进排气系统的检测项目及分析

学习领域3　现代汽车进排气系统故障诊断

【学习情景描述】

2010年8月中旬，一品牌轿车车主致电四川广元4S店，车辆加油后行驶约20km，停车休息约30min后，重新启动车辆，无法着车。救援车辆将车拖至4S店后，经检查车辆供油、点火正常，就是不能着车。经过再次检车，发现电子节气门体叶片不能正常打开。经查，电子节气门体驱动电机电源仅6V左右。最后确认故障源是电子油门踏板和电子节气门驱动电机的电源线存在短路（电子油门踏板2号5V电源正极和电子节气门体驱动电机12V电源的负极短路），遂排除此故障，启动车辆，仍然不能正常着车。经奇瑞专用解码仪读取ECU故障代码为电子节气门体自学习条件不满足，分析电路发现，主继电器输出电源经过一个10A保险，为ECU的44，45，63管脚提供自学习电源。经查发现该保险片的接触片破裂导致接触不良。更换保险片后，电控系统无任何故障代码。继续启动车辆，仍然不能着车。更换所有电喷件，车辆同样无法着车。检查发动机的缸压、油压均正常。卸下一个火花塞后，车辆正常着车，但在该火花塞安装孔对应的汽缸处有很浓的尾气味。随后怀疑是排气系统故障，于是装复火花塞，将排气管与三元催化器连接螺栓松脱，启动车辆，正常着车且车辆工作平稳。最后检查三元催化器，发现三元催化器已经出现焦质堵塞。更换三元催化器后，车辆工作完全正常。

【学习目标描述】

1.能通过车辆的维修手册和厂家的技术支持排除车辆进气系统常见故障。

2.能够掌握汽车进气系统的基本结构和进气系统各部件的检测方法。

3.能熟练分析汽车进气系统常见故障的成因并提出可行性维修方案。

【学习内容描述】

1.能够正确把握现代汽车进气系统的单元电路。

2.能够正确掌握现代汽车进气系统的主要检测检修项目及内容。

3.能够正确使用和保养汽车检测的相关设备。

【学习条件】

1.各类实训教学用车6台、可供检车的丰田8A发动机运行台架6台。

2.汽车进气系统各零部件及相应的工作电路图册6套。

3.汽车综合分析仪一台，汽车解码器6套、相关的检测维修工具套装6套。

4.相应车型的维修手册、技术资料等。

任务3.1　现代汽车进排气系统检修项目实施

3.1.1　空气滤清器的检测与使用维护

空气滤清器是净化进入汽缸的空气的装置，主要用于滤除车辆使用环境空气中的尘土等其他悬浮物，以减小对缸孔、活塞和活塞环磨损的影响。在实际工程应用与使用维护中，必须注意以下项目：

①生产过程中，空气滤清器的滤清效率和进气阻力必须在空气滤清器专用测试台架上进行测试。

②车辆实际使用过程中，空气滤清器的故障一般表现为滤芯堵塞。空气滤清器堵塞，应及时拆下滤芯，按照以下方法进行检修：

a.在检修空气滤清器滤芯时，应注意滤芯内、外表面颜色的变化。

b.使用过的滤芯，接触大气一面的外表面因沉积了尘土，颜色呈灰黑色；而面向进气道一面的滤纸内表面仍应呈现本色。若滤芯外表面的灰尘清除后，滤纸的本色能够显露出来，则滤芯可继续使用。

c.当滤芯外表面经过清除灰尘后，其滤纸本色不再显现，或滤纸内表面颜色发暗，则此滤芯必须更换。

③当空气滤清器滤芯发生堵塞，发动机的实际进气量将小于发动机所需要的进气量，发动机的工作将出现异常，故障现象如下：

a.轰鸣声发闷，加速迟缓（进气量不足导致汽缸压力不足）。

b.工作无力（进气量不足导致不能完全燃烧）。

c.加速时排气烟度变浓（进气量不足导致燃烧不完全）。

3.1.2　空气计量装置检修

（1）叶片式空气流量计

1）叶片式空气流量计基本结构

叶片式空气流量计又称风门式、翼片式或活门式空气流量计，主要由测量叶片、缓冲片、阻尼室、回位弹簧、电位计、旁通气道等组成，此外还包括怠速调整螺钉、燃油泵开关及进气温度传感器等，如图3.1（a）所示。

