汽车启动操纵装置的进化及其维修要领文上海李明诚

汽车启动操纵装置的进化及其维修要领文上海李明诚 352011/5?汽车维修与保养栏目编辑梁成江??zygmotorchina.com汽车启动操纵装置的进化及其维修要领文/上海 李明诚一、启动操纵装置的功能进化伴随电子控制技术在汽车上的广泛运用汽车启动操纵装置的功能得到了快速拓展。1.成为电源管理系统的组成部分以通用雪佛兰科鲁兹轿车为例该车由车身控制模块BCM进行电源管理点火开关实质上是小电流开关相当于一个位置传感器它给BCM传送多个离散的点火开关信号提示驾驶人对电源模式的需求意愿例如关闭、接通附件、运行或者启动。这种电源需求信号通过串行数据总线发送到需要此信号的控制模块并且依需要启用相应的电源模式继电器。2.属于电子防盗系统的一部分德国西门子公司生产的电子防盗系统红旗世纪星轿车采用其点火钥匙带有密码转换器俗称“送码器而点火开关带有接收和发射器。当钥匙插入点火开关后从锁腔的电磁场中获得能量。防盗控制模块通过调整发射器的电流来调节电磁场向送码器传递数据提出咨询送码器通过内部预置的算法计算出应答值并传送给防盗控制模块以便两者相互识别。3.具有联锁功能对于搭载自动变速器的汽车如果变速杆处在P位以外的位置点火钥匙不能完全关闭只能转到“附件”位置所以钥匙拔不出来。实现这一联锁功能的方式有2种一是机械式在变速杆与点火锁芯之间设置一条拉线进行控制二是在变速杆下方的换挡机构内设置一个P挡开关利用P挡开关信号来控制点火锁芯上的电磁阀。马自达睿翼2.5轿跑车采用智能钥匙除了无钥匙进入、一触式启动功能外还能与电动座椅联动当车门开启、用智能钥匙进行操作时电动座椅会自动移动到早前存储的位置上为驾驶人带来很大方便。4.用于自诊断检测悍马汽车的巡航系统自诊断方法是将通用汽车专用诊断仪连接到汽车的诊断座上接通点火开关但是不启动发动机在诊断仪上选择“动力控制模块并与其进行通讯使诊断仪进入“动力模式”Power??Wode参数然后转动点火开关至各挡位置同时观察诊断仪上显示的动力模式状态在正常情况下应当与点火开关的位置相吻合。否则需要检测巡航系统的部件故障码和系统故障码。5.用于智能化驾驶操控大众汽车装备的Start-Stop启动停车系统当汽车遇到红灯时驾驶人进行制动使汽车完全停下来将变速杆换入空挡并完全释放离合器踏板该系统会自动使发动机熄火当绿灯放行时只要驾驶人踩下离合器踏板挂挡并释放制动踏板发动机会自动重新启动驾驶人无需额外的操作。此项技术已经应用在帕萨特、高尔夫、波罗等第2代Blue??Motion车型上能够实现0.2L/100km的节油效果。二、点火开关的更换程序对于2004年10月2005年4月出厂的部分北京现代索纳塔和伊兰特轿车在点火钥匙没有拧到位的情况下启动机可能自动运转并且烧毁启动机内部线圈。产生这种故障的原因是点火开关锁芯内部的电源短路。更换点火开关的程序如下将点火开关转到LOCK位将连接在点火开关背面的M03插接器索纳塔或者M04插接器伊兰特拆卸下来拆卸锁芯上的点火开关螺钉以便更换新的点火开关把新的点火开关对准LOCK位置重新装上螺钉最后组装插接器安装好锁芯最后更换损坏的启动机。需要说明的是索纳塔轿车的点火开关配件号本文所称的“汽车启动操纵装置是指点火开关以及进化后的智能启动/进入系统。汽车传统的启动操纵装置系通过点火开关启动档的触点进而控制启动机继电器工作点火开关主要作为一个电源开关而存在。对于自动挡汽车点火开关的启动挡电源先输送到启动锁止继电器启动锁止继电器只有在接收到来自自动变速器多功能开关的P/N挡信号才控制启动机运 转。而在现代电控汽车上点火开关以及智能钥匙被赋予越来越多的自动控制功能。李明诚本刊专家委员会委员1964年大学本科毕业长期从事汽车拖拉机教学、研究和新技术推广工作1996年获得行业“全国优秀科普工作者”称号。 