汽车故障诊断技术

本书按照“任务驱动”的教学模式进行编写，每个项目的任务导入中都采用“项目要求—项目载体—项目链接—相关技能—知识与能力拓展—诊断案例”的结构编写。内容涵盖了汽车发动机、底盘和综合故障等常见故障的诊断，内容精炼，言简意赅，浅显易懂。
本书可作为高等职业院校汽车类专业的教材，也可作为相关行业岗位培训教材和汽 

本书按照“任务驱动”的模式进行编写，每个项目采用“项目要求—项目载体—项目链接—相关技能—知识与技能拓展—诊断案例”的结构编写。内容涵盖了汽车发动机、底盘和综合故障等常见故障的诊断，内容精练、言简意赅、浅显易懂。
本书共分3个模块，17个项目。主要内容包括起动系统的故障诊断、点火系统的故障诊断、汽油机供给系统的故障诊断、怠速不良的故障诊断、发动机加速不良或动力不足的故障诊断、发动机润滑不良的故障诊断、发动机冷却不良的故障诊断、发动机排放异常的故障诊断、离合器工作不良的故障诊断、变速器工作不良的故障诊断、驱动桥工作不良的故障诊断、汽车转向系统的故障诊断、制动效能不良的故障诊断、汽车行驶系统的故障诊断、ABS的故障诊断、汽油机不能起动或起动困难的故障诊断和汽车行驶跑偏的故障诊断。
本书可作为高等职业院校汽车类专业的教材，也可作为汽车行业岗位培训教材和汽车维修人员的自学用书。

目录

 

模块1汽车发动机故障诊断

项目1.1起动系统的故障诊断

项目1.2点火系统的故障诊断

项目1.3汽油机供给系统的故障诊断

项目1.4怠速不良的故障诊断

项目1.5发动机加速不良或动力不足的故障诊断

项目1.6发动机润滑不良的故障诊断

项目1.7发动机冷却不良的故障诊断

项目1.8发动机排放异常的故障诊断

 

模块2汽车底盘故障诊断

项目2.1离合器工作不良的故障诊断

项目2.2变速器工作不良的故障诊断

项目2.3驱动桥工作不良的故障诊断

项目2.4汽车转向系统的故障诊断

项目2.5制动效能不良的故障诊断

项目2.6汽车行驶系统的故障诊断

项目2.7ABS的故障诊断

 

模块3汽车综合故障诊断

项目3.1汽油机不能起动或起动困难的故障诊断

项目3.2汽车行驶跑偏的故障诊断

参考文献

前言
随着我国改革开放日益深入，国民经济得到较快发展，人民生活得到逐步改善，汽车正以前所未有的速度进入平常百姓家庭。目前，我国汽车的年产量、销量、保有量均居世界前列，汽车市场的发展速度令世人瞩目。
汽车电子技术的飞速发展，给汽车维修业带来了前所未有的冲击。汽车产品中大量采用电子技术，引起了汽车维修技术划时代的变革。传统的维修技术对当代的汽车维修已经无从下手。时代在召唤新型的汽车故障诊断技术、维护修理技术，即新的诊断维修观念、新的检测方式和新的维修方法，同时也在召唤新型的汽车维修技术培训模式以及相关教材。本书的主要特点： 汽车故障诊断以典型故障案例作为出发点，综合运用仪器诊断和人工诊断方法，以阐述故障诊断思路为重点； 汽车维修以汽车维护作业中各关键部位的检查、调整操作技术，主要零部件及总成检修方法，各总成件的装配为重点； 根据汽车电子技术的发展情况，书中介绍了发动机、底盘和汽车综合故障等的故障诊断和维修内容； 根据现代汽车维修以换件为主的情况，精简了汽车故障诊断理论部分，突出了实际操作技术的内容。本书注重理论和实际相结合，具有较强的实用性和针对性，重点讲解了汽车故障诊断和维修的诊断流程和方法，内容具有普遍性，每个项目配有案例分析和相关图表，具有较强的可读性。本书可作为高等职业院校汽车类专业的教材，也可作为汽车行业岗位培训教材和汽车维修人员的自学用书。本书建议学时为124学时，具体分配见下表。

模块项目参 考 学 时
模块1汽车发动机故障诊断
项目1.1起动系统的故障诊断8项目1.2点火系统的故障诊断8项目1.3汽油机供给系统的故障诊断8项目1.4怠速不良的故障诊断8项目1.5发动机加速不良或动力不足的故障诊断6项目1.6发动机润滑不良的故障诊断6项目1.7发动机冷却不良的故障诊断6项目1.8发动机排放异常的故障诊断656续表

