摘要：青岛城运公交集团现有5000余部城市公交交通汽（电）车，其中2000部燃气车中，本文介绍的 SWB6115Q7-5潍柴P7天然气公交营运客车就达到884部，由于该批车辆已使用近8年，发动机电脑控制单元（ECU）部分功能故障频发，现象为车辆冷启动困难。经过实践分析，通过增加一个由水温传感器和继电器组成的电路，可以解决这一问题，而无需更换昂贵的ECU总成电脑部件，从而使车辆恢复良好的启动性能。 关键词：冷启动困难 燃气量 水温传感器
汽车电子控制燃油喷射发动机是通过多个传感器、执行器和电子控制部件实现机电一体化高新技术的产物。在控制系统运行时，各种信号可以有效交叉渗透，实现对进气量、燃气量和点火的控制。但是，发动机如果出现故障时，很难从整体症状中辨认出局部问题，同时，由于控制单元通常情况下是一个整体，因此仅仅通过整体更换总成是不合算的。因此，为了有效排除汽车电子控制燃油喷射发动机的局部故障，维修技工需要深入理解其结构原理，掌握相关的功能，结合维修技术熟练分析问题，并制定出经济的维修方案。此外，还可以采取一些补偿措施，来弥补其缺失的某些功能，从而达到排除汽车电子控制燃油喷射发动机故障的
目的。要想正确诊断汽车电子控制燃油喷射发动机的局部故障，我们不仅需要科学的分析方法和维修技巧，还要采用更为复杂的匹配故障、检查应用维修等技术，针对不同的系统故障做出合适的检测处理方案，同时采用高级的软件和复杂的手段去故障诊断，来准确定位故障所在位置。如果一些可能的补偿措施不能有效排除故障，维修技工还必须采取更为理想的措施，如在故障位置安装新的电子元件等，以代替传感器和控制器，从而达到完全消除系统故障的方法，确保故障的减小以及公交营运车辆的安全和性能高效可靠。
一、维修步骤
1.故障现象
一部SWB6115Q7-3天然气公交营运车，发动机型号为 WP7NG240E40，冷启动时，需要启动十余次才能达到启动车辆目的，而油门开度不会对启动车辆结果有太大影响，热车启动时明显比冷车容易得多。发动机启动后工作正常，但启动困难的现象会对蓄电池和启动机的使用寿命产生不利影响。
2.故障检测与分析
电子控制燃气喷射系统的发动机工作时，通过控制系统不断地检测各传感器输入的信号，按程序中设定的算法进行运算，计算出最佳的喷气量和初级电路导通时间，将计算结果转变成控制信号，用以控制喷射阀、点火线圈等执行机构，从而使发动机在各种工况下都能获得最佳的工作状态。要使发动机能顺利点火启动车辆，必须符合以下条件：供给的混合气要符合工作状况所需的空燃比（浓度）；工作时要有合适的气缸压缩压力和喷气量；点火时要有足够的电火花能量。为诊断出上述车辆故障的原因，根据上述的分析进行如下的检测：
(1)启动发动机，连续4次启动，都没有启动车辆迹象。把油门开度调至最大，再继续启动2次，依然没有启动迹象。用万用表测量，启动时蓄电池电压为26V，属于正常。注意电子节气门声音，启动时可听到针阀“嗒、嗒”的声音，证明电子节气门工作状态正常。
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发电机冷却器(2)拔掉中央高压线缸盖约距7mm，启动发动机试火，高压线发出橙蓝白的强火花，声音响亮、不断火。马上拆卸4个缸的火花塞，没有发现湿润现象。把火花塞分别插到分火线上，插回中央高压线试火，发出火花颜也正常。
(3)拆卸喷射阀保险丝，启动3次，释放燃气压力，测量冷车状态下的气缸压力。依次测得6
个气缸的气缸压力值分别为1808kPa、1810kPa、1812kPa、1806kPa、1813kPa、1810kPa，与标准值1826kPa(热机状态下测得)及最小值1830kPa(热机状态下测得)相比较是正常的。
(4)测量燃气压力。把燃气压力表用三通管连接在喷射阀出口处，装回喷射阀保险丝，打开点火开关，重复一次，看到压力表读数为295kPa，启动时燃气压力不下降，与标准值294kPa相比是正常的。
(5)分析以上测试结果，发动机启动时喷气压力、电火花能量、压缩压力等均正常，故障原因可能是混合气的浓度过稀所致。于是拆开空气滤清器上盖，用启动剂增浓同时启动车辆，此方法再重复2次，都能顺利启动车辆，证明上述判断是正确的。我们都知道影响混合气浓度的因素有辅助空气控制AAC阀、节气门传感器、空气流量计、水温传感器等。但从该车故障现象和已检测的结果分析，启动后发动机工作正常，发动机故障灯也没有亮起，而且参照ECU的故障、保险系统的设置条件，节气门传感器、空气流量计、水温传感器至少没有存在硬性故障。辅助空气控制AAC阀也不会在启动时造成混合气过稀现象。根据电子控制燃气喷射系统的工作原理，发动机在启动时，ECU在收到启动信号后，会提供启动
