许建强，蒋金波

（1.北京劳动保障职业学院，北京100029；2.北京市实验技工学校，北京100029；3.北京祥龙博瑞汽车服务（集团）有限公司，北京100028）

0 引 言

在工厂，汽车修理大部分情况下采用的是经验修车法或换件诊断修车法。对于多数的故障而言，这两种方法很奏效，工作程序简单，工作效率高；但对于复杂故障或疑难故障，采用标准的诊断流程、科学的检测方法，借助现代化的检测技术手段，才是故障诊断与排除的有效途径。

1 故障诊断流程

1.1 确认故障现象

1）问诊。按照问诊标准内容，维修人员向使用者和车主询问汽车使用的基本情况和故障发生情况。包括汽车型号、使用年限、修理情况、使用情况、驾驶习惯、故障现象、故障部位、故障发生条件、故障特征以及检查和修理等内容，并准确做好工作记录。

2）试车。试车就是在一定工况下运转车辆，来复现故障症状和检验车辆性能的过程。目的在于再现车主所述的故障症状，以验证故障症状的真实性，确定故障性质及故障范围。

1.2 收集技术信息

1）技术资料。收集维修手册、技术书籍、期刊论文及其它能对分析故障有帮助的技术资料。

2）技术数据。收集在故障确认故障过程中检测得到的技术数据，与故障现象一起作为分析故障的基本依据。

1.3 故障分析与推断

故障诊断是以故障诊断流程为基础的。故障诊断流程的建立是在故障分析之后，根据因果图中的可能故障原因，设计出实际应用的故障检测流程图。

1）分析相关部件的工作原理。了解故障相关部件的机械、电路结构及工作原理，是推断产生可能故障原因的基础。

2）分析产生故障的可能原因。利用因果图（鱼刺图）来分析可能产生的故障原因。因果图可简明地表示出故障现象和故障原因之间的关系，说明各个原因之间的相互影响，表示出各种可能的原因的发生顺序，有助于解决问题。

3）建立故障检测流程。按照先主要后次要、先外部后内部、先简单后复杂的逻辑次序，排列可能的故障原因，建立故障检测流程。

1.4 故障排除

故障排除分为故障点修复和修复验证两个阶段。

1）修复方法的确定。要依据故障点的故障表现模式来确定，故障点所具有的不同表现模式，决定了修复中将采用的不同方法。

2）修复验证。是对故障点的最终确认，也是对故障诊断准确性与修复工作完备性的验证。

1.5 消除故障根源

排除故障点后，故障现象虽然消失了，但故障诊断工作尚未结束。应分析产生故障点的根本原因，彻底消除故障发生的根源，杜绝故障再次重新发生的可能性，这是汽车检修工作的一项重要内容。

1.6 分析故障机理

分析故障产生的条件、故障产生的机理，搞清故障现象、故障原因、故障根源、故障条件、故障数据的内在联系，是避免此类故障发生的基础，也是形成有效的诊断方法的基础。

2 疑难故障的诊断与排除实例

2.1 故障现象

一辆2005 年的PassatB5 轿车，因加速无力、有顿挫感的故障，在路边修车店修理后，非但原有故障未排除，且出现了热车启动困难的故障现象。顾客要求诊断并排除该车辆的故障。

2.2 故障现象确认

1）问诊。顾客反映他的车辆在行驶途中，因出现加速无力、有顿挫感故障，被就近送到路边的修车店进行修理。

修车师傅认为是火花塞的原因更换了新火花塞，但故障现象依旧；后又更换了独立式的点火线圈，故障现象仍未变化；又清洗了喷油器，故障现象未得到明显改善；又检查了发动机的各传感器以及其它检查，依然没有找到故障原因。而后出现热车熄火后，发动机不易启动的故障现象。该车之前从未出现过此类故障。