36?May-CHINA93110-38000与伊兰特轿车的点火开关配件号93110-2D000的壳体形状有所不同但是点火开关可以通用。需要注意的是更换点火开关时识读线圈必须安装到位。一辆捷达前卫GIX轿车更换点火开关后发动机能启动但是马上熄火。将故障诊断仪VAG1552连接到诊断座上将点火开关转至ON位进入防盗控制系统查出3个故障码含义分别是防盗器读写线圈错误、钥匙信号电压太低、钥匙编程错误。由于更换点火开关涉及防盗识读线圈的拆装怀疑是安装环节出了问题。于是拆下转向组合开关发现防盗器识读线圈没有安装到位。将识读线圈用力一推听到“咔”的一声说明原来存在间隙识读线圈没有靠紧在点火锁芯上。因此在更换点火开关时需要特别注意务必使识读线圈紧紧地卡在点火锁芯的颈部否则发动机不容易启动。另外现代轿车的点火开关不是简单的机械开关它是电子防盗系统的重要组成部分因此在更换点火开关总成后需要执行匹配程序。以捷达轿车为例更换点火开关后匹配钥匙的程序是连接故障诊断仪如元征X-接通点火开关进入“大众车系选取“非CAN??BUS系统进入“防盗系统查询故障码在清除故障码后后退一步选择“系统登录输入密码 点击“确定如果屏幕显示“登录成功说明钥匙匹配程序已经完成。三、点火开关3类故障的原因及处理方法 1.关闭点火开关后发动机不能正常熄火115号电源线不受点火开关控制产生这种故障现象的常见原因有以下两方面:?接线错误往往是加装防盗器引起的。一辆奇瑞旗云轿车加装了防盗器和中控门锁启动发动机后出现关闭点火开关不能熄火的现象强行熄火后再无法启动而且警告灯点亮。经过反复检查发现是由于接错导线的缘故。目前加装防盗器流行切断发动机ECU的电源线这样可以实现断火、断油功能。但是一旦接线错误造成30号线与15号线短路将引起点火开关关闭后不能熄火的现象。有的是将防盗切断继电器的导线接错接成类似开关的效果这样在点火开关处于OFF位后发动机ECU的供电线路仍然接通也会出现关闭点火开关后不能熄火的故障。?线路短路这种情况往往伴随蓄电池快速亏电。一辆2009款别克陆尊商务车采用3.0L??LZC发动机和4T65E自动?渌倨鼽惺焕锍出现发动机无法正常熄火的故障。询问车主得知该车停放45天蓄电池就无电。连接诊断仪进入PCM和都未读到故障码。检查PCM插接器J1-20上的棕色线为蓄电池正极电压-19上的粉红色线为“运行/启动”线断开点火开关后仍然有12.8V电压正常情况应当受点火开关和运行继电器控制。再检查BCM插接器J1-23上的运行/启动线及点火模块ICM的F端子均为蓄电池正极电压这说明这几条线与蓄电池正极短路从而导致发动机无法正常熄火。为了查找漏电部位连接电流表然后逐个拔掉熔丝盒内的熔丝发现拔掉熔丝时漏电电流从0.35A下降到0.04A。从电路图上看出熔丝为手动空调控制面板C67、倒车雷达、冷却开关供电。试着拔下手动空调控制面板C67导线侧插接器发动机完全恢复正常插上发动机又不能正常熄火。手动空调控制面板C67的端子A1上的粉红色线受点火开关和运行继电器控制端子A2上的红/白线为蓄电池正极电压。用万用表测量端子A1和端子A2间的电阻为11Ω应当为说明已经短路。更换手动空调控制面板C67后故 障被排除。2喷油器泄漏如果喷油器发生泄漏在关闭点火开关以后发动机可能会继续运转。此时应当检修喷油器。3汽缸发生“早燃”由于汽缸内存在较多积炭这些积炭成为燃烧室的灼热点在火花塞尚未点火之前积炭就点燃了混合汽这种情况往往引起发动机爆燃、油耗增加和冷却液温度过高等后果。此时应当清除汽缸内和气门上的积炭。2.点火开关处于ON位发动机自行启动对于别克君威轿车出现这种故障现象可以采取如下措施如果是在清洗发动机舱之后出现这种故障可以将继电器盒拆下来使用高压气体将其吹干。2如果吹干继电器盒无效建议检查C101插接器和PCM插头处有无水迹视情况更换发动机舱内的配电中心。