加浓补偿喷气脉宽，补偿量的大小取决于检测到的发动机温度。因此，现在问题是在启动时ECU有没有收到启动信号？水温传感器信号有没有问题？提供的喷气脉宽补偿量够不够？参阅发动机的线路图，用万用表测量ECU的34号脚，在启动时的电压为26V，证明已有启动信号送至ECU。拔掉水温传感器配线插头，打开点火开关，测量信号电压为4.9V，属于正常。测量此时水温传感器的电阻为1.4kΩ。关闭点火开关，拆下电池头，拔掉ECU配线插头，测量水温传感器配线到对应ECU的18号、21号脚接柱，正常导通。装回配线插头及电池头，再更换一个新的水温传感器，实测电阻为1.5kΩ，插上配线插头，启动发动机，仍然不能马上启动车辆，说明该车水温传感器存在问题。
(6)用发动机故障检测仪测量喷气，连接好配线，打开点火开关，点击菜单进入故障诊断程序。首先，读取发动机故障码，显示“系统正常”。选择“读取数据流”显示当前温度为30℃启动发动机，喷气流量为8.8ms。由于查不到启动时相关详细的喷气流量数据资料，故只能用另外一台同一型号的正常车去测取数据作为参考。用检测仪实测得到不同温度下正常车启动时的喷气流量数值如表1。
铣刀头表1 不同温度下正常车启动时的喷气流量数值
发动机温度(℃) | 新型碾米机环保型 启动时喷气流量(ms) |
26 | 12.4 |
30 | 11.3 |
60 | 9.5 | 行波进位加法器
80 | 给排水在线9.0 |
| |
3.故障诊断
通过与测得的数据对比分析，发现该车在启动时的喷气流量加浓补偿比正常车小了。会不会是ECU自身出了问题呢?为了尽快得出结论，我们将正常车的ECU与其互换。结果该车互换ECU后冷启动能顺利启动车辆，重复几次，都能顺利启动。而另外一台“正常车”却不能马上启动，要在第四次启动后才能启动车辆。试验结果说明了该车冷启动困难就是由于ECU自身存在故障造成的。装回该车有故障的ECU，拔下水温传感器插头，冷车启动发动机，启动车辆顺利，但此时发动机故障灯亮起，读取发动机故障码为“13”，表示水温传感器故障，表明ECU已启动故障—保险系统。按20℃时预存值进行启动，此时测得20℃的预存启动喷气流量为17.8ms。根据前面检查，正常车发动机在温度30℃时启动喷气流量为11.3ms，而测得该车在当前温度30℃时，喷气只为8.7ms，由此得出结论，在同一温度下，ECU内预存的启动喷气流量与依据水温传感器信号所提供的启动喷气流量存在一定的差值。这就反映出该ECU在发动机冷启动时所检测到的信号，不能运算出对应启动温度所需要的喷气量，使喷气量减少，造成启动燃气量减少，令混合气的浓度变稀，不适应启动状态的需要，故要多次启动待混合气浓度加大了才能启动车辆。启动后发动机工作一切正常的现象表明，该ECU只是冷启动这部分功能失效而其他功能还是正常的，如更换新的EC
U，价钱很昂贵。只是为恢复启动功能而去换新的ECU，既浪费也不值得，能否在不需要换新的ECU的情况下，去克服冷启动困难的故障呢?
4.故障排除
根据水温传感器的负温度变化特性，水温越低，水温传感器的电阻值就越大。让ECU所检测到输入信号后，根据运算提供的喷气流量也就越大，使供给发动机的混合气越浓。既然有故障的ECU把启动时检测到的输入信号变小了，不能运算出足够的喷气流量去提供足够的燃气，以满足低温时需要浓混合气的要求，那只要我们通过增大水温传感器两端电阻，就可以弥补ECU内启动控制部分的故障，令ECU检测到的信号相应提高，使其本身喷气量相应提高，以满足启动时的浓度需要。增加电阻值虽能使发动机在冷状态下顺利启动，但也会影响启动后发动机的正常工作。要保证启动后发动机回复正常工作状态，就要考虑冷启动时增加的电阻，在启动后能自动消除，要满足以上条件，可以通过加装一个继电器，电路通过一个五脚继电器，利用启动信号作为控制电源，在启动时，触点1—3闭合，把电阻R串联在水温传感器的回路上增加电阻，实现启动加浓；在启动后，触点1—3断开，触点1—2闭合，恢复原水温传感器电阻以满足发动机启动后的正常工作不受影响。
电阻R的选用，根据以上的检测结果可知，当温度约为30Ω左右时，2个水温传感器的串联电阻阻值约为2.5kΩ，此时ECU提供的喷气流量可以使冷车顺利启动。热车是否能顺利启动呢?根据对启动时喷气量的检测结果分析，从理论上讲，只要使电阻R保持不小于一定的阻值，就可以达到热车顺利启动的目的。为实现这一目的，只需将电阻R(1个水温传感器)安置在不受发动机温度影响的位置，使总的电阻值在启动时，能让ECU按收到的水温信号提供足够的喷油脉宽，满足顺利启动即可。以热车发动机80℃时为例，水温传感器标准电阻为330Ω，外界温度在29℃时，电阻R约1.3kΩ，此时的总阻值约1.63kΩ，在启动时ECU提供的喷气流量将为11.0ms左右，可以使发动机顺利启动。把电阻R(1个水温传感器)、继电器用导线按照改装后的电路图安装好。为保证电阻R在启动时保持不小于一定的阻值，把电阻R安置在ECU旁边，以避免受发动机温度的影响。然后，启动发动机，一次就能顺利启动，重复一次，测得此时的启动喷气量为11.1ms，温度显示为34℃。让发动机暧机，使水温达到80℃，关闭点火开关，重新启动，顺利启动车辆，测得启动喷气量为9.1ms，重复多次，都能顺顺利利启动。实验证明，电阻R选用1个水温传感器是可行的。让发动机再次降温、试车，冷、热状态下发动机都可以顺利启动，故障排除。
