互聯網 xjm82395219邢 汽車構造維修 2008-08-21
電子技術應用于發動機管理系統,除燃料噴射和點火功能等基本功能外,還有車載診斷(OBD)功能,當系統出現故障時,故障(MIL)燈或檢查發動機警告(Check Engine)燈點亮,同時動力總成控制模塊(PCM)將故障信息存入存儲器,通過一定的程序可以將故障碼從PCM中讀出。根據故障碼的提示,迅速準確地確定故障的性質和部位。有針對性地去檢查有關部位、元件和線路,將故障排除。 由于世界各主要汽車廠的OBD系統隨其發動機管理系統不同而各不相同,這給售后服務維修造成較大的不便。更重要的是OBD對自身的工作狀態是否達到原廠技術要求無法自測,使得維修后的汽車常常不符合原廠技術要求。這種現象在我國較為普遍,嚴重影響了汽車的可靠性和壽命。這種車載診斷系統稱為第一代車載診斷(OBD I)系統。 自1996年開始,各主要汽車生產廠家都開始裝備統一的第二代車載診斷(OBD II)系統,以彌補OBD I的不足。 1、OBD II的目的 雖然OBD II技術仍相對較新,還未對售后的維修市場產生大的沖擊,但這種沖擊必將發生。政府規定車載系統能夠對排放控制系統的失效發出警告,所以,所有1996年款的轎車和輕型車一律裝備了OBD II。但OBD II的首次應用的時間是1994年。 OBD II與它之前的所有車載自診斷系統不同之處在于其嚴格的排放針對性。換句話說,當車輛排放的HC、CO和NOx或燃油蒸發污染量超過FTP標準的1.5倍時,MIL燈點亮。這包括發動機隨機缺火時引起的HC排放量的整體上升;催化轉換器的凈化效率下降到某個限值之下;系統探測出密封的燃油系統有空氣泄漏;EGR系統的故障引起NOx排放量上升;某個關鍵傳感器或其他排放控制裝置失效等情況。也就是說,甚至在車輛似乎運行正常,無任何實際的行使性能問題時,MIL燈也會點亮。 然而,裝備OBD II的車輛上的MIL燈的主要目的是提醒駕駛者,其車輛的廢氣排放量超標,需要進行修理。 2、OBD II的產生背景及早期應用 OBD II起源于1982年。當時美國加州大氣資源局(ARB)開始制定一項法規,要求自1988年開始所有在加州出售的車輛必須裝備車載診斷系統,用以控制排放系統的失效。早期的車載診斷系統(現稱之為OBD I)比較簡單,僅監測氧傳感器、EGR系統、燃油供給系統和發動機控制模塊。 OBD I的方向是正確的,但卻存在明顯的缺陷。 a.缺乏統一標準。各不同的生產廠家和不同的車型之間缺乏統一的標準,使得售后維修時,對不同的車型必須用不同的插頭。對有些系統,還必須使用昂貴的專用解碼器。因此,ARB那時就開始著手為現在的OBD II制定標準。標準的重點內容如下: l)標準化的16針診斷座(DLC),指定的針具有指定的功能; 2)標準化的電子協議; 3)標準化的診斷碼(DTC); 4)標準化的技術。 b.監測功能不強。有些問題OBD I無法監測,如催化轉換器完全失效或己被去除,點火缺火及燃油蒸發污染的排放問題。況且,OBD I僅當失效己經發生才點亮MIL燈,它無法監測到與排放有關的部件的漸進損壞情況。 因此,很明顯需要一個更精密更復雜的系統。 ARB最終制定出了下一代OBD系統的標準,并已于1989年正式公布,稱之為OBD II。新標準的實施需要一個起動期。直到1996年各汽車生產廠才在其加州標準車輛上實施了新標準。 同樣的新標準于1990年寫入了美國聯邦大氣清潔法,它要求全部49個州的車輛于1996年起一律裝備OBD II。但有一個小寬限,是將嚴格遵守法規的時間定為1999年。所以,有些1996年的OBD II系統可能會缺少一個OBD II規范的特性,如燃油蒸發污染排放清潔測試。 