发动机综合分析仪在汽车故障诊断中的应用

轻型汽车技术2010（7/8）总251/252
1发动机综合分析仪概述
使用与维修发动机综合分析仪在汽车故障诊断中的应用
卢国东
(浙江工业大学)
随着汽车保有量的急剧增加及汽车电子化程度的提高，对汽车故障诊断提出了新的要求，现代汽车
故障诊断要求具有高效、准确的特点，传统的汽车故障诊断方法已不能适应新的要求。

汽车发动机是整部汽车的“心脏”，也是结构最复杂、零部件最多、最容易出故障的一个总成，而发动机综合分析仪几乎具备了能检测和诊断电控发动机所有故障类型的功能，只是在使用操作和具体的故障分析上目前对一线维修人员培训力度不够，部分修理厂只有一两位维修人员会使用，造成了资源的极大浪费。

相对于电控发动机常用的汽车故障检测与诊断仪器（如解码器、示波器等），发动机综合分析仪对于一些疑难故障的诊断具有较大优势，其原因主要在于可以对发动机的某个系统进行综合诊断，如点火系统、启动系统、进气系统、功率平衡性等（若选配尾气分析仪，还可对尾气排放进行检测），结合合理的分析和判断能快速地找到故障点，大大地提高故障诊断的效率和准确性。

本文通过常规故障诊断与使用发动机综合分析仪故障诊断的实例比较，一定程度上验证了此观点。

但发动机综合分析仪在实际使用过程中尚存在诸多问题，限制了其推广应用，解决这些问题尚需克服很多困难。

本文旨在抛砖引玉，希望能对发动机综合分析仪在电控发动机故障诊断中的推广应用有所帮助。

发动机综合分析仪通常可以分为四类：(1)以点
火示波器为核心的传统式发动机综合分析仪。

（2)以含有微处理器的数字存储示波器为核心的智能式发动机综合分析仪。

(3)以个人计算机为核心的电脑式发动机综合分析仪。

(4)以发动机测试接口模块为核心的模块式发动机综合分析仪。

发动机综合分析仪主要是对发动机各系统的工作状态，如点火、喷油、电控系统和传感元件以及进排气系统和机械工作状态等的静态和动态参数进行分析，为发动机技术状态判断和故障诊断提供科学依据，有专家系统的发动机综合分析仪还具有故障自动判断功能，有排气分析选件的综合分析仪还能测定汽车排放指标。

区别于解码器和一般发动机单项性能的检测仪，发动机综合分析仪具有三项特点：良好的动态测试功能、通用性强（检测方法和结果可不受车型限制）、主动性好（能发出干预指令，如断缸试验等）。

2.1故障现象及简要分析故障现象：99款丰田佳美2.2L 轿车，有着火征兆但发动机启动困难，偶尔启动后马上熄火。

摘要
发动机综合分析仪可检测与诊断电控发动机几乎所有的故障，但目前存在会使用的
汽车维修人员少、
使用效率低等问题，本文阐述了发动机综合分析仪的基本功能及特点，在分析综合性故障诊断实例的基础上，研究了发动机综合分析仪在实际故障诊断中具有的优点及存在的问题，并提出了相应的对策。

通过此文希望对发动机综合分析仪的推广应用起到积极作用。

关键词：发动机综合分析仪故障诊断应用对策
2发动机综合分析仪在电控发动机
故障诊断中的应用案例分析
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轻型汽车技术2010（7/8）总251/252分析：汽油发动机无法启动主要关系到供电、供油、
缸压这三大方面，可能的故障原因有几十种，可先根据人工经验进行分析，排除部分故障原因，再用解码器或诊断程序读取故障码和数据流。

若还不能确定故障，这时维修人员往往会束手无策，开始凭感觉和“蒙”的方式进行故障的查找，常规的合理诊断方法是在此时自行设计故障诊断流程，按流程来一步步诊断与排除故障。

而采用发动机综合分析仪进行此故障的诊断，过程要简单得多，以下以PICO 发动机综合分析仪及VisonPremier 发动机分析仪在此故障中的应用为例，简要分析故障诊断过程。

2.2
用发动机综合分析仪进行故障诊断
1.人工读取故障码（部分发动机综合分析仪有故障码读取功能，如QFC-5D 型汽车发动机综合分析仪）：发动机故障指示灯规律性闪烁，说明无故障码。

2.读数据流：因发动机无法启动，很多数据无法读取，能读取到的数据未发现异常。

3.利用发动机综合分析仪进行启动测试（测试结果如图1所示）：根据启动测试波形图分析，启动过程供电系统工作正常，且各缸压缩压力较一致，可排除电火系统和气缸密封性不佳的故障。

至此，仅检测一次即基本排除了造成发动机无法启动三大原因中的两个。

4.接着利用发动机综合分析仪检测氧传感器波形（图2所示），氧化锆式氧传感器需达到工作温度才能采集到波形，故在采集波形前经多次启动，等出现氧传感器波形后存储，发现其峰值为0.95左右，远远高于标准数值0.3~0.8V ，且长时间处于高数值附近无明显波动（0.45以下表示混合气过稀，若输出电压在0.45～0.90V 之间，表示混合气过浓，0.45V 是标准值，混合气最佳），可判断出混合气过浓。