2）叶片式空气流量计故障模式分析

叶片式空气流量计常见故障有叶片总成摆动、卡滞、电位计的活动触点接触不良、燃油泵触点接触不良。当空气流量计出现故障时，通常汽车表现为以下故障现象：

①关闭点火钥匙后，发动机冷却风扇将会高速运转一段时间（约60s）。

②车辆可以成功启动，但车辆的驾驶性、加速性都会变差。

叶片式空气流量计机械故障可用手拨动叶片进行检查，如叶片摆动平稳且无破损和卡滞，说明机械部件良好。

由于叶片式空气流量计电路为纯电阻电路，因此无论在车上或拆下，其电器部件的技术状态均可用万用表检测，将各端子之间的阻值与维修手册提供的标准阻值进行比较后，即可判断是否有故障。叶片式空气流量计的电路图如图3.1（b）所示。

图3.1　叶片式空气流量计及其工作电路

1—进气温度传感器；2—回位弹簧；3—阻尼腔室；4—电位计；5—接线插头；6—缓冲叶片；7—怠速调整螺钉；8—旁通气道；9—测量叶片

3）叶片式空气流量计检测项目

①元件检测

a.关闭点火开关，拔下空气流量计与ECU连接线插头，测量如图3.1（b）所示空气流量计各端子之间的阻值。

b.当叶片不转动时，FC与E1端子之间不导通；用手稍拨动叶片后，FC与E1之间导通（阻值0Ω），说明燃油泵开关正常，否则燃油泵开关损坏。

c.检测VC与E2端子之间的电阻值。

d.检测VS与E2端子之间的电阻值。

e.检测THA与E2端子之间的电阻值（THA为进气温度传感器信号端子）。

上述各端子之间的电阻值，应当符合相应车型的标准阻值。

②随车检测

a.接通点火开关，但不启动发动机。

b.测量ECU连接器相应端子间的电压，应符合该车型发动机管理系统（EMS）的规定值。

c.若不符合规定值，还应检查ECU与空气流量计之间的导线，若导线正常，则应检查或更换ECU。

（2）卡门旋涡式空气流量计

如图3.2所示为卡门空气流量计电路原理图。其采用的检测方式是反光镜检测方式。

1）元件检测

拔下空气流量计插接器插头，测量THA与Ez端子之间的电阻值。0℃时为4～7kΩ；20℃时为2～3kΩ；40℃时为0.9～1.3kΩ。若不符合要求，则应更换流量计。

2）随车检测

①接通点火开关，但不启动发动机。

②测量ECU插接器KS与E2端子之间的电压应为4～6V。

③发动机运转时，KS与E2端子之间的电压应为2～4V，进气量越大，电压越高。

图3.2　卡门漩涡式空气流量计及其工作电路

1—整流栅；2—涡流发生器；3—旋涡稳定板；4.超声波信号发生器；5—超声波发生器；6—气流出口（通往发动机）；7—卡门旋涡；8—超声波接收器；9—与涡流数对应的疏密声波；
10—整形放大电路；11—旁通通路；12—通往计算机；13—整形后脉冲

④检测ECU插接器VC与E2端子之间的电压应为4～6V，否则应检测ECU与空气流量计之间的导线，若导线正常，则应检查或更换ECU。

（3）热线式或热膜式空气流量计

热线式或热膜式空气流量计结构和工作电路如图3.3所示。

图3.3　热线式空气流量计及其工作电路

A—混合集成电路；RH—热线电阻；RK—温度补偿电阻；RA—精密电阻；RB—电桥电阻

1）元件检测

①如图3.3（c）所示，将蓄电池的电压加于D与E端子之间，测量B与D端子之间的电压应为2～4V。

②送风通过空气流量计时，B与D端子之间的电压应在1～1.5V变化。若所测电压不正常，则应更换流量计。

2）随车检测

①接通点火开关，但不启动发动机。

②测量E与D端子之间电压应有12V。

③若无电压，再测量E与C端子之间的电压，若测量值为12V，则说明D端子搭铁不良，应检查D端子与ECCS之间的导线或ECCS的搭铁线是否搭铁。

④测量B与D端子之间的电压应为2～4V。

⑤启动发动机，测量B与D端子之间的电压应在1～1.5V变化。

⑥使发动机冷却液温度上升至60℃以上，发动机转速超过1500r/min，然后用电压表测量F与D端子之间的电压。当关闭点火开关，电压应回0，并在5s后又跳跃上升，1s后再次回0，则自清控制信号正常。

（4）进气压力传感器的检修

在D型EFI系统中，采用速度密度方式检测进气量，利用进气压力传感器来间接地测量发动机吸入的空气量。一般来说，由于进气压力传感器结构和测量原理的要求，进气压力传感器安装在振动较小的位置，用一根橡胶管与进气总管相连作为取气管。进气压力传感器及其工作电路如图3.4所示。