模块项目参 考 学 时
模块2汽车底盘故障诊断

项目2.1离合器工作不良的故障诊断8项目2.2变速器工作不良的故障诊断8项目2.3驱动桥工作不良的故障诊断6项目2.4汽车转向系统的故障诊断8项目2.5制动效能不良的故障诊断8项目2.6汽车行驶系统的故障诊断8项目2.7 ABS的故障诊断652
模块3汽车综合故障诊断

项目3.1汽油机不能起动或起动困难的故障诊断8项目3.2汽车行驶跑偏的故障诊断816
合计124
本书由唐山工业职业技术学院赵玉梅主编。张帅武担任副主编，参加编写工作的还有文敏飞、田传臣、陈婧慧等。本书在编写的过程中，参考了大量文献资料，在此向有关作者、编者表示诚挚的感谢。由于编者水平有限，书中不妥或错误之处在所难免，恳请读者批评、指正。了解更多教材信息，请关注微信订阅号： Coibook。编者2017年2月

评论

模块3汽车综合故障诊断
项目3.1汽油机不能起动或起动困难的故障诊断
项目要求(1) 能通过与客户交流、查阅相关维修技术资料等方式获取车辆信息。(2) 通过查阅资料和观摩,掌握不能起动或起动困难故障原因。(3) 掌握不能起动或起动困难故障诊断流程。(4) 能根据环保要求，妥善处理辅料、废弃液体和已损坏零部件。项目载体 1. 故障案例一辆桑塔纳轿车，在倒车进库时，发动机出现几下抖动后自动熄火，熄火后发动机再也无法起动。汽车发动机的起动故障一般表现为不能起动(无初始燃烧)和起动困难，其中起动困难又分为冷起动困难和热起动困难。起动故障牵涉多个系统，是发动机综合性故障之一。2. 故障分析造成汽车发动机不能起动的原因很多，牵涉电源系统、起动系统、点火系统、燃油和空气供给系统以及发动机机械系统的技术状态，这也是汽车常见的故障。汽车发动机的起动故障，主要从以下两方面进行分析。(1) 发动机的基本运行条件是否满足首先，我们来分析汽车发动机能够正常运转必须具备的几个条件。① 汽缸要有良好的压缩。② 数量和浓度均合适的混合气。③ 足够的火花能量和正确的点火时刻。④ 起动系统技术状态良好。⑤ 蓄电池电压大于12V。如果以上五个要素中有一个要素出现异常，便会出现发动机不能起动或起动困难。(2) 电控发动机控制模块应能准确识别出起动状态，进而进行起动控制由于起动工况的特殊性，使得控制系统必须有对应的控制程序来进行起动控制。在起动时，发动机控制模块(ECM)首先要根据点火开关、空挡起动开关、曲轴位置以及转速等信号，辨别出发动机正处于起动状态，然后再结合冷却液温度(水温)、曲轴转速、节气门位置等信号计算出喷油时间、点火时刻、起动空气流量等控制值，去驱动喷油器、点火器和怠速控制执行机构，以实现顺利起动。如ECM没能识别出起动状态，则发动机不能起动； 如仅仅是水温、转速等信号失准，一般只会造成起动困难。项目链接一、 相关知识1. 电控发动机电控燃油喷射系统由空气供给系统、燃油供给系统和控制系统组成，桑塔纳2000 GSi型轿车的AJR型发动机采用了德国博世公司的Motronic 3.8.2电控燃油喷射系统。Motronic 3.8.2电控燃油喷射系统示意图如图311所示，其组件的布置如图312所示。

图311Motronic 3.8.2电控燃油喷射系统示意图

1—电动燃油泵； 2—燃油滤清器； 3—碳罐清洗电磁阀； 4—碳罐； 5—带输出驱动极的点火线圈组件； 6—凸轮轴位置传感器； 7—喷油器； 8—油轨和压力调节器； 9—节气门体； 10—空气流量计； 11—氧传感器； 12—冷却液温度传感器； 13—爆燃传感器； 14—曲轴转速传感器； 15—进气温度传感器； 16—ECU

图312Motronic 3.8.2电控燃油喷射系统和点火系统位置

1—霍尔传感器(G40)； 2—喷油器(N30~N33)； 3—碳罐； 4—热膜式空气流量计(G70)； 5—碳罐电磁阀(N80)； 6—ECU(J220)； 7—氧传感器(G39)； 8—水温传感器(G62)； 9—转速传感器插接器(灰色)； 10—1号爆震传感器插接器(白色)； 11—氧传感器插接器(黑色)； 12—2号爆震传感器插接器(黑色)； 13—节气门控制组件(J338)； 14—2号爆震传感器(G66)； 15—转速传感器(G28)； 16—进气温度传感器(G72)； 17—点火线圈(N152)； 18—1号爆震传感器(G61)