2）试车。冷车下发动机启动正常，车辆存在加速无力、加速有顿挫感的故障现象。

直观检查未发现有真空管脱落，进气歧管漏气的情况，也未发现有线路插接器脱落，导线破损；用故障诊断仪读取故障码，有1、4 气缸失火的故障信息。

当冷却水温高于80 ℃后，发动机出现热车启动困难的故障现象。用其它的蓄电池并联辅助启动，则发动机可顺利着火；更换电量充足的蓄电池后试车，故障现象依旧；清洗节气门后，热车启动困难的故障现象依然存在。发动机冷却后，低温下启动正常。

要求准确做好故障现象描述，准确记录问诊及试车的故障信息和故障数据。

2.3 收集故障信息

1）查找2005 年的PassatB5 轿车的维修资料；2）上网搜集PassatB5 轿车有关故障案例及论文；3）保管好故障描述、问诊及试车的工作记录，以便分析使用。

2.4 加速无力且有顿挫感的故障诊断与排除

该车同时具有加速无力且有顿挫感和加速热车不易启动两种不同类型的故障，应单独排除，不得混淆。先排除加速无力且有顿挫感的故障，此故障相对较易排除。

2.4.1 故障分析

故障分析的过程就是一个根据故障现象，依据相关系统的结构和原理，反向推理出造成故障的可能假设，即可能故障原因的过程。

2.4.1.1 可能的故障原因

1）分析导致故障的一级原因。

针对故障现象，依据故障范围，深入、全面、系统地分析的结构特点及工作原理，讨论出可能导致故障发生的最直接的原因，即一级原因。

汽车起步加速有顿挫感的故障通常是由发动机曲轴动力输出不均匀而造成，一般是由于个别气缸动力输出中断或严重降低所致，同时会使曲轴输出的有效功率明显下降，致使汽车加速无力。

气缸动力下降或中断的原因与发动机燃烧直接相关。汽油发动机燃烧的三要素：良好质量的可燃混合气、足够的气缸压缩终点压力、良好的点火质量。分析可得出导致汽车加速有顿挫感故障的直接原因：①间歇性供油中断；②可燃混合气的形成质量差；③气缸压缩终点压力低；④间歇性断火；⑤点火质量差。

2）分析导致故障的二级原因。

用头脑风暴分别找出造成各一级原因的所有可能要素，将找出的要素进行整理、归类作为二级原因。

①可燃混合气的形成质量查差：a.间歇性供油中断；b.混合气过稀；c.混合气浓度大。

②压缩终点压力低：a.零件磨损原因；b.装配原因。③点火质量：a.间歇性断火；b.点火不正时；c.点火能量低；d.火花质量差。

3）分析导致故障的三级原因。

用头脑风暴，查找造成二级原因的所有要素，再分类整理，找出三级原因。

①混合气的形成质量：a.间歇性供油中断。输油泵故障、电机供电或控制电路故障、油管堵塞故障、曲轴位置传感器信号不稳定、曲轴位置传感器信号不稳定。b.混合气过稀。进气量大的原因：漏气、空气流量计故障、进气温度传感器失准等；喷油量小的原因：喷油器堵塞、油压调节器失效、油泵泄漏、油管堵塞、ECU 故障、水温传感器故障、转速传感器故障、节气门位置传感器故障等。c.混合气浓度大。进气量小的原因：进气道堵塞、空气流量计故障、进气温度传感器失准、配气相位失准等；喷油量大的原因：喷油器卡滞、油压调节器故障、ECU 故障（喷油脉宽大）、水温传感器、曲轴转速传感器故障、节气门位置传感器故障等。

②压缩终点压力。压缩终点压力低通常因燃烧室密封不严而导致，如汽缸盖变形、汽缸垫密封不严、气缸磨损严重、活塞环漏气、气门密封不严等。

③点火质量：a.间歇性断火，原因包括点火模块故障、电脑故障、点火线圈初级供电线路故障、高压回路故障等。b.点火不正时，原因包括爆燃传感器故障、凸轮轴位置传感器故障、曲轴位置传感器安装位置不正确、点火模块故障、ECU 故障、水温传感器故障等；c.点火能量低,原因是点火模块故障、电脑故障、线路电阻大、高压回路故障；d.火花质量差,原因包括高压缸线断裂、高压缸线电阻大、高压缸线漏电、火花塞漏电、火花塞电极间隙过小或过大、火花塞电极积碳、电极积碳油污等。