图3.4　进气压力传感器及其工作电路

进气压力传感器可以按照以下步骤进行检修：

①拔下传感器插头，打开点火开关，测量插头上VCC端子与E2端子之间的电压，应为4.5～5.5V。若无电压，则应检查ECU上相应端子的电压。若ECU相应端子上电压正常，则为ECU至传感器之间线路故障；若无电压，则为ECU故障。

②插回插头，拆下传感器上的软管，打开点火开关，测量ECU连接器上PIM与E2端子间的大气压下输出的电压，应符合相应车型的要求。

③对传感器施以13.3～66.7kPa的负压（真空度），测量ECU连接器上PIM与E2间的电压变化，应符合相应车型的要求。

（5）进气温度传感器的检修

进气温度传感器通常采用热敏电阻检测进气温度。无论D型EFI系统，还是叶片式或卡门旋涡式空气流量计的L型EFI系统，均应考虑空气密度对实际进气量的影响。空气密度是随空气温度和压力而变化的。进气温度传感器的作用就是检测进气温度，并将检测结果送至ECU，以便根据温度的变化进行喷油量的修正，获得最佳空燃比。

D型EFI系统中进气温度传感器一般安装在空气滤清器壳体或进气总管上，而L型EFI系统中进气温度传感器一般安装在空气流量计内。进气温度传感器及其工作电路如图3.5所示。进气温度传感器可以按照以下步骤进行检测：

图3.5　进气温度传感器及其工作电路图

1）元件检测

拆下传感器，测量传感器THA端子与E2端子之间在不同温度下的电阻值，应符合相应车型的技术要求。

2）随车检测

①接通点火开关，但不启动发动机。

②拔下传感器插头，测量THA端子与E2端子之间的电压，应为5V。若无电压，则检查ECU连接器上THA端子与E2端子之间的电压，若为5V则为ECU与传感器之间的线路故障，否则为ECU故障。

③插回插头，启动发动机，测量传感器THA端子与E2端子之间在不同温度下的电压，应在0.5～4V变化，温度越低电压越高，温度越高电压越低。

（6）进气温度压力传感器的检修

随着技术的发展，在D型EFI系统中，进气温度传感器和进气压力传感器集成在一起为进气温度压力传感器。进气温度压力传感器一般安装在进气总管或进气歧管上。安装在进气歧管上的进气温度压力传感器同时具有判定发动机的工作缸的功能。

如图3.6所示为某轿车上进气温度压力传感器及其电路图。其中，E2为5V电源（正），E1为5V电源（负）。该传感器的检修步骤如下：

1）检查ECU端子E2的工作电压

①点火开关转至ON位置。

②测量ECU连接器端子E2和E1之间的电压，应为4.44～4.60V。否则为ECU故障。

2）检查ECU端子PIM电压

①点火开关转至ON位置。

②测量ECU连接器端子PIM与E1之间的电压，应为3.4～3.8V。否则为ECU故障。

图3.6　某轿车进气温度压力传感器及其电路图

3）检查ECU端子THA电压

测量ECU连接器端子THA与E1之间的电压，当进气温度为20℃时，电压为0.5～3.4V；当进气温度为60℃时，电压为0.2～1.0V。若正常，则为ECU故障；若不正常则进行下一步检查。

4）检查线束和连接器

①脱开ECU连接器与进气温度压力传感器。

②分别测量ECU连接器和传感器上4个端子的电阻，其阻值不应大于1Ω。

③分别测量ECU连接器上4个端子和车身搭铁之间的电阻，其值应不小于1MΩ。如不正常，修理或更换线束或连接器；如正常，则更换进气温度压力传感器。

（7）机械节气门阀体的检修

机械节气门阀体一般安装在进气总管入口处。如图3.7所示为某轿车的节气门体外形结构。它一般由机械节气门阀体及其叶片、节气门位置传感器、怠速控制阀和怠速调整螺钉等组成。

图3.7　某轿车的节气门体及其电器元件工作电路

1）节气门位置传感器检修

节气门位置传感器安装在节气门体上，与节气门轴同轴设置。它将节气门打开的角度转换成电压信号输送到ECU，以便在节气门不同开度时控制喷油量。

①单体检测。借助数字万用表测量节气门位置传感器管脚2，3，4，每两个管脚之间的电阻应符合使用说明书规定的要求，且在旋转节气门位置传感器转动轴时，电阻值应不断变化。

②随车检测。给节气门位置传感器管脚2和4通以5V工作电源，在传感器输出管脚3上使用数字万用表应能检测到0～4.8V电压，且随转动轴转动，电压随之线性变化。

③节气门位置传感器出现故障，车辆通常表现为加速无力，典型车辆无法着车。

2）步进电机怠速控制机构检修

随着电子技术的不断发展，现代汽车在进气控制方面不断发生着飞跃变化。为了实现对汽车怠速的控制，在怠速控制上，现代汽车多采用步进电机式怠速控制和怠速控制阀控制等方式进行。