Motronic电控燃油喷射系统(以下简称M3.8.2系统)采用热膜式空气流量计检测发动机进气流量，可直接反映发动机负荷。AJR型发动机的曲轴上装有1个60齿的信号触发轮，用于产生曲轴转角信号。M3.8.2系统能依据进气流量信号和曲轴转角信号准确地控制发动机混合气空燃比和点火时间，从而极大地降低汽车排气污染。M3.8.2系统采用了燃油蒸气控制回收系统(AKF系统)，碳罐电磁阀线束插接器的位置如图313所示。AJR型发动机上装有两个爆震传感器，使ECU能更有效地识别各个汽缸的爆震燃烧，迅速调整点火时间，保护发动机免受劣质燃油引起的强烈爆震的损害。采用两个点火线圈，即使用了双火花点火系统。转速传感器、1号爆震传感器、氧传感器安装位置如图314所示。

图313碳罐电磁阀线束插接器

图314转速传感器、1号爆震传感器、氧传感器安装位置

1—转速传感器插头(灰色)； 2—1号爆震传感器插头(白色)； 3—氧传感器插头(黑色)

空气经过空气滤清器滤清后，经节气门体进入进气总管，并由歧管分配给各缸。进气量传感器装在进气管路上，用于检测进气量的多少，并将它以电信号的形式输送至发动机控制模块ECU。电控发动机的控制系统由控制中心ECU和大量的传感器和执行器组成。这些传感器用来监测发动机的工况和反馈控制结果，而执行器则用来执行ECU的控制指令。换言之，在发动机工作时，控制模块ECU根据各传感器传送过来的发动机工况信息，计算出的控制值，来指挥喷油器、点火器、怠速机构等执行器产生动作，以使发动机工作在状态下。M3.8.2系统电路如图315所示。2. 燃油系统的元件(1) 电动燃油泵电动燃油泵的功能是用来提供具有一定压力的燃油。电动燃油泵有多种类型，但无论是哪种类型，其结构上都具有防止燃油倒流的出油单向阀(止回阀)。如果此阀密封不良，将会造成油路系统残余油压下降过快，发动机的热起动性能下降。在诊断维修时应加以考虑。对于电动燃油泵的控制，只有在发动机运转时，油泵才工作。若发动机没有转动，即使点火开关处于接通状态，出于安全考虑也不要让油泵长期工作。通常只有在点火开关由OFF转到ON位置时，发动机控制模块ECM会接通油泵电路2～3s，如果没有再接收到转速信号，油泵电路将被切断。有的发动机为了降低功率消耗和延长燃油泵的使用寿命，还根据发动机的负荷和转速等情况对燃油泵的转速进行控制。在对燃油泵进行检查时，要考虑以下两个方面。① 电器性能： 燃油泵的电阻、外部控制电路。② 机械性能： 泵油流量、机械磨损(有振动噪声)、出油单向阀的密封性。(2) 燃油压力调节器燃油压力调节器的功能是将燃油系统中的压力调节到规定的值或规定的范围，多为利用进气歧管的真空度来调节。当系统内的压力过高时，它负责使过多的燃油流回油箱。(3) 喷油器从检测维修的角度来讲，喷油器有高阻值型和低阻值型之分。高阻值型喷油器电磁线圈的阻值通常为12～17Ω，在作故障诊断时可以直接连接到12V电源上。而低阻值型喷油器电磁线圈的阻值通常只有2～3Ω，在连接到12V电源时，必须串联一个限流电阻，以防止烧坏喷油器。除常见的电气故障外，喷油器脏堵和泄漏也经常发生。喷油器的脏堵故障会造成循环喷油量明显减少。由于我国的燃油品质不是很高，所以应定期清洗和更换喷油器。如果燃油系统装有冷起动喷油器，应确保它与主喷油器一起得到清洗。常用随车清洗器或超声波清洗仪对喷油器进行清洗。如果没有上述仪器设备，也可以给喷油器接12V电源(注意通电电流不可过大)，同时用压力为0.3MPa的清洁高压空气逆向吹喷油器来完成清洗工作。喷油器的泄漏故障会造成混合气过浓，导致发动机出现诸如起动困难、怠速不稳、动力不足、排气冒黑烟等一系列故障症状。出现泄漏的喷油器，必须更换。此外，作故障诊断时还要测试喷油器的喷射锥角(雾化情况)和在一定时间内的喷油量。

