汽車發(fā)動機故障燈亮信號是由汽車ECU發(fā)出的,ECU負責監(jiān)控和控制發(fā)動機各個系統(tǒng)的工作,涵蓋了進氣、排氣、燃油、點火及正時等系統(tǒng)。故一旦發(fā)動機電路系統(tǒng)方面、傳感器及控制模塊出現(xiàn)故障,均會引起故障燈亮,因此很容易引起用戶強烈抱怨。發(fā)動機故障燈亮的典型故障碼及其解決辦法如下。
P12C200故障碼及其解決辦法
曲軸箱通風系統(tǒng)的工作原理:發(fā)動機工作時,部分可燃混合氣和廢氣經(jīng)活塞環(huán)竄入曲軸箱內(nèi),曲軸箱通風系統(tǒng)可將竄入曲軸箱的油氣進行油氣分離,將分離出來的機油回到油底殼,分離后的廢氣再次被吸入氣缸內(nèi)燃燒[2]。
曲軸箱通風管主要由導電快插管接頭、尼龍管、線束上蓋分總成及密封圈等組成,當導電快插管接頭與曲軸箱和干凈管對接后,電路自動導通。發(fā)動機ECU可以通過探測電壓判斷電路是否連接正確。如果電路斷開,則會引起汽車發(fā)動機故障燈亮,并報P12C200故障碼,顯示曲軸箱通風管診斷電路電壓高。造成電路斷開的主要原因如下。
1.導電快插管接頭內(nèi)部電阻引腳焊錫不飽滿
如果曲軸箱通風管導電快插管接頭內(nèi)部電阻引腳部位焊接不飽滿,那么其所能承受的應(yīng)力會較小,而發(fā)動機溫度越高,應(yīng)力越大。故導電快插管接頭內(nèi)部電阻引腳虛焊的零件會存在無法承受此應(yīng)力的風險,從而導致引腳與焊錫脫開,形成電路斷路。
使用X-Ray檢查發(fā)現(xiàn),一部分故障件導電快插管接頭內(nèi)部電阻焊接側(cè)面焊錫點并未被完全浸潤。拆解電阻絲焊接部位時,發(fā)現(xiàn)電阻引腳與焊錫點脫開,電阻絲可以轉(zhuǎn)動。固化后進行刨切試驗,可看到焊錫未浸潤至背部,電阻引腳無焊錫包裹。進一步分析,發(fā)現(xiàn)電阻引腳部位無焊錫包裹或焊接端子背面錫量少是因為端子孔側(cè)邊塑料距離膠位僅0.1mm間隙,影響了焊錫的流動;且端子是預(yù)鍍錫板沖壓成型,鐵件的焊錫孔內(nèi)壁無鍍錫,會影響焊錫流動,導致端子背面的焊錫不足。
解決辦法:
1)去除鐵件側(cè)邊膠位塑料,增大焊接孔與側(cè)壁間隙(由0.1mm增大至0.9mm),使焊接孔到鐵件側(cè)邊都可被焊錫覆蓋到。
2)完全去除鐵件底部膠位塑料,使目視可以直接觀察底部透錫情況,如圖1所示。
2.導電快插管接頭內(nèi)部電阻絲斷裂
使用X-Ray檢查故障件時,同時發(fā)現(xiàn)部分故障件導電快插管接頭內(nèi)部電阻絲存在斷裂問題。進一步分析發(fā)現(xiàn)電阻絲直徑為0.43mm,而在用的注塑模具合模滑塊封膠位置為φ 0.42mm,兩者之間的配合間隙過小,且無避空結(jié)構(gòu),同時注塑模具合模封膠位置滑塊周邊都為尖角,故判定模具封膠機構(gòu)存在壓斷導電快插管接頭內(nèi)部電阻絲的風
解決辦法:
1)優(yōu)化注塑模具合模封膠位置滑塊設(shè)計,配合處直徑增加至0.46~0.47mm,保證封膠并避免滑塊將導電快插管接頭內(nèi)部電阻絲壓斷。
2)將滑塊周邊增加圓角R0.15,避免滑塊尖角將電阻碰傷。
3.導電快插管接頭彈片接觸點接觸不良
導電快插管接頭彈片與圓形觸點之間接觸面積較小,產(chǎn)生輕微晃動之后,容易產(chǎn)生導電不夠的問題,特別是在車輛顛簸過程中極可能會造成電路接觸不良的故障,如圖2所示。
采用標準直徑的導電快插管接頭驗證通斷,標準直徑接頭安裝后電阻顯示正常,但用手晃動會存在“時通時斷”問題。
解決辦法:優(yōu)化接觸方式,將點與面接觸方式更改為面與面接觸方式。
4.導電快插管接頭卡扣側(cè)向脫出
導電快插管接頭在流轉(zhuǎn)和裝配過程中,上蓋可能會受到外力作用,導致接頭側(cè)面卡扣松脫,這時也會造成整個電路斷開,從而引起發(fā)動機故障燈亮,并報P12C200故障碼。
解決辦法:
1 ) 優(yōu)化導電快插管接頭側(cè)面卡扣高度, 由(3.1±0.1)mm增加到4.1 0.05-0.03mm。
2)優(yōu)化加強筋結(jié)構(gòu),增加卡扣強度,如圖3所示。
P31500故障碼及其解決辦法
自動變速器柔性盤總成集成了起動齒圈、信號齒圈、定位銷及螺栓孔等,其中信號齒圈中有一個大齒缺主要用來尋找發(fā)動機的上止點。自動變速器柔性盤總成的主要作用之一是生成信號:飛輪信號齒圈共58個小齒和1個大齒缺,每個小齒及相鄰齒缺的角度之和為6°,大齒缺的角度為12°。曲位傳感器通過大齒缺采集發(fā)動機上止點位置,通過小齒及齒缺采集某一時刻曲軸轉(zhuǎn)過的角度和速度信號。