2.4.1.2 绘制因果图

因果图的绘制步骤：填写鱼头（要诊断与排除的故障），画出主骨；画出大骨，填写一级原因；画出中骨、小骨，填写二级、三级原因；按照主要次要的顺序排写原因。所绘制的加速无力、有顿挫感故障分析的因果图，如图1所示。

图1 加速无力有顿挫感故障分析的因果图

2.4.2 故障检测流程

按照先主要后次要，先外部后内部，先简单后复杂的原则，排列因果图中列出的故障原因，结合检测的注意事项，建立故障原因检测的工作流程，即故障检测流程。车辆加速无力、有顿挫感故障检测流程，如图2 所示。

2.4.3 故障检测与诊断

2.4.3.1 故障检测

按照故障检测流程，正确选用故障诊断仪、示波器、万用表、试灯、缸压表等多种仪器工具，在规定的检测条件下，对可能故障的系统、零部件，逐步实施检测，获取其检测数据的过程。

3）统一标准、科学评价。2016年基础性地理国情监测检查验收技术标准以普查时期为基础，2017年根据监测需要进行修改印发，全国执行统一标准，从国检中心到任务承担单位都积极开展质量培训，统一认识，明确要求，对成果质量依据标准进行客观、准确评价。

1）试车直观检查。

2）使用故障诊断仪，查故障码，1、4 缸有失火现象。

3）点火系统检测。检查火花塞外观、火花正常、无漏电；检查点火线圈次级电压波形，波形正常，电压值均衡在27 KV 左右。说明点火系统良好，工作正常。

4）检查气缸压缩终点压力。使用缸压表检查气缸压缩终点压力，四个气缸的均为1.2 MPa 左右。说明气缸密封良好，启动系统正常。

5）燃油系统检测。因为该车在送店修理之前，已经做清洗和检测喷油器，故先做其它检查。为此，接下来检查供油总管的供油压力。怠速情况下，检查燃油系统供油总管（油轨）的压力为0.027 MPa；发动机加速运行时，燃油系统供油总管（油轨）的压力波动；当发动机转速为3000 r/min，油压为0.022MPa，且不稳定。

6）检测进气系统。使用真空表检查进气歧管真空度，怠速下均为0.07 MPa 左右，随着发动机转速的提高进气歧管真空度下降为0.04 MPa。说明进气管道密封良好，无漏气。空气流量传感器的电压信号的波形，信号正常。

2.4.3.2 数据分析

检测数据的分析即为依据有关标准数据，分析故障检测所得到数据，按照一定的逻辑推理原则，来判断故障的过程。

将回油管短时卡塞，供油油压迅速上升超过0.35 MPa，证明燃油泵的工作正常，油管堵塞的概率较低。因此，将故障锁定在油压调节器上。

2.4.3.3 故障确诊

故障确诊通过有针对性的解体或检测，直接确定故障点存在的过程。

从发动机上拆下供油油管（油轨）总成，解体油压调节器和供油总管。现场情况令人震惊，调节器已完全锈蚀，阀片被卡死，证明调压器已完全失效；供油总管内倒出大量的呈片状的沉积物及锈蚀物，估计占据了油管1/2孔径。