3. 进、排气系统的元件电控发动机的进、排气系统可能包含诸如废气再循环、油箱蒸发排放控制、增压、三元催化转换器以及二次空气喷射等装置和电控可变配气机构，而这些装置脏堵或泄漏，也会引起发动机的起动故障。4. 电子控制部分的元件(1) 发动机控制模块ECUECU是电控系统的控制中枢，负责收集和处理各输入、输出信号，并计算出控制值去驱动执行元件。ECU是高可靠性的电子元件，故障率极低。(2) 起动信号起动信号主要用于冷起动加浓。起动信号一般取自起动机电源(在配置自动变速器的车辆上，它还受空挡起动开关控制)，如图316所示。当起动开关接通时，ECU检测到起动信号后，认为发动机处于起动状态而增加喷油量。

图316起动信号电路

有些发动机管理系统中，取消了专用的起动信号线，由ECU根据点火开关和曲轴转速信号确定起动状态。(3) 曲轴位置与转速传感器曲轴位置与转速传感器用来检测曲轴的位置和转速，其信号作为ECU对喷油控制、点火控制、怠速控制和EGR控制的主要控制依据。曲轴位置与转速传感器通常安装在分电器轴或曲轴上，主要有磁感应式、霍尔效应式以及光电式等。磁感应式传感器利用电磁感应现象工作，输出交变的脉冲信号。在检查这类传感器时，不仅要测量电磁线圈的阻值，还应检查传感器间隙以及有无触发轮齿损伤等。霍尔效应式传感器是利用霍尔效应原理工作的，输出矩形方波信号。这类传感器需要加电后才能工作，在故障诊断时需注意。光电式传感器利用光电效应工作，输出的也是矩形方波信号。这类传感器也是在加电后才能工作，在故障诊断时需注意。(4) 凸轮轴位置传感器凸轮轴位置传感器向ECM提供凸轮轴位置信息，可用作点火控制和顺序喷射控制的判缸(汽缸判别)信号。它通常安装在分电器轴或凸轮轴上。根据结构原理的不同，它也有磁感应式、光电式和霍尔式等。如果凸轮轴位置传感器的信号和曲轴位置与转速传感器的信号不同步，也可能会出现起动困难甚至不能起动的现象。(5) 空气流量信号或进气管压力信号发动机起动时，空气流量信号或进气管压力信号不被响应，因此它们通常与起动故障无关。(6) 冷却液温度传感器冷却液温度传感器用来检测冷却液的温度，作为ECU判别发动机热状态的依据，通常安装在发动机冷却液通路上。多数汽车上的冷却液温度传感器采用负温度系数的热敏电阻，其特性为水温越高，电阻的阻值越小。冷却液温度传感器的结构、特性曲线以及与ECU的连接电路如图317所示。

图317冷却液温度传感器的结构、输出特性与电路连接

冷却液温度传感器与ECM中的电阻串联。当水温下降时，热敏电阻的阻值变大，ECT端信号电压上升。ECM根据这个信号，控制喷油器增加喷油量以加浓混合气。早期的发动机管理系统在冷却液温度传感器出现故障时，以20℃作为应急控制温度。因此，该传感器出现故障时，冷起动正常而热起动困难，发动机起动暖机后排气冒黑烟。现代的发动机管理系统则以 80℃作为应急控制温度，因此该传感器出现故障时，热启动正常而冷起动困难。(7) 节气门位置传感器节气门位置传感器提供节气门开度的信号。通常在起动时，节气门是关闭的，该传感器输出节气门关闭(或小开度)信号。而如果在起动时该传感器输出大的开度(或全开)信号，ECM将会减少喷油时间甚至不喷油。在作故障诊断时，应注意这一点。5. 点火系统计算机控制的点火系统由相关传感器、控制计算机、点火线圈、分电器、高压导线和火花塞等元件组成。ECM根据相关传感器信息，确定通电时间和点火时刻，并向点火执行元件(点火器或点火线圈)输出控制指令，接通或切断点火线圈的初级电路。当初级电路接通时，点火线圈开始充电； 当初级电路断开时，在次级绕组中产生用来点火的高压电。计算机控制的点火系统工作原理简图如图318所示。