3检查通往PCM的76号脚的导线是否搭铁如果直接搭铁了常电”与“条件电”短路当点火开关处于ON位时就会出现自行启动的现象。3.点火开关处于ST位但是不能启动产生这种故障现象的原因可能包括以下两方面:1上次熄火停车的时候由于转向盘转到了极限位置没有将它回正导致转向控制模块启用了应急保护模式将转向盘锁死表现为点火开关转至ST位却不能启动。为此停车的时候应当尽量把转向盘调正然后停车这样既有利于液压助力油缸油液的回流又不会造成转向盘被锁死。2点火钥匙插入点火开关后拆卸了蓄电池连线。一辆别克君威2.0轿车维修中控门锁系统以后发生启动机不转动的故障。将蓄电池电流直接送到启动机上启动机可以运转。分析原因可能是在维修中控门锁系统过程中将点火钥匙留在点火开关中并且断过电而该车型电脑程序中有该项记忆功能上述操作导致电脑记忆了“点火钥匙留置在点火开关中无电”这一信息以后再出现点火钥匙留置在点火开关中电脑就控制断电造成启动机不能运转。解决方法是先将点火钥匙插入点火开关然后对启动机直接通电使发动机启动再熄火抽出点火钥匙并将蓄电池的连线拆开断电以清除电脑中旧的记忆最后安装蓄电池导线并进行路试以便电脑重新自适应学习启动机不转动的维修技巧Service??Technic372011/5?汽车维修与保养故障就可以消除。这种情况实际上牵涉到一个电子控制原理汽车微电脑往往采取逻辑控制在这种逻辑控制中手动控制的权限大于自动控制权限。四、无钥匙启动/进入系统简介汽车的无钥匙进入/启动功能是基于无线射频识别技术。只要驾驶人携带智能钥匙处在汽车附近即可不必将钥匙或智能卡从口袋中取出用手拉动驾驶侧的门手把即可激活车内的收发器此时收发器扫描周围区域并寻找和识别钥匙中嵌入的无线射频芯片的ID代码一旦找到安全算法会确定该芯片是否合法进而决定是否打开车门。如果驾驶人身份得到确认并且验证钥匙在车内再按一下仪表盘上的启动按钮就可以启动发动机。1.长安福特蒙迪欧制胜轿车配备的无钥匙启动系统该车只需要驾驶人携带合法的即已经编程的PATS钥匙就可以进入轿车内。即使这种钥匙放在口袋内按压启动按钮就可以启动发动机。启动按钮“POWER”能够实现以下3种功能不踩制动踏板按下启动按钮可以接通点火电路踩下制动踏板并且按下启动按钮可以启动发动机在发动机运转时按下启动按钮又可以使发动机熄火这样能给驾驶人带来极大方便。2.上海通用雪佛兰科鲁兹轿车的无钥匙进入/启动PEPS系统当按下启动按钮即点火模式开关S38时内部2个触点闭合其中一个给车身控制模块BCM以搭铁信号用来进行电源模式管理另一个给中控门锁控制模块K84以搭铁信号在收到此信号后首先通过车内的2个低频天线T10G和T10E向遥控门锁发射器发送校验口令 遥控门锁接收器K77接收遥控门锁发射器返回的校验应答口令并将信号通过数据线传送给车身控制模块进行合法性验证。如果通过了验证将允许启动机、喷油器和点火系统工作。3.广州丰田凯美瑞轿车的智能启动/进入系统该车型采用了带智能码存储芯片的钥匙所有车门的开关和发动机的启动无需插入钥匙只需要携带智能钥匙靠近汽车并且触握车门外的拉手门锁就可自动开启。进入驾驶座后钥匙的智能码会被自动识别再踩下制动踏板并且按下启动按钮发动机就能够启动。五、无钥匙?舳?/B>/进入系统失效的应急启动方法1.上海通用雪佛兰科鲁兹轿车的应急启动方法将中央控制台杯托内底部的小圆盖揭开将钥匙发射器插入小圆盖下面的插槽内该位置正好使钥匙发射器位于防盗控制模块TDM线圈的中央再将变速杆移至P位或N位踩下制动踏板按下启动按钮点火模式开关此时内部2个触点闭合就可以启动发动机了。当发动机启动后取出钥匙发射器。2.雷克萨斯GS430/300轿车的应急启动方法驾驶人进入雷克萨斯轿车车厢后有时系统检测不到智能钥匙的存在按下启动开关无任何反应启动开关内的指示灯不亮踩住制动踏板并按下启动开关启动机不转动。产生上述现象的原因可能是周围环境中存在电磁干扰电磁波干扰了智能钥匙与接收器之间的无线通讯。