2.4.4 故障排除

1）故障排除：a.清洗油轨；b.更换调压阀；c.清洗检测喷油器。

2）故障排除验证。检修后试车，发动机运转正常，汽车加速运行，加速有顿挫感且加速无力的故障现象消失；读取故障码，无任何故障信息。

2.4.5 根除故障源

使用规定品质的汽油，适时维护燃油系统。

2.5 热车启动困难故障的诊断

2.5.1 故障分析

1）故障可能原因：可能为混合气过浓或过稀；节气门或进气道脏污；传感器信号传输不良；电源系统故障；发动机ECU 故障；点火系统接触不良；电路接触不良故障。

2）故障分析因果图（略）。

2.5.2 故障检测

制定故障流程图，并逐一对各项可能原因进行了排查，未找到故障点。

2.5.3 再次故障分析

对于疑难故障来说，仅依据系统的结构及工作原理的常规假设与推理，故障原因有时很难被找到，因为有时要寻找的故障原因与常规的假设相差甚远，是小概率事件，或是难以想象的故障原因。为此，可以采用现代检测技术手段，作为故障诊断的突破点。针对车辆的故障状况，拟定采用现代检测技术之一的尾气检测与分析技术，作为诊断该车辆故障的辅助技术手段。

2.5.4 尾气检测与分析

尾气检测与分析属于现代检测技术手段，基于尾气检测与分析技术的故障诊断是诊断与排除发动机疑难故障的有效手段。

用尾气分析仪进行尾气检测，检测的尾气数据如表1所示。

分析表1 中的尾气数据可知，发动机排出的HC、O2和NOX浓度明显偏高，而CO 和CO2稍微较低。HC、O2和NOX浓度明显很高，说明气缸内存在大量没有被燃烧的汽油分子而导致HC 很高，富裕的氧气在高温、高压环境与N2生成大量的氮氧化合物；CO 和CO2稍微较低，说明气缸内燃气的部分汽油分子没有被燃烧，因而，燃烧生成CO 和CO2量较少。根据燃气混合气的燃烧规律可以断定，故障是由于气缸燃烧点火失火造成的。因而，初步推断发动机故障是由点火系统故障而导致。

表1 尾气成分检测数据

2.5.5 确诊故障

为了进一步确认故障，在发动机水温40 ℃下，检测点火次级电压峰值为26 kV 左右，正常；在发动机水温90 ℃下，点火次级峰值电压为17 kV 左右，显然偏低，说明点火系统存在故障。

回忆车辆的修理过程，热车不易启动的故障，是车辆在路边店修理后才产生的，修车时更换过点火模块，因此，推断所更换的点火模块有可能异常。

2.5.5 排除故障

采用换件法，更换点火线圈模块后，故障现象消失，ECU 无故障信息。至此，故障排除结束。

2.5.6 根除故障原因

使用正规厂家产品及元器件。修理时请记住，新件不一定就是好件。

2.6 故障机理分析

加速无力且动力又中断故障。由于油轨中积累的脏污物，致使油压调节器失效，造成大负荷下燃油供油不充足，使得气缸内混合气变得过稀，发动机燃气燃烧失火；油轨中的漂浮污物使个别喷油器偶然受到脏堵，致使喷油瞬间中断，造成发动机气缸的动力输出中断而产生加速挫车的故障现象。

发动机热车不易启动故障。由于发动机点火系统初级电路电阻随温度的升高而增大，导致高温下点火能量不足，引起发动机在高温下启动困难的故障。

3 结 论

尽管汽车故障千差万别，种类繁多，但是故障诊断流程是一定的。只要思路清晰，流程正确，方法恰当，检测技术先进，疑难故障的诊断就变得容易了；日常维修中，应按标准流程开展故障诊断工作，养成良好的工作习惯；在诊断汽车故障时，不能只看表象，需要结合工作原理做深入分析；在诊断排除故障时，要深入分析故障问题，善于捕捉细节技术信息；当遇到疑难故障时，要多分析，多思考，多使用现代检测技术手段；诊断与排除故障时，一定要消除故障根源。

总之，日常维修中，应多思考，多实践，多总结，多积累，应按照标准流程开展故障诊断的技术工作，尽量采用现代检测技术手段，是提高修车质量与服务水平的关键。