图318计算机控制的点火系统工作原理简图

点火系统依靠凸轮轴位置和曲轴位置信号作为点火触发信号，其他传感器信号只作为修正点火正时信号。因此当点火系统没有火花时，要重点检查凸轮轴位置和曲轴位置两个传感器。6. 电控发动机的起动控制(1) 起动时喷射时间的控制ECU根据起动装置的开关信号或曲轴转速(如 400r／min以下)信号，来判定发动机处于起动工况。由于起动时的转速波动较大，进气量难以精确计量，所以，起动时ECU一般不根据进气量来计算喷射时间。起动时的燃油喷射时间主要取决于水温、起动时的转速以及起动时间等。一般情况下，起动喷油时间由冷却液温度决定，水温越低，喷射的时间越长。一旦超过起动终端转速(该速度取决于发动机的温度)，就认为发动机已经起动了。有时，ECM还需要根据电源电压的高低，对起动时的燃油喷射时间进行修正。实现起动加浓的具体方式有以下几种： 一种是利用冷起动喷油器和温度时间开关，在冷起动时向进气总管内喷入附加燃油； 另一种是由ECM直接控制喷油器，在冷起动时延长喷射时间(或者提高喷射压力)； 还有一种是在起动时，在同步喷射的基础上增加异步喷射。如果起动时燃油过多，发动机将难以起动，为此，一些系统设有清除溢油功能。在起动的同时踩下加速踏板，使节气门开度在80％～100％，ECM会控制供给稀混合气，以消除燃油过多现象，直到曲轴转速达到规定值(例如 400r／min)。目前，更多的系统在起动时如果节气门开度超过80％，根本不喷油，其目的也是为了清除溢油。(2) 起动时的点火时刻控制在起动时，常使用固定的点火提前角进行点火控制，该固定的点火提前角由ECM中的备用 IC设定。还有一些管理系统在发动机起动时，由 ECM按照 ROM中的程序控制点火提前角，该点火提前角是曲轴转速和温度的函数。例如NISSAN公司生产的发动机，当水温在0℃以上起动时，其点火提前角为压缩上止点前16°，而当水温在0℃以下时，根据水温的降低值适当地增加点火提前角； 当起动转速低于 100r／min时，为了可靠点火，点火提前角减小，其值为： 平常起动时的点火提前角×起动转速/100(3) 怠速控制执行机构的起动位置(起动空气流量)在怠速由节气门开度所决定的系统(节气门直动式怠速控制系统)中，发动机起动时，ECU通常要驱动节气门电动机使节气门稍稍打开一个角度，来控制起动空气量。使用怠速步进电机的怠速控制系统，通常在起动时使步进电机由极限位置(或小步数)转动到由水温决定的位置，来控制起动空气量。使用转阀的怠速控制系统，其起动位置也由ECM来确定。二、 故障检测与诊断1. 发动机不能起动(1) 故障现象发动机在有或无着火征兆的情况下，不能起动。(2) 故障的检测诊断与处理发动机不能起动的故障有两种现象，其可能原因及处理方法分别见表311和表312。

表311发动机不能起动且无着火征兆的故障分析与处理

故障现象故 障 原 因诊断与排除
起动发动机时，起动转速正常，但发动机不能起动，且无着火征兆

点火系统不点火或火花弱
低压电路工作不良检查配线、熔断器、插接器、点火开关点火线圈工作不良检查点火线圈有无断路、短路、搭铁点火器工作不良检查点火器内部元件及电路的技术状况高压线路工作不良检查高压电路有无破损、短路、断路分火头、分电器盖工作不良检查分火头、分电器盖是否漏电火花塞工作不良检查火花塞是否烧损、积炭及火花塞间隙曲轴位置传感器工作不良
检查传感器配线、插接器是否正常检查曲轴位置传感器的技术状况

输油部分工作不良

油箱无油或供油不畅检查油箱存油，油箱盖是否畅通输油管路堵塞或漏气检查油管有无破损、接头是否松动汽油滤清器堵塞检查清洗或更换汽油滤清器汽油泵不工作或工作不良
检查汽油泵配线、插接器是否正常
检查继电器、电动机有无断路、短路
检查安全阀、单向阀是否失效

油压调节器工作不良检查膜片、弹簧及密封件的技术状况

喷油器工作不良
喷油器线路接触不良检查配线、熔断器、插接器是否正常
电磁阀工作不良检查电磁线圈有无短路、断路喷油器技术状况不良检查喷油器喷嘴、喷油器弹簧喷油器控制信号不正常检查ECU插接器及工作参数
进气系统工作不良
空气滤清器堵塞检查清洗或更换空气滤芯
进气软管堵塞或漏气检查进气软管有无破损，连接是否可靠
进气歧管、汽缸垫密封不良检查进气歧管、汽缸垫是否漏气
废气循环阀工作不良
检查配线、插接器是否正常
检查废气循环阀的技术状况

汽缸压缩不良

缸盖与缸体不密封检查汽缸垫是否漏气进气歧管与缸体不密封检查进气歧管是否漏气气门与气门座不密封检查汽缸压力活塞与缸套配合间隙过大检查汽缸压力