①步进电机怠速控制

步进电机式怠速控制阀由永久磁铁的转子、励磁绕组的定子和把旋转运动转换成直线运动的丝杠及阀门等组成。其结构如图3.8所示。其工作电路如图3.7（b）所示。

图3.8　步进电机

步进电机式怠速控制阀通常有2～4组电磁线圈，其电阻为10～30Ω。其工作过程如下：

a.点火开关接通，步进电机的两组磁化线圈立即进入自学习状态，检查旁通空气道开度。

b.在正常工作过程中，ECU根据发动机负荷状况和发动机工作状态，不断调节旁通空气道的截面积，以调整各个工况下的进气量。

②步进电机的检测。步进电机的检测可以按照以下步骤进行：

a.单体检测。使用数字万用表测量图3.7（b）中的步进电机管脚1和管脚3、管脚2和管脚4之间的电阻值。如果电阻值为0或无穷大，则步进电机线圈故障，需更换步进电机。

b.步进电机工作状态检测。通过发动机ECU对步进电机按图3.7（b）所示，在步进电机管脚1和管脚3、管脚2和管脚4之间通过ECU施加电源，电机应转动，阀芯应随之移动；当电源按相反的顺序接至各线圈时，阀芯应随之向相反的方向移动。否则，因更换步进电机或检测控制线路。

③节气门体自学习

在更换节气门体总成后，一般都需要进行此操作。对于中低端车型，多数车辆可以通过完全踩下油门，接通点火开关电源在15s中来完成节气门体的初始化。对于高档车型，其初始化往往需要借助专用解码仪并按照维修手册的步骤进行。

3）机械节气门阀体开度的检修

对于机械节气门阀体，随车检测时，拆下机械节气门阀体前端的进气导管，通过完全踩下油门踏板，查看机械节气门体叶片的开度是否全开，节气门拉索有无卡滞，并进行修复。

（8）电子油门踏板及其传感器的检测

为了实现对汽车操控性能的控制，以便为驾驶人员提供更好的舒适性，现代汽车对节气门和油门采用了更为先进的电子控制技术。对节气门实行电子控制，其控制策略中省去了怠速空气控制机构，从而采用油门踏板的电子控制技术和节气门的电子控制技术。其怠速控制完全由油门控制。电子油门踏板和电子节气门体结构如下所述：

1）电子油门踏板的结构与工作原理

电子油门踏板及其工作电路如图3.9所示。其内部由为两个差动式的变阻器组成的桥式电路构成。本书借助奇瑞A3进取型轿车的进气系统控制方案进行分析。

传感器内部两个电位计采用的独立电源和独立地线，主要是保证当一个传感器损坏后，另外一个还可以使用，但是，发动机系统进入故障模式运行，电控系统采用限制性驾驶措施。传感器的工作电压为5V。引起电子油门踏板发生故障多数为以下原因：

传感器线路断路、传感器内部电阻有断点、5V电源对地短路和不正确安装。发生以上故障时，车辆通常表现为发动机故障指示灯亮、加速无力、发动机转速受限。电子油门踏板正常工作时输出电压特性如图3.10所示。

图3.9　电子油门踏板及其工作电路

图3.10　电子油门踏板输出特性

2）电子油门踏板检修

通常，对于电子油门踏板故障出现时，可以采用以下方法进行检测：

①打开点火开关，不启动车辆，不踩加速踏板时，传感器APP1，APP2输出电压信号分别为APP1∶0.72～0.74V；APP2∶0.36～0.37V。

②点火开关打开，不启动车辆，加速踏板踩至底，传感器APP1，APP2输出电压信号分别为APP1∶3.95V；APP2∶1.97V。

③单体检测（电阻检测）。按照图3.9（b）所示，借助数字万用表电阻挡分别检测管脚2、管脚3、管脚4相互之间的电阻值，并通过完全踩下和完全释放电子油门踏板，查看其电阻值与使用说明书的符合程度。如电阻值与使用说明书不相符且差异非常大，则须更换电子油门踏板总成。

④按照与③一样的方法，检测管脚1、管脚5、管脚6相互之间的电阻值并作出判断。

如果检测数据不符合要求，则为传感器损坏，须更换电子油门踏板。当然，可采用滑动变阻器的类似检测方案进行检测。

注意：在更换ECU、维修更换电子油门踏板传感器、ECU刷新数据等情况后，需要进行初始化操作。简捷的方法：点火钥匙关闭，不踩油门踏板，打开点火开关，然后将油门踏板踩到底，并维持15s左右。最后松开油门踏板并启动发动机。