3、OBD II的硬件升級 OBD II不只是自診軟件的一個全新版本,它具備明顯的硬件升級特征。典型的裝備OBD II的車輛具有以下特點: a.氧傳感器通常是加熱型氧傳感器。附加的氧傳感器位于催化轉換器的下流。上下流的氧傳感器組合起來對催化轉換器的凈化率進行監控,同時對燃油控制進行補償。 b.具有32位處理器的強功能的傳動系控制模塊PCM,應OBD II的需要,增加了1.5萬個新的標定常數。 c.帶有EEPROM的PCM,使其中的軟件可重新編程,通過終端接口及外部計算機可對其重新寫入新版的軟件。 d.改進的燃油蒸發污染控制系統,常有用于清潔目的診斷開關;或增強的燃油蒸發(EVAP)系統,帶有一個排氣電磁閥,一個燃油箱壓力傳感器和一個診斷測試裝置。 e.增強的EGR系統,帶有一個電子控制的線性EGR閥和一個針閥位置傳感器,實現對EGR量的更精確監控。 f.燃油噴射方式由多點序列噴射(SFI)取代了普通多點噴射(MPI)和單點噴射(TBI)。 g.MAP傳感器和MAF傳感器同時使用,更精確地監測發動機負載和空氣流量。 4、故障燈與故障碼 OBD II系統的MIL與OBD I系統有很多不同之處。例如1996年GMJ-、N-和H-body轎車,當駕駛者用不正確的程序加油時,MIL燈點亮。在這些車上,OBD II系統應用真空度來檢查EVAP系統的空氣泄漏。如果油箱蓋未蓋緊或正在加油,當點火開關處于開或發動機怠速時,它會觸發故障碼P0440,導致MIL燈點亮。這樣,駕駛者會感到不方便,GM的解決方案是提供修改版的OBD II軟件,對EEPROM重新編程,使車輛在行駛時才對EVAP系統進行自檢。 劣質的汽油也會引起故障燈點亮。當對車輛進行診斷時,可以發現隨機缺火故障碼,這通常是由以下原因造成的:真空泄漏、燃油壓力低、噴油嘴臟或點火問題等。OBD II自診系統能跟蹤缺火直至個別缸,缺火率在2%以下為正常。但若汽油中有水或其它原因造成的汽油品質下降,會導致缺火率超過限值而觸發故障碼。 為了減少MIL燈點亮的機會,OBD II系統設計規定如下,某一類故障需要在相同的行駛工況下探測到兩次,MIL燈才能點亮。而另一類(那些能立即引起排放明顯增加的)故障,則只需探測到一次,MIL燈立即點亮。所以,在進行故障診斷時,應分清故障碼類型。OBD II將故障碼分為A、B、C和D四種類型。 A類故障碼是最嚴重的一類,只發生一次,就觸發MIL燈。為了診斷方便,當A類故障碼被設置時,OBD II系統同時還儲存了一個歷史故障碼,失效記錄和一幀現場數據。 B類故障碼是次嚴重的一類排放問題。在MIL燈點亮之前,這類故障應在兩次連續的行駛過程中都至少發生一次。若在一次行駛過程中發生,而在下一次行駛過程中沒有發生,則該故障的碼還未“成熟”,MIL燈不點亮。當MIL燈點亮的條件滿足時,所儲存的歷史故障碼、失效記錄和一幀現場數據與觸發A類故障碼時完全相同。 上文提到的行駛過程(或循環)不只是一次點火循環,而是一次暖機循環,即起動發動機,行駛車輛讓冷卻液溫度升高至少22℃(如果起動時溫度低于72℃)。 一旦A類或B類故障碼己設置,只有在通過了三次連續的行駛過程的OBD II系統自診斷后,MIL燈才會熄滅。如果故障涉及到象P0330隨機缺火或燃油平衡問題,那么只有當OBD II系統通過在與觸發故障碼時相同的工況(允許誤差:發動機轉速=375r/min,負荷=10%)下的自診后,MIL才會熄滅。如果問題仍然存在,用人為的方式,如果用解碼器或給PCM斷電,清除故障碼,MIL還會重新點亮。 若將一個傳感器有意斷開,MIL燈不一定會點亮,這取決于這個傳感器影響排放的程度(優先級)和OBD II自診所需的行駛循環數。 C類和D類故障碼與排放問題無明顯關系。C類故障碼點亮MIL燈(或其它報警燈),但D類故障碼不點亮MIL燈。 