模块十汽车电路及故障解析教材

1、模块十 汽车电路及故障解析模块十 汽车电路及故障解析 学习目标 1. 在掌握汽车电器的结构、功能与工 作原理的基础上全面掌握汽车电器故 障的综合分析 和相关处置技能; 2. 学习掌握汽车电器的主要检测与分 析方法,能够熟练使用检测设备; 3. 正确判读汽车电路,能够进行汽车 电器的基本检测工作。 10.1 10.1 概述 概述 汽车电路则是将越来越复杂的电气 系统按照它们各自的工作特性和相 互的内在联系,通过电力网络和数据 网络连接起来,构成的一个完整的供 电和用电系统。 10. 1. 110. 1. 1 汽车电气的线材及标识 汽车电气的线材及标识 在当今主流车型上,按其传输内容可 分为数据线和电力线两类;按其工作 电压则可分为低压导线和高压导线 两种类型;而低压导线又分为普通导 线、特种电缆两种类型。 1. 数据导线 2. 普通低压导线 (1)导线的线径 汽车电气系统中所用的导线线径均 在0. 5mm2 以上。 (2)导线的颜色和色标 其中线径在4mm2 以上的导线采用单色,而线径4mm2 以 下的导线均采用双色,搭铁线则均为黑色。 3. 特种电缆 (1)启动电缆 启动电缆用来连接蓄

2、电池与起动机开 关的主接线柱,截面有25mm2、 35mm2、50mm2,70mm2 等多种规格, 允许电流达1000A (2)蓄电池的搭铁电缆 这种电缆是由铜丝编织而成的扁形软 铜线,国产汽车常用的搭铁线长度有 300mm、450mm、600mm、760mm 四种规格。 (3)高压导线 高压导线用来传送高电压,高压导线分 为铜芯线和阻尼线2 种类型。 10. 1. 210. 1. 2 汽车电路图的释读 汽车电路图的释读 1. 汽车电路图 电路图是用图形符号按工作顺序或功能布 局绘制的,详细表示汽车电路的全部组成和 连接关系,不考虑实际位置的简图 2. 汽车电气线路图 线路图是根据电器设备在汽车上的实际安 装位置绘制的全车电路图或局部电路图。 3. 汽车电器位置图 汽车电器位置图用来表示汽车电器零件的 安装位置,便于维修时查找故障零件, 4. 汽车电气线束图 汽车电气线束图是表达汽车线束分布情况 的图形,线束图用来说明线束在车身上的安 装位置、搭铁点和线束插接器的基本情况 5. 车载网络拓扑图 车载网络拓扑图是由网络节点设备和通信 介质构成的网络结构图。 6. 全车电路图的识图 (1)

3、熟悉图注信息 (2)按回路释读 (3)熟悉开关的作用 10. 1. 310. 1. 3 普通电路故障的检测方法 普通电路故障的检测方法 1. 断路的检测 断路故障可以使用电压表、试灯、有源试灯 、欧姆表或借助跨接线来检测。 2. 短路的检测 可用欧姆表来检查部件的电阻,若有短路,则电 阻值低于规定值。注意,短路并不一定烧毁熔 断丝,要检查电流的大小。 3. 搭铁回路的检测 搭铁就是因绝缘材料破损,致使电流未到达负 载部件便流到搭铁点,为了确定电路是否在负 载之前搭铁短路,应拆下熔断丝,将试灯按照串 联方式接在熔断丝接点处。如果灯亮,则电路 是搭铁短路。 4. 额外电压降的检测 额外电压降是指加给负载部件的电压被电 路别的地方“吞噬”(或“吞噬”一部分),而不足 用于该负载部件。 当检测电路的搭铁回路时,负载部件的搭铁 端是电路的正极,而蓄电池的负极电桩是电 路的负极 。通常大于0. 1V 的电压降表明 在搭铁回路中存在接触电阻。 5. 汽车电路维修注意事项 电控网络线路的现代汽车上,不允许使用用“试火”这 种方法 拆卸蓄电池时,应先拆下负极电缆;装上蓄电池时,则 应最后连接负极电缆。