（9）电子节气门体检测

1）电子节气门体结构与工作原理

电子节气门体的结构及其工作电路如图3.11所示。本书以博世汽车电子技术公司的电子节气门体及其应用为例来分析电子节气门体的工作与检修。

图3.11　电子节气门体的结构及其工作电路

1，4—节气门控制执行电机；2—节气门位置传感器接地（电子地）；3—节气门位置传感器5V电源；5—节气门位置传感器1信号输出；6—节气门位置传感器2信号输出

电子节气门体主要由节气门体、节气门叶片驱动电机和节气门位置传感器组成。电子节气门体通过电子油门踏板传感器的信号来调整发动机的负荷。通过一个直流电机来控制节气门的开度。节气门开度的反馈信号与直流电动机的位置由两个集成在节气门体内的电位计检测并提供给发动机ECU。两个电位计的滑动片都直接与节气门体叶片轴杆连接在一起。其中，一个电位计检测输出叶片正转的位置信号，另一电位计检测输出叶片反转的位置信号。但两个信号的绝对值相同。

2）电子节气门体检修

电子节气门体出现故障，通常车辆表征为加速不良、怠速不稳或不能正常着车等。对于电子节气门体故障，通常采用以下方法进行检测：

①检查节气门叶片工作情况

A.节气门叶片零位自学习功能检测

接通点火开关，不踩油门踏板，查看叶片工作情况。正常情况是节气门瞬间迅速关闭，然后打开一定角度。如果没有此过程，多数为电路故障中自学习条件不满足的故障。在博世汽车电子技术产品中，为主继电器输出给发动机ECU的条件缺失（线路故障或ECU此模块烧毁）。发生此故障时，车辆可以瞬间着车，着车后发抖并迅速熄火。

B.节气门叶片驱动电机工作情况检测

接通点火开关，缓慢踩下电子油门踏板直至完全踩下，节气门叶片应逆时针逐渐开启直至全开；松开电子油门踏板，节气门应逐渐关闭，但当完全松开电子油门踏板后，节气门应有3%左右的开启间隙。没有此过程，则多数为线路故障，多数表现为车辆怠速不稳、无怠速或加速不良等。应使用数字万用表或示波器检测图3.11（b）中的4—65，1—66之间的导通情况和驱动电机的工作电压（工作电压为蓄电池正常端电压）。

②检查节气门位置传感器工作状况

a.使用数字万用表检测图3.11（b）管脚2和管脚3之间的电阻，常温下为2kΩ±20%。

b.使用数字万用表检测图3.11（b）管脚2和管脚5之间的电阻，转动节气门，其电阻值随节气门打开而线性变化；管脚3和管脚6之间的电阻值则随节气门关闭而线性变化。

c.连接上线束连接器，接通点火开关，不启动发动机，使用数字万用表测量图3.11（b）管脚2和管脚3之间，应有5V参考电压；管脚2和管脚5之间，节气门全闭时，其电压值为0.74V左右，节气门全开时，其电压值为4.24V左右。

③节气门位置传感器的仪器检测

a.接通点火开关，不启动车辆，连接上汽车解码仪，不踩电子油门踏板，P1，P2的输出电压信号为P1：0.74V，P2：4.24V。

b.接通点火开关，不启动车辆，连接上汽车解码仪，完全踩下电子油门踏板，P1，P2的输出电压信号为P1：4.62V，P2：0.72V。

3.1.3　排气系统及反馈控制系统检修

（1）氧传感器结构及闭环控制过程

在闭环控制过程中，当实际空燃比小于理论空燃比14.7（混合气过浓），氧传感器向ECU输出高电压信号（0.75～0.9V）。此时ECU将减小喷油量，使空燃比增大。当空燃比增大到理论空燃比14.7时，氧传感器输出的电压信号将突然下降至0.1V左右。此信号输入ECU后，ECU立即控制增加喷油量，空燃比又开始减小。当空燃比刚减小到理论空燃比14.7以下时，氧传感器输出信号又突然上升至0.75V以上，并将信号反馈给ECU，ECU又将减小喷油量。如此反复，就能将空燃比精确控制在理论空燃比14.7附近一个极小的范围内。

因此，对发动机运行闭环控制的实质就在于保持实际空燃比为14.7，需要以非理论空燃比运行的发动机工况都是采用开环控制的。下列工况即由ECU根据有关信号采用开环控制：