5、OBD II測試循環 當一個排放問題“修復”之后,需要進行OBD II測試循環。 OBD II測試循環的目的是便PCM運行全部OBD II自診程序,使所有系統狀態復位。 先消除PCM的RAM中故障碼,再進行OBD II測試循環。OBD II測試循環從冷起動開始,冷卻液溫度低于50℃,而且冷卻液與空氣的溫度差在6℃之內。在冷起動之前,應先將點火開關置于開位置,使加熱型氧傳感器達到其工作溫度。 a.發動機起動后,在怠速狀態打開空調和后除霜器2.5min。OBD II檢查氧傳感器加熱電路,空氣泵和EVAP凈化。 b.關閉A/C和后除霜器,加速至88km/h,節氣門保持半開。OBD II檢查點火缺火,燃油調整和炭罐凈化。 c.保持88km/h的穩態速度3min。OBD II檢查EGR、空氣泵、氧傳感器和炭罐凈化。 d.減速至32km/h,不踩制動和離合器踏板。OBD II檢查EGR和凈化功能。 e.再加速至88-96km/h,節氣門開度為3/4。OBD II再次檢查缺火,燃油調整和凈化功能。 f.保持88-96km/h穩態速度5mm。OBD II檢查催化轉換器效率、缺火、EGR、燃油調整、氧傳感器和凈化功能。 g.減速(方式同d)至停車不踩制動踏板。OBD II最后檢查EGR和炭罐凈化。 6、裝備OBD II車輛的有效度 從系統效能觀點出發,使可靠性和維修性相結合,以保證系統的有效度是十分必要的。本文僅限發動機系統來看其有效度。 有效度(A)定義如下: A=能工作時間/(能工作時間+不能工作時間) 式中:不能工作時間--包括一切維修時間和停機時間。 修理型事后維修是定期預防維修(或定期維修)中的一種方式。若對發動機系統采用這種維修方式,則此可維修系統(S)包括發動機系統、事后維修及預防維修分系統。當發動機系統發生故障,進行事后維修修復后又可繼續工作。當系統工作到預先規定的進行預防維修時間(T),也稱預防維修周期(T),就進行預防維修。 發動機系統修理型事后預防維修,采用“完全修復”及“基本修復”(對事后的維修而言)。 基本修復是指產品剛修復后的失效率和修復前的實效率是相同的。完全修復更是指修復后的產品和嶄新的產品沒有任何區別。這兩種維修方式均不包含對發動機的原廠保養計劃。由于一般轎車很少采用預防維修,多是采用事后維修,這相當于T值選取很大,OBD II苛刻的警告功能和修復后的測試循環,保證了對其進行的維修基本上是“完全修復”。這樣即可保證較高的有效度,又延長了使用壽命。 而我國目前普遍對OBD I發動機的維修方式屬于基本修復類型,有效度是較低的,同時使用壽命大大降低。 由以上分析可以看出,針對環保的OBD II技術,在客觀上還將極大地促進維修業的技術進步,提高維修質量。 7、0BD的發展趨勢 OBD II系統技術先進,對探測排放問題十分有效。但對駕駛者是否接受MIL的警告,OBD II是無能為力的。為此,比OBD II更為進一步的OBD Ⅲ大系統開發提上了議事日程。 OBD Ⅲ系統主要利用小型車載無線收發系統,通過無線蜂窩通信、衛星通信或GPS系統將車輛的VIN、故障碼及所在位置等信息自動通告管理部門,管理部門根據該車輛排放問題的等級,對其發出指令,包括去何處維修的建議,解決排放問題的時限等。在法律允許的前提下,對超出時限的車輛發出禁行密碼指令。總之,OBD Ⅲ的主要特點是社會法規的支持。在我國,結合國情也有一些可行的方案正在研究之中,如MIL的警告燈的設置時限,超限車輛將自動禁行等。 此外,OBD Ⅲ系統不僅能對車輛排放問題向駕駛者發出警告,而且還能對不接受警告者進行應有的懲罰 |
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