汽車發(fā)動機ECU設(shè)定飛輪自學習偏差閥值為5‰,當進入減速斷油工況時,ECU內(nèi)部進行飛輪自適應(yīng)周期自學習,當飛輪自學習閥值超過5‰時,發(fā)動機故障燈亮并報P31500故障碼(飛輪自適應(yīng)周期時間處于極限)。而造成自動變速器柔性盤總成自適應(yīng)周期時間處于極限的主要原因分析如下。
1.自動變速器柔性盤總成信號齒圈180°角度超差
梳理自動變速器柔性盤總成的工藝流程,發(fā)現(xiàn)側(cè)沖機夾緊壓頭與旋轉(zhuǎn)主軸上的工件定位盤之間無導向定位連接,側(cè)沖過程中的振動可能會導致夾緊壓頭與定位盤出現(xiàn)不同軸的情況,造成分度不均,增大了每次轉(zhuǎn)角的誤差,累積誤差引起信號齒圈180°角度超差。
解決辦法:
1)優(yōu)化軸向夾緊機構(gòu),夾緊時壓頭上的銷軸插入產(chǎn)品定位圓盤的芯軸內(nèi)進行定位。
2)將原不調(diào)心軸承更換成調(diào)心軸承,從而保證旋轉(zhuǎn)主軸與上夾緊壓頭絕對同軸,避免因不同軸造成分度不均的情況,消除角度旋轉(zhuǎn)誤差,如圖4所示。
2.自動變速器柔性盤總成信號齒圈外圓全跳動超差
3.自動變速器柔性盤總成信號齒筋寬超差
故障分析發(fā)現(xiàn)設(shè)備在旋轉(zhuǎn)時,有廢料豆卡入工裝與撓性盤之間的間隙,導致設(shè)備旋轉(zhuǎn)不到位,導致產(chǎn)生信號齒筋寬度超差。進一步分析發(fā)現(xiàn),凹模尺寸比凸模大0.5mm左右(相當于單邊間隙0.25mm),而料豆尺寸與凸模基本一致,造成了料豆與凹模之間存在較大縫隙,無法含住料豆,導致部分料豆因設(shè)備振動等原因從凹模落入工裝與工件的縫隙,阻礙工件旋轉(zhuǎn),造成旋轉(zhuǎn)不到位,如圖5所示(圖中粗線代表凹模尺寸,細線代表料豆尺寸)。
解決辦法:優(yōu)化凹模圖樣尺寸,將凸凹模單邊間隙由0.25mm減小至0.15mm。
4.自動變速器柔性盤總成信號齒去二齒寬度超差
解決辦法:
1)優(yōu)化側(cè)沖程序,改為沖掉初始1、2、3齒中間的兩個筋完成去二齒,將去二齒處可能產(chǎn)生的總誤差累計降到最低。
2)增加側(cè)沖前的整形工序(正校型),保證側(cè)沖時翻邊外圓的圓度,減小工匠翻邊與工裝間可能存在的摩擦,從而保證側(cè)沖工序的精度,將每個孔產(chǎn)生的誤差降到最低,從而使累計到最后的總誤差在圖樣要求范圍內(nèi)。
3)側(cè)沖工序增加每件前使用吹塵槍清理側(cè)沖工作臺的要求,避免工裝或工作臺工作位置墊屑,影響側(cè)沖機旋轉(zhuǎn)角度。
4)側(cè)沖機增加相位角來限制去二齒位置,并使用去二齒弦長控制去二齒弦長尺寸。
P2163和P2176故障碼及其解決辦法
節(jié)氣門控制器作為整個電子節(jié)氣門的核心部件,其中的控制策略及底層算法將直接決定節(jié)氣門的控制方式與控制精度[3]。
在車輛發(fā)動機起動狀態(tài)下,鑰匙打OFF擋熄滅過程中,在轉(zhuǎn)速下降至192~100r/min(約耗時0.9~1s)后立即上電,發(fā)動機在未完全停下就直接進入電子節(jié)氣門自學習策略時(自學習區(qū)間:0r/min<轉(zhuǎn)速<192r/min),同時激活了雙質(zhì)量飛輪的保護策略(飛輪保護區(qū)間:100r/min<轉(zhuǎn)速<400r/min),導致電子節(jié)氣門開度不能在限定時間內(nèi)開到上止點(該上止點為檢查上止點,時長約100ms,是初始位置+10°開度),進而導致汽車發(fā)動機報P2163故障碼(節(jié)氣門無法達到上截止位故障)。由于P2163故障的發(fā)生,導致在下一個駕駛循環(huán)中要求進行強制TPS自學習。如果在TPS自學習過程中,一旦出現(xiàn)不滿足自學習的條件,例如:車速大于2km/h,則汽車發(fā)動機故障燈亮并報出P2176故障碼(節(jié)氣門自學習條件不滿足故障),如圖6所示。
解決辦法:結(jié)合雙質(zhì)量飛輪保護策略和電子節(jié)氣門自學習策略,將原電子節(jié)氣門自學習轉(zhuǎn)速條件由0r/min<轉(zhuǎn)速<192r/min改為0r/min<轉(zhuǎn)速<64r/min,讓兩者轉(zhuǎn)速不重疊。
結(jié) 語
本文通過對汽車發(fā)動機故障燈亮典型故障碼進行分析,說明了發(fā)動機故障燈亮根本原因并提出了相應(yīng)的解決辦法,為后續(xù)的發(fā)動機的制造和設(shè)計起了一定的建議和參考作用。