①怠速。

②节气门全开，大负荷。

③减速断油。

④启动发动机。

⑤发动机冷却水温度低或氧传感器未达到工作温度。

⑥氧传感器失效或导线发生故障。

氧传感器及反馈控制系统如有故障，发动机运转过程中“发动机故障”警告灯会点亮。读取故障代码时会得到氧传感器故障的代码。但需要注意的是除氧传感器损坏外，线路短路、断路或ECU内反馈控制电路有问题等也会显示同样的故障代码。因此需要进一步检查，以找出故障原因。下面以力帆丰顺微车的氧传感器与ECU的工作电路（见图3.12）来分析氧传感器的应用。

图3.12　氧传感器工作电路图

（2）氧传感器检测

1）氧传感器加热电阻检测

拔下氧传感器线束插头，测量氧传感器管脚1和管脚2之间的电阻应在9～12Ω。如不符合则应更换氧传感器。测量后，接好氧传感器线束插头，以便作进一步的检测。

2）氧传感器反馈电压测量

应连接好氧传感器线束插头，按图3.12从氧传感器4管脚处测量反馈电压，以确定氧传感器的工作状态。检测过程中，要求发动机预热到60℃，发动机工作在怠速或部分符合测量。闭环控制时，用示波器和发动机分析仪检测氧传感器的输出信号，其各种老化程度对应的波形如图3.13所示。若氧传感器失效，一般需要换件修理。

（3）三元催化器的检修

三元催化器常见的故障是堵塞，引起排气不畅，增加排气阻力，影响发动机性能。产生阻塞的可能原因有炭的积聚、污染、催化器芯熔化和陶瓷芯破裂等。

催化剂过热会加快其老化速度，使催化剂发生质的变化，完全丧失催化功能。为此，有的发动机安装了温度报警装置，以提醒驾驶员注意。催化剂失效的另一个因素是排气中铅化物、炭烟及焦油。因此，使用不符合车型要求的燃油也将更容易使催化剂失效。

采用废气分析仪精确测量排气中O2，CO2，CO及HC含量可判断三元催化器的好坏。若三元催化器发生故障，排气中HC，CO和NO化合物的含量将会升高。

可用数字温度计测试催化器的温度。将仪表探针放在催化器的进气口与出气口，以测量其温度。若工作正常，进气口温度应比出气口温度至少高38℃；若进气口与出气口的温度差值低于38℃，则表明该催化转化器工作不良，应将其更换或对其进行修理。

有的系统在催化器的下游加装了一个氧传感器，其目的是检监测三元催化器的工作。这一氧传感器信号被ECU用作修正喷油的依据。一旦催化器失效，自诊断系统将闪亮故障指示灯。用示波器或发动机分析仪测试上下游两个氧传感器的信号波形也可以检测催化器。三元催化器失效后，一般进行换件维修。

图3.13　氧传感器老化对反应速度的影响

（4）进排气系统的密封性检修

发动机进、排气系统的密封性将影响整车的性能、油耗和排放。对发动机进、排气系统的密封性检测，一般采用气密检测法。以力帆520轿车发动机进、排气系统气密检测为例介绍，如图3.14所示。

图3.14　力帆520轿车发动机进、排气系统气密检测

气密检测的操作步骤如下：

①用专用堵头堵塞发动机进气口和排气口。

②将气密检测仪的气管连接到废气嘴上。

③打开气密检测仪开关，并向发动机体内充入压力为200～210mbar的压缩空气，开始气密检测。

④根据检测结果和气密情况作为判定合格的依据，确定密封性是否合格。气密性标准值表见表3.1。

表3.1　气密性检测标准值校对表　

若泄漏量超过允许值，则可用刷子蘸洗涤液的稀释液刷可能发生泄漏的地方，找出泄漏处，再进行维修。

任务3.2　现代汽车进排气系统故障诊断与案例分析

3.2.1　排气系统常见问题及案例分析

汽车在使用过程中由于供油系统、点火系统等的故障，发动机过热、回火，造成三元催化转化器载体烧结、剥落，排气阻力增大。

由于燃油或润滑油使用原因，造成催化器中毒、活性下降，催化转化效率受到影响，三元催化器内产生硫、磷络合物和沉积物，进而使汽车性能恶化，造成动力性能下降、燃油消耗增加、排放恶化等。

以上是汽车排气系统常见故障。为分析问题方便，本书以故障案例进行分析。

案例 一辆夏利轿车行驶30000km后，发现踩下油门踏板，发动机转速升高缓慢，动力不足，排气烟度较浓。

故障诊断与排除：

根据车辆故障现象，基本可判定是由混合气过浓，燃烧不完全引起的。引起该故障的可能原因包括空气滤清器堵塞、排气不畅、进气温度压力传感器和节气门位置传感器故障等。通过诊断仪显示无故障，检查节气门体无卡滞，后打开空气滤清器壳体，发现空气滤清器内灰尘较多，可能滤芯已被堵塞。清洁滤芯后，发现滤芯颜色较暗，已不能显示出滤芯本色，更换滤芯，故障排除。

