ECU，ECU据此控制汽油喷射量，以达到最佳的空燃比)。使发动机升温至正常工作温度，用高阻抗数字万用表测量氧传感器，电压显示为0，怀疑氧传感器损坏，从而使ECU收到“稀”的混合气信号，导致ECU发出加浓混合气的命令，使油耗增大，排气管冒黑烟。换用新的氧传感器，但故障依旧，说明故障不在氧传感器。再用数字万用表检查，发现氧传感器加热器无电压，检查线路正常，最后发现是氧传感器的加热继电器损坏，导致氧传感器不能上升到工作温度(300~C以上)，致使无信号输出，使ECU收到错误信息而导致混合气过浓，造成发动机排气管冒黑烟。换用新件后，发动机工作恢复正常，仪表板上的报警指示灯熄灭，故障得以排除。

案例分析：这是一个综合运用自诊断系统、仪器诊断和直观诊断进行诊断的典型案例，从该例子可以看出，自诊断系统的故障代码并不一定是发动机真正的故障部位，若仅仅靠故障代码寻找故障，就会出现判断上的失误。因此，需要将各种诊断方法有机结合起来，才能取得事半功倍的效果。 第四章 结束语

对于汽车电喷发动机而言，由于电子控制系统的嵌入，其故障诊断与传统发动机的故障诊断有明显的不同，这就要求维修人员能充分认识汽车电喷发动机结构、原理及常见故障，综合运用好各种仪器，做到将自诊断系统诊断、仪器诊断与人工经验直观判断有机地相结合，从而在实际维修中提高故障诊断的准确性和维修工作效率。