4、靠近振动部件(如发动机)的线束应用卡子固定,并将 松弛部分拉紧,以免由于振动造成线束与其他部件碰擦 ; 安装插接器时,应确保连接器连接牢靠。 在维修工作中,对电器和电子元器件应轻拿轻放,不 能粗暴对待;若工作时温度超过80(如进行焊接作业) 时,应先拆下对温度敏感的器件(如继电器、ECU 等) 。 焊接电子元件时,应使用恒温或功率小于75W 的电 烙铁。如无特殊说明,元件引脚距焊点应不小于10mm 。 检测小功率晶体管或电子控制单元和传感器等电子 设备时,一般使用高阻抗(内阻10k)的数字式万用表 。 10.2 10.2 汽车电路故障典型分析方法 汽车电路故障典型分析方法 10. 2. 1 故障代码分析在电路中的应用 故障代码所覆盖的内容,是ECU 直接控制的 输入和输出相关元件(如电动汽油泵的继电器) 信息。非直接控制的电控元件的信息,只能通过 现象来判断故障(如电动汽油泵)。因此,故障代 码和故障现象之间也存在着因果关系和非因果 关系。 (1)有故障代码却无故障现象车辆在运行中曾经 发生过轻微的、瞬时的偶发性间歇故障,很快又 恢复正常 (2)有故障现象却无故障代码 凡不受ECU 直

5、接控制的电子元件和机械元件 或直控元件,因未超出值域和时域范围的,有故 障现象,但无故障代码。 (3)线路有故障也不显示故障代码 ECU 并不是监测汽车上的每一条线路,而有 些线路即使发生相关故障,ECU 也不记录故 障代码。 (4)故障现象和故障代码的因果关系 10. 2. 210. 2. 2 数据流分析在电路中的应用 数据流分析在电路中的应用 数据流是电控单元对所控制的系统正运行的 控制状态的数量表现形式。在现代汽车维修 的过程中,对数据流的分析是解决汽车故障 的一个基本手段,也是判断汽车故障的必要 过程。 1.数据流常用分析方法 数据流分析方法有多种,常用的有:数值分析 法、时间分析法、因果分析法、关联分析法 和比较分析法等。 l(1)数值分析法 l数值分析就是对数据的数值变化规律和数值变化 范围进行分析,如转速、车速、故障检测仪读取 值与实际值的差异等。 l(2)时间分析法 l时间分析是对数据变化的频率和周期进行分析。 l(3)因果分析法 l因果分析是对相互联系的数据间响应情况和响应 速度进行分析。 l(4)关联分析法 l关联分析是对互为关联的数据间存在的比例关系 和对应关系进

6、行分析(指几个参数之间的逻辑关 系)。 l 5)比较分析法 l比较分析是对相同车型及系统在相同条件下的相 同数据组进行的对比分析。 l2. 数据流分析的一般步骤 l(1)有故障代码时 l在进行故障代码分析并确认有故障代码存在 时,一方面可以利用查看记录故障代码时的 冻结数据帧,确认故障代码发生时的车辆运 行工况,另一方面,可以直接找出与该故障代 码相关的各组数据进行分析,并根据故障代 码设定的条件,分析故障代码产生的原因 l(2)无故障代码时 l故障代码分析后确认无故障代码存在时,从 故障现象入手,根据控制系统的工作原理和 结构,推断相关数据参数,再用数据分析的方 法对相关数据参数进行观察和全面分析。 10. 2. 310. 2. 3 波形分析在电路中的应用 波形分析在电路中的应用 为了判断汽车电控系统功能是否正常,就必 须测量用于通信的电子信号,用汽车示波器 可以“截听”到汽车电控系统中的电子对话, 它是用电压随时间变化的图形来反映一个 电子信号。这样,就可以解决电控系统的测 试问题。 1. 电控系统电子信号的类型 直流、交流、频率调制、脉宽调制和串行 数据信号也称为电子信号的“五要

7、素”。 l(1)直流(DC)信号 l在汽车电控系统中产生直流(DC)信号的传感器或 电源装置有:蓄电池电压或电控单元(ECU)输出的 传感器参考电压,模拟传感器信号。 l(2)交流(AC)信号 l在汽车电控系统中产生交流(AC)信号的传感器和 装置有:车速传感器、磁脉冲式曲轴位置和凸轮 轴位置传感器、从模拟进气歧管绝对压力传感器 信号得到的发动机真空平衡波形和爆震传感器等 l(3)频率调制信号 l在汽车电控系统中,产生可变频率信号的传感器 有:数字式空气流量传感器、数字式进气歧管绝 对压力传感器、光电式车速传感器、霍尔式车速 传感器、光电式凸轮轴位置和曲轴位置传感器、 霍尔式凸轮轴位置和曲轴位置传感器等 l(4)脉宽调制信号 l在汽车电控系统中产生脉宽调制信号的电路 或装置有:点火线圈一次绕组侧、电子点火 正时电路、废气再循环控制(EGR)阀、排气 净化电磁阀、涡轮增压电磁阀和其他控制电 磁阀、喷油器、怠速控制电动机、怠速控制 电磁阀等, l(5)串行数据(多路)信号 l电控单元都具有故障自诊断功能以及其他串 行数据传输能力,而串行数据信号是由发动 机ECU、车身控制模块(BCM)和防