专家点评：

空气滤清器是净化进入汽缸的空气的装置，主要用于滤除车辆使用环境空气中的尘土等其他悬浮物，以减小对缸孔、活塞和活塞环磨损的影响。若长期使用而缺少保养，空气滤清器极易发生堵塞。空气滤清器堵塞后，当踩下油门踏板，增大节气门开度，发动机的实际进气量将小于发动机需要的进气量，使混合气变浓而燃烧不完全，因此造成动力不足，发动机转速升高缓慢，并且排气烟度变浓。因此，应根据车辆的实际使用环境，对空气滤清器及时进行清洗保养，以防止发生堵塞。一般来说，空滤器要求在每行驶10000km后更换1次。

3.2.2　进气系统常见问题及案例分析

现代汽车进气系统多采用电子控制，常见故障主要有怠速通道堵塞、怠速马达工作不良引起怠速不工作或工作状况不良；节气门有积炭、节气门位置传感器损坏及电子节气门体工作不正常等常见故障。

排除进气系统常见故障，首先要根据发动机故障指示灯的点亮情况对故障进行初步判断，确认故障在发动机机械部分还是电控部分，其次，利用专用检测设备（解码仪或综合分析仪）对发动机电控系统的数据流进行提取和分析，以进一步确认故障源所在。

案例1　一辆通用别克轿车行驶时动力不足，加速不良，检查发动机，怠速抖动严重，急加速时进气管回火。

故障诊断与排除：

首先检查并清洗空气滤清器和火花塞，故障依旧。后拆下空气滤清器，用手堵住节气门体的进口，以减小进气主通道的进气面积，使混合气变浓，结果怠速稳定，加速不再回火，这说明故障的直接原因是混合气过稀。考虑到空气流量计是影响空燃比的重要因素，于是拔下插头试验。拔下插头后，发动机怠速运转稳定，加速也有所好转。随即从节气门体上拆下空气流量计检查，热线未断，但热线上有积垢。清除积垢后复装试验，发动机运转正常，故障排除。

专家点评：

空气流量计的热线积垢后，传给ECU的电压信号便会失准。这是因为污染物会影响热辐射，使冷却效应降低。当空气流量增大时，热线温度降低缓慢，其电阻值的变化量也相应地减少，因而电桥电压和流过热线的电流不能相应地增加，以致传给ECU的信号电压偏低，造成混合气过稀。虽然热线式空气流量计都加装了烧净电路，每次停机时ECU会自动给热线高温加热，以烧掉热线上的污物和尘土，但由于使用的燃油品质低，进气管产生回火，使过多的杂质和积炭胶结在金属铂丝上，单靠净化装置难以清除。因此，必须拆下空气流量计直接喷洗保养，方能恢复正常功能。

案例2　一台力帆620轿车行驶10万km后，车子放开油门就熄火，而且在启动时也需要加油门才能着火。

故障诊断与排除：通过诊断仪读取显示无故障码。根据现象初步判断为无怠速故障，其可能原因：一是ECU怠速控制系统故障；二是怠速步进电机故障。调节节气门体上的怠速调节螺钉，故障依旧，车辆启动无明显改善。拆下怠速步进电机，发现积炭较严重，步进电机已被卡死，无法动作。更换怠速步进电机后，故障排除。

专家点评：

在发动机启动或处于怠速时，节气门为完全关闭状态，ECU通过控制怠速步进电机，调节节气门体的旁通道的流通面积为发动机提供所需的进气量。当怠速步进电机被积炭卡死，无法根据ECU命令进行动作，将旁通道完全封闭，无法为发动机提供所需的进气量，所以会出现无怠速的故障。

案例4　据一台丰田凯美瑞轿车车主反映，该车行驶时加速无力，最高车速只有60km/h。

故障诊断与排除：

通过读取故障码，显示进气温度压力传感器工作不良。用电压表检查该传感器电源电压为5V，属于正常范围，接地也可靠，但进气压力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。修好插头后，故障排除。

专家点评：

进气压力传感器的作用是将进气歧管内的真空度转换为电信号，其值因节气门开度的大小而变化。ECU则根据此值并结合其他因素改变喷油脉宽。在正常情况下，节气门开度较小时，进气歧管内真空度大，ECU控制喷油器减小喷油量；当节气门开度增大时，进气歧管真空度降低，ECU控制喷油器增加喷油量。若无进气压力信号输出，则ECU会自动运行备用程序，按照预先设置的固定值控制喷油器，使发动机维持运转。在此案例中，当进气压力信号中断后，便由ECU的这种功能维持发动机运转，从而导致汽车加速无力，车速达不到设计值。