这种电磁干扰的半径一般为15100m与地形状况以及干扰信号的强度有关当汽车离开这个范围后故障现象会自动消失。雷克萨斯GS430/300轿车的应急启动方法是在踩下制动踏板的同时将智能钥匙的“LEXUS”标志面贴近启动开关这样做的实质是使智能钥匙中的芯片靠近启动开关的识读线圈以作感应其距离应小于22保持3s以上当启动开关内的指示灯变为绿色在保持上述状态的同时按下启动开关发动机就可以启动了。此法也适用于雷克萨斯GS430/300轿车智能钥匙的内置电池电量快耗尽时的应急启动。3.广州丰田凯美瑞轿车的应急启动方法先用机械钥匙打开车门然后将智能钥匙插入转向盘旁的钥匙孔内将变速杆置于P位或N位再踩下制动踏板最后按下启动按钮发动机就可以启动。六、启动操纵装置的维修技巧1.在故障检测过程中需要适时关闭点火开关。使用大众汽车故障诊断仪执行“元件诊断”并选择功能“06”退出后必须关闭点火开关。否则再次启动发动机时发动机不会运转因为此时喷油器及点火模块不能被激活。又如丰田佳美2.4轿车2AZ型发动机当电喷系统进入失效保护模式时有时清除故障码并不能结束失效保护模式需要关闭点火开关才可以真正结束失效保护模式。2.拆卸或安装蓄电池电缆必须先锁止点火开关。无论断开还是连接蓄电池的电缆都应当先将点火开关置于“LOCK”锁止位。在连接蓄电池电缆以后还应当等待2s以上才能将点火开关转到ON或ACC位置。如果在连接蓄电池电缆2s以内就将点火开关转到ON或ACC位置故障诊断系统可能工作不正常。3.无论点火开关处于接通或者关闭位置都可以进行具有记忆功能的电动座椅和后视镜的调整和位置选择。4.要经常保持智能钥匙的电池有电如果钥匙电池缺电或者钥匙的电池失落无钥匙启动/进入系统将无法正常工作。5.检测点火模块的电源时一般在“KEY-ON”位时检测但是不能忽视点火开关处于ST位置时的检测因为有时会出现在点火开关ON位时有电而点火开关处于ST位时无电的现象。6.由于无钥匙启动/进入系统是基于无线射频识别技术所以该系统容易受电磁干扰的影响而导致功能失灵特别是在电磁波的频率接近时。建议汽车的停放地点尽量避开干扰源例如无线发射塔、变电站以及也安装了智能无钥匙启动/进入系统的汽车。??栏目编辑梁成 江??zygmotorchina.com38?May-CHINA维修技巧Service??Technic汽油发动机GDI技术解析文/大连 郑锡伟现今大部分汽油发动机的燃料供给方式一直都是采用“缸外混合”的方式也就是汽油通过喷油嘴喷到进气歧管中在进气歧管内与新鲜的空气混合而成为“混合汽”。在发动机汽缸进气门还没有打开之前这些混合汽都储存在进气歧管内直到气门打开后混合汽才能够因为燃烧室的负压而进入到燃烧室内然后在活塞压缩行程的末端通过火花塞点燃剧烈燃烧。这种“缸外混合”的缺点是显而易见的进入燃烧室的混合汽只能够通过气门的开闭来被动控制对发动机不同工况的适应程度还不理想响应速度还不够快。而且喷油嘴离燃烧室有一定的距离汽油与空气的混合情况受进气气流的影响较大并且微小的油颗粒会吸附在管道壁上不能充分利用。直接喷射Gasoline??Direct??Injection缩写为GDI则是如同柴油发动机一样将燃油直接喷入汽缸并以非常精确的方式来控制避免燃料浪费。缸内喷射发动机采用了立式吸气口、弯曲顶面活塞、高压旋转喷油器等技术手段产生与传统发动机不同的缸内气流运动状态使喷射入汽缸的汽油与空气形成一种多层次的旋转涡流。缸内直接喷射GDI系统将燃油精确地喷射到汽缸燃烧室内与进气管喷射PFI系统相比具有节省燃油、减少废气排放、提升动力性能、减少发动机震动、发动机更耐用等优点。一、汽油直接喷射GDI技术的应用与发展目前各国的汽车公司都在大力开发和采用这种技术先进、性能优异的产品。日本三菱汽车公司一直处于领先地位。