8、抱死制动 系统控制模块(ABS ECU)或其控制模块产 生的, l2. 电子信号的判定依据 l任何一个汽车电控系统电子信号都应该具有幅值 、频率、形状、脉宽和阵列5 个可以度量的参数 指标。因此,从“五要素”信号中得到的这5 种判定 特征的信息类型,是非常重要的。因为ECU 需要 通过分辨这些特征来识别各个传感器提供的各种 信息,并依据这些特征来发出各种命令,指挥不同 的执行器动作。这就是电控系统电子信号的5 种 判定依据。 l(1)电子信号幅值。所谓电子信号的 l幅值就是指电子信号在一定点上的即时电压,也 表示波形的最高和最低的差值,。 l(2)电子信号频率。所谓电子信号的 l频率就是信号的循环时间,即电子信号在两个事 件或循环之间的时间,一般指每秒的循环数(Hz), 也表示每秒的波形周期数。 l(3)电子信号脉冲宽度。所谓电子信号的脉 冲宽度就是指电子信号所占的时间或占空比 l(4)电子信号形状。所谓电子信号的形状就 是指电子信号的外形特征,它的曲线、轮廓 和上升沿、下降沿等。 l(5)电子信号阵列。所谓电子信号的阵列就 是指组成专门信息信号的重复方式,例如第1 缸传送给发动机EC

9、U 的上止点同步脉冲信 号。每一类型的电子信号都可以由5 种判定 依据中的一个或多个特征组成。 10. 2. 410. 2. 4 温度分析在电路中的应用 温度分析在电路中的应用 汽车在运行过程中如果发生故障或有潜在 的故障存在,必然引起汽车零部件表面的温 度变化或突变。因此,在汽车不解体故障诊 断中,通过测试汽车零部件的温度变化,能迅 速找到汽车发生故障的部位。 1. 红外测温仪的特点 非接触式红外测温仪可快速、准确、方便 地测量物体的表面温度,而且不需要直接接 触被测物体的表面。测量精度在1以内。 这种性能对在做预防性维护和检测表面温 度连续变化时特别重要。 l2. 测温方法 l测温时,将红外测温仪对准要测的物体,按触 发器在红外测 l温仪的LCD 上读出温度数据, 需注意以下5 点: l只测量表面温度。红外测温仪不能测量内 部温度。 l不能透过玻璃进行测温。玻璃有很特殊的 反射和透过特性,不能得出正确的温度读数, l但可通过红外窗口测温。红外测温仪最好不 用于光亮的或抛光的金属表面的测温(如不 锈钢、铝等)。 l定位热点。要发现热点,用红外测温仪瞄 准目标,然后在目标上做上下扫描运动,直至 l确定热点。 l注意环境条件。蒸汽、尘土、烟雾等能阻 挡红外测温仪的光学系统,影响测温精度。 l环境温度。如果红外测温仪突然暴露在环 境温差为20或更高的情况下,允许仪器在 l20min 内调节到新的环境温度。 l3. 红外测温仪在汽车故障诊断中的应用 l红外测温仪在对汽车进行故障诊断时,对容易产生温度 突变和对温度变化敏感的零部件具有判断准确、快速 、便捷的效果,主要应用在以下一些方面: l迅速检查发动机某一缸工作不良; l检查发动机点火系统的点火线圈工作不良; l检查冷却系统故障,准确判断汽车散热器和节温器是 否堵塞以及冷却液温度传感器好坏。 l检查废气控制系统,准确检查三元催化转换器,诊断 检查排气管故障; l检查空调和暖风系统的性能和故障; l检测轮胎和制动鼓的温度突变; l检查轴承、电动机、制动盘和制动鼓的温度突变。

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