案例5　据一台大众宝来轿车车主反映，该车运行在怠速时有游车现象，怠速不稳。

故障诊断与排除：

一般来说，怠速游车的可能原因包括：进气管路漏气，节气门位置传感器故障，怠速步进电机故障等。通过诊断仪显示无故障，检测怠速步进电机，动作正常，无卡滞，那么极有可能是在进气管路上有漏气现象。检查PCV阀及管路和真空管路均无漏气现象，后经气密检测，发现进气温度压力传感器的密封圈破损，存在漏气现象。更换密封圈，故障排除。

专家点评：

因为在怠速时进气歧管、真空管漏气，PCV，EGR，EVAP，AS阀关闭不严及怠速电磁阀发卡，都会造成怠速时进气量过大，而引起怠速过高，但由于此时未加速，IDL怠速触点处于闭合状态，ECU会根据IDL信号，切断发动机燃油而停止供油，造成发动机的转速迅速下降，当降至发动机怠速转速时，ECU又恢复燃油供给，发动机转速上升，因此造成发动机的转速忽高忽低。

任务3.3　进排气系统的检测项目及分析

（1）技术标准

在正常工作温度和标准状态下，发动机怠速运转时，进气歧管真空度符合原设计规定。其波动范围：六缸汽油机一般不超过3kPa，四缸汽油机一般不超过5kPa。大修竣工的四行程汽油机转速在500～600r/min时，以海平面为准，进气管负压应在57～70kPa范围内。

由于进气管的负压随着海拔高度的升高而降低，因此应根据所在地区海拔高度对测量值进行修正（一般海拔每升高1000m，负压将减少10kPa左右）。

（2）进气真空度定义

进气歧管负压（也称真空度）是进气歧管内的压力与大气压力的差值。发动机进气歧管负压的大小随汽缸活塞组零件的磨损而变化，并与气门组零件的技术状况、进气歧管的密封性以及点火系和供油系的调整有关。因此，检测进气歧管负压，可用来诊断发动机的多种故障。

（3）检测条件及方法

进气歧管负压用真空表检测，无须拆任何机件，而且快速简便，应用极广。一般发动机综合分析仪也具有进气歧管负压检测功能。测试时，要求在以下条件下进行：

①启动发动机，并使其以高于怠速的转速空转30min以上，使发动机达到正常工作温度60℃。

②将真空表软管接到进气歧管的测压孔上。

③变速器挂空挡，发动机怠速运转。

④在真空表上读取真空度读数。

（4）结果分析

①在海平面高度发动机怠速运转时，若真空表指针稳定在57～70kPa，表明汽缸密封性正常，海拔每升高500m，真空度应相应降低4～5kPa；密封性正常时如图3.15（a）所示（白色指针表示稳定，黑色指针表示漂移量）。

②怠速时，指针在50.66～67.55kPa有规律地摆动，表示气门黏滞或点火系统有故障，如图3.15（b）所示。

图3.15　进气真空度测试结果图

③当气门关闭时，指针有规律地迅速跌落10～16kPa，表明气门与导管卡滞，如图3.15 （c）所示。

④如果气门弹簧折断或弹力不足，发动机在500r/min左右运转，则真空表指针在33～74kPa迅速摆动。某一只气门弹簧折断，指针将相应地产生快速波动，如图3.15（d）所示。

⑤如果气门导管磨损松旷，则真空表读数较正常值低10～13kPa，且缓慢地在47～60kPa摆动，如图3.15（e）所示。

⑥如果活塞环磨损严重，则发动机转速升至2000r/min时，突然关闭节气门，真空表指针迅速跌落至6～16kPa；当节气门关闭时，指针不能回复到83kPa，如图3.15（f）所示。当迅速开启节气门时，指针低于6～16kPa，则活塞环工作良好。

⑦如果汽缸垫窜气，真空表读数会从正常值突然跌落至33kPa，当泄漏汽缸在工作行程时，指针又恢复正常值，如图3.15（g）所示。

⑧如果混合气过稀，则指针不规则跌落；如果混合气过浓，则指针缓慢摆动，如图3.15（h）所示。

⑨进气歧管漏气时，真空表指示值比正常值低10～30kPa；排气系统堵塞时，发动机转速升至2000r/min，突然关闭节气门，真空表指针从83kPa跌落至6kPa以下，并迅速回至正常，如图3.15（i）所示。

⑩如果点火过迟，则真空表指针稳定地指示在47～57kPa，如图3.15（j）所示。

如果气门开启过迟，则真空表指针稳定地指示在27～50kPa，如图3.15（k）所示。

如果火花塞电极间隙太小，则真空表指针缓慢地摆动在47～54kPa，如图3.15（l）所示。