自1996年月率先向市场投放第一台GDI发动机以来三菱公司先后又开发出了多种不同类型的GDI发动机即2.4L??4缸发动机、3.0L??6缸发动机和3.5L??6缸发动机机它们已分别装配于4种中、大型轿车并投放市场。丰田公司研制出一种G4型2.0L的GDI发动机并已批量装车使用。随后又开发出1.6L、1.8L和2.0L的GDI发动机。其D4型GDI发动机可降低油耗左右提高功率约。日本其他厂家也有多种GDI发动机上市如日产3.0L和2.5L的V6型发动机、富士重工2.5L的卧式对置4缸发动机、马自达2.0L的直列4缸发动机和本田1.0L的直列3缸发动机。美国和欧洲的汽车厂家也都在积极研究GDI技术和开发GDI产品并使GDI发动机在热效率、功率及排放上有进一步提高。研究表明发动机可降低燃耗815。因而在全球节约能源的浪潮中各汽车厂家都在积极深入研究GDI发动机技术纷纷在自己的车上装配GDI发动机。除日本和美国以外大多数欧洲汽车生产厂家也都开始装用GDI发动机奥迪公司的A3装备了新型GDI发动机宝马公司为其12缸发动机引用了GDI技术大众公司也有许多车型采用了GDI发动机。纵观世界汽车产品技术的发展态势发动机正以其优异的性能得到日益广泛的重视和应用。二、汽油直接喷射GDI发动机的结构与原理1.结构汽油直接喷射GDI发动机与普通进气管喷射发动机结构基本相似。除了在活塞头及进排气岐管形状有所改变之外其最主要的区别在于燃油系统。缸内直喷发动机燃油系统包括低压系统与高压系统。1低压系统低压系统由油泵控制单元、油箱、电动油泵、带有压力限制阀的燃油滤清器开启压力大约为680kPa、低压燃油压力传感器组成。燃油泵控制单元通过脉宽调制信号来控制电动燃油泵使低压燃油系统的油压达到在冷启动时使低压燃油系统的压力可达650kPa。如果燃油泵控制单元失效发动机将不能运转电动燃油泵给高压泵供应压力约为600kPa的燃油。2高压系统高压系统由高压燃油泵、油压调节阀、油轨、压力限制阀、高压燃油压力传感器、高压喷射器见图1组成燃油压力约为511MPa。高压泵由凸轮轴驱动经 燃油计量阀建立压力再经燃油分配管输送到高压喷油器上压力缓冲器会吸收高压系统内的压力波动。高压泵只提供喷射所需油量的燃油供油时发动机根据需要油量计算出柱塞泵的供油起始行程燃油压力控制阀吸合切断进油阀高压油泵将泵腔内的燃油泵入油轨。2.原理GDI发动机顾名思义是在汽缸内喷注汽油它将喷油嘴安装在燃烧室上方将汽油直接喷射在汽缸燃烧室内空气则通过进气门进入燃烧室与汽油混合形成可燃混合汽被点燃做功这种形式与直喷式柴油机相似如图2所示。GDI汽油发动机的立式吸气口代替传统的横向吸气口通过来自上方的下降气流形成与以往发动机不同的缸内空气流。利用活塞顶的凸起形状增强这一纵向涡流当压缩行程将要结束时在燃烧室顶部的喷油嘴开始喷油汽油与空气在涡图1 高压喷射器392011/5?汽车维修与保养栏目编辑梁成 江??zygmotorchina.com流运动的作用下形成混合汽这种急速旋转的混合汽是分层次的越接近火花塞越浓易于点火做功。但从总体上看混合比可以达到40?1一般汽油发动机的混合比是14.7?也就是人们所说的“稀燃”。??但由于缸内喷射压缩比高达与同体积的一般发动机相比功率与扭矩都提高了。在这里要特别介绍一下活塞顶的形状对缸内气流的作用。活塞在上止点位置时活塞头顶面与汽缸盖之间的间隙叫做燃烧室燃烧室的容积是决定发动机性能的重要因素。GDI活塞顶面的凸起部分类似尖屋顶又称“弯曲顶面活塞它缩小了燃烧室的容积有助于形成强势涡流。缩小燃烧室容积必然提高了压缩比因此GDI的压缩比达到12?压缩比提高了缸内温度必然也随之提高有助于稀燃。压缩比高输出功率增大这样也就弥补了稀燃带来的功率损失。三、汽油直接喷射GDI的工作特点1.??汽油直接喷射到汽缸内汽油喷射的位置、时刻、数量是可控的。GDI发动机在点火的瞬时火花塞电极周围局部区域的混合汽较浓空燃比为便于.