5.问题就转换到了供油系统和进气系统上，混
合气过浓要么是喷油量过多，要么是进气过少。

检查各喷油器在发动机启动时的波形，发现各喷油器波形正常，但喷油脉宽为5.8ms ，显然脉宽过大。

至此可推论，导致发动机启动困难甚至无法启动的故障原因是，由于喷油量过大引起混合气过浓，但由于检测的喷油器波形是正常的，说明喷油器本身不存在问题，那么问题就只剩两个方面：ECU 控制喷油器喷油量过大，或是进气量过小（进气堵塞）。

6.是否为进气堵塞的故障较容易验证，用发动机综合分析仪检测进气压力波形，发动机启动期间，进气压力波形变化正常（说明进气无堵塞），但发现其电压值为2.2V （远高于发动机怠速运转工况下的标准数值，急减速高真空状态下应接近0V ，怠速运转状态下为0.3V 左右），且数值不随进气真空度的变化而变化。

至此可判断出进气压力传感器故障。

更换进气压力传感器后，故障现象消失，发动机顺利启动，故障排除。

这是个比较典型的无故障码但有故障现象的案例，如果盲目检测，很容易走入误区。

一般认为进气压力传感器只影响发动机的运转状态（如怠速不稳），不会直接导致发动机无法启动。

然而在本案例中，由于ECU 接收到的进气压力传感器信号过大（但没超过ECU 接收的范围值，其范围值为0~5V ，因此不会存储故障码），使ECU 误认为进气量很大，因而给喷油器发送加大喷油量的指令，从而导致混合气过浓。

而实际进入气缸的进气量却未改
变，使得缸内混合气的浓度达到着火上限，无法着火燃烧。

这就是引起发动机启动困难甚至无法启动的真正原因。

图1丰田佳美2.2发动机启动测试
（PICO
发动机综合分析仪采集）
图2丰田佳美2.2发动机氧传感器波形图（VisonPremier
发动机综合分析仪采集）
使用与维修65
轻型汽车技术2010（7/8）总251/252
3
发动机综合分析仪在故障诊断中
存在的问题及对策
2.3
发动机综合分析仪在本案例中的应用特
点分析
由以上的故障诊断过程分析，采用发动机综合分析仪进行故障诊断与常规故障诊断相比较，具有以下几个优点：
1.诊断操作步骤少，且操作方便：按问询→读取故障码→读取数据流→故障症状诊断→自行设计故障诊断流程的步骤诊断，采用常规方法进行的故障诊断要检测大概10个部件（或系统），总共需11步左右。

而发动机综合分析仪故障诊断方法共用了7步，另外也减少了操作的劳动量。

2.诊断针对性强、准确性高：常规故障诊断在遇到疑难故障时，若自行设计的症状诊断流程不合理，往往会导入误区，最终只能靠瞎蒙和碰运气的方式查找故障。

而发动机综合分析仪故障诊断方法在故障诊断时具有明确的目的性，因其能对发动机的某个系统（或总成）进行整体状况的检测（如点火系统、启动系统、进气系统等），较容易确定故障点在哪个系统中，通过对该系统的进一步检测，便可确定具体故障点，很大程度上提高了故障诊断的针对性和准确性。

3.无需解体检测：采用发动机综合分析仪进行故障诊断时，无需拆解发动机的任何部件。

如在本案例中，对气缸密封性的检测就无需拆解火花塞等部件，可用启动测试功能直接显示出气缸密封性是否良好。

4.除可诊断发动机电子控制系统故障外，还可检测机械部分的故障：发动机综合分析仪的启动测试功能、功率平衡测试功能、次级点火波形检测等可在不解体发动机的条件下间接检测发动机的机械部分故障。

如本案例中的启动测试功能，只用一步就可确定出气缸密封性是否良好、蓄电池是否亏电、启动电路是否存在故障等。

5.在发动机疑难故障的诊断方面具有优势：由于发动机综合分析仪对发动机检测的功能较齐全，能对发动机各个系统进行整体检测（这对故障点所在系统的确定特别重要），且检测精度高，检测数据能存储和回放等功能，能对发动机进行全面的包括机械故障在内的故障诊断。

3.1
存在的问题
发动机综合分析仪在电控发动机故障诊断中，
虽然具有诊断精度、准确度和诊断效率都较高，且能进行全面诊断的特点，但目前在实际使用过程中
也存在诸多问题，这些问题的存在一定程度上限制了发动机综合分析仪的普及使用。

1.使用操作比常用的检测诊断仪器（如解码器，示波器等）复杂，需专门培训。

2.智能故障诊断功能尚有待提高。

3.数据的分析和处理对多数维修人员来说较难理解和掌握。

4.区别于常用检测诊断仪器（如示波器）的功能特点不够明确（近年推出的部分发动机综合分析仪已有所改进，突出了综合分析功能）。

5.使用成本过高。

3.2对策
1.人性化发动机综合分析仪的操作界面，加大仪器使用培训力度。

2.完善系统自带资料。

系统资料主要应包括各类标准波形数据库及典型故障波形的分析，并提供常见故障的基本诊断流程供参考。

3.提高智能故障诊断功能。

4.降低设备成本：降低诊断模块成本，并采用便携式的发动机综合分析仪，图3是一个简单的示例，增大面板上液晶显示屏的面积，整合进各种功能接头即可。

参考文献1赖文龙.发动机综合分析仪的使用[J].汽车实用技术,2003(04).
2杜卫化.便携式发动机不解体故障检测仪的研制
.合肥工业大学硕士学位论文[D]，2007：33.
图3便携式发动机综合分析仪
使用与维修
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