学习情境6

学习情境六冷启动困难的故障诊断与排除工学目标情境描述相关知识知识一冷启动困难的故障概述知识二排除冷启动困难故障相关知识知识三冷启动困难故障相关部件的使用与保养能通过与客户交流、查阅相关维修技术资料等方式获取车辆故障信息。能根据故障现象制订正确的维修计划。能根据维修计划，学会用正确的检测和诊断设备对冷启动困难的故障进行诊断和分析。能使用万用表、故障诊断仪、示波器及发动机综合分析仪等常用检测和诊断设备对引起冷启动困难的故障的各个系统进行检测。掌握冷启动困难的故障诊断的诊断流程及诊断思路，能独立进行基本诊断、故障码诊断、症状诊断的操作。能正确记录、分析各种检测结果并做出故障判断。根据环保要求，正确处理对环境和人体有害的辅料、废气液体和损坏零部件。工学目标下一页返回能根据故障现象进行诊断和分析，制订正确的诊断流程，并选择正确的检测和诊断设备。掌握造成该故障相关零部件的使用与保养方法。工学目标上一页返回2010年12月12日居住在北京的王先生驾驶一辆捷达轿车来到售后服务站，王先生描述该车在市区内行驶了10000km，保养了3次，发动机号为JLTD00000000000006，车牌号为吉A0006。该车在早晨经常出现冷启动困难、冷启动后怠速抖动、冷启起动后加速不良的现象，于是开车到4S店进行维修。根据车主描述的现象，请查阅相关资料对此故障进行诊断并排除，修理完毕后如实填写故障案例报告单。情境描述返回电喷轿车冷启动困难是指在冷启动时，要启动十多次才能着车，启动后发动机工作一切正常，无其他异常现象。但启动困难会大大缩短蓄电池和起动机的使用寿命。电子控制燃油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，计算出最佳喷油量、最佳初级电路导通时间，并转变成控制信号，控制喷油器、点火线圈等执行机构工作，以控制喷油量和点火提前角，从而使发动机在各种工况下都能获得最佳工作状态。从汽油发动机的工作原理可得，要使发动机能顺利着车，必须具备以下条件：①供给的混合气要符合工作状况所需的空燃比(浓度)。②工作时要有合适的气缸压力和喷油压力。③点火时要有足够的电火花能量。知识一冷启动困难的故障概述下一页返回造成冷启动困难的主要原因有哪些?如启动时蓄电池电压过低、喷油器故障、高压线故障、火花塞故障、燃油泵保险丝故障、燃油压力故障、气缸压力故障等，如果这些方面都正常，那故障原因可能是混合气的浓度过稀所致。因此，应检查空气滤清器、怠速电磁阀、节气门位置传感器、空气流量计，水温传感器等。知识一冷启动困难的故障概述上一页返回电源系统故障造成冷启动困难相关知识一、概念蓄电池(俗称“电瓶”)是一种将化学能与电能互相转换的装置，是可逆的低压直流电源。蓄电池放电时，将其储存的化学能转换为电能；蓄电池充电时，将电能转换为化学能储存起来，直到化学能储存满时充电结束。汽车上装有发电机与蓄电池两个直流电源，蓄电池与发电机并联，共同向全车用电设备供电。在发动机正常工作时，由发电机向全车用电设备供电，与此同时，蓄电池处于充电状态，由发电机给蓄电池充电。蓄电池的作用如下：(1)在发动机启动时，给起动机提供大电流，同时向点火系统、燃油喷射系统及发动机其他用电设备供电。(2)在发电机不发电时，由蓄电池向用电设备供电。知识二排除冷启动困难故障相关知识下一页返回(3)当取下汽车钥匙时，由蓄电池向时钟、发动机及车身的ECU存储器、电子音响系统及防盗报警系统等供电。(4)当发电机超载时，蓄电池协助发电机供电。(5)当发电机正常发电时，蓄电池可将发电机的电能转换为化学能储存起来(即充电)。(6)蓄电池相当于一个大容量电容器，在发电机转速和负载变化较大时，能够保持汽车电源电压的相对稳定。同时，还可吸收电路中产生的瞬间过电压，保护汽车电子元件不被损坏。汽车上所使用的蓄电池主要是为了满足起动机的需要，所以，通常称之为启动型蓄电池。启动型蓄电池在短时间(5～10s)内可提供强大的启动电流(一般为200～600A，最大可达800～1000A)。知识二排除冷启动困难故障相关知识上一页下一页返回二、蓄电池的构造普通铅酸蓄电池主要由极板、隔板、电解液、壳体、联条、极柱(桩)等部分组成。蓄电池由单体电池组成，12V蓄电池由6个单体电池串联而成，每个单体电池电压为2.1V，如图6一1所示。正、负极板：极板分为正极板和负极板两种，均由栅架和填充在其上的活性物质构成，如图6—2所示。蓄电池充、放电过程中，电能和化学能的相互转换就是依靠极板上活性物质和电解液中硫酸的化学反应来实现的。正极板：其上活性物质是二氧化铅PbO2，呈深棕色。负极板：其上活性物质是海绵状纯铅(Pb)，呈青灰色。栅架：作用是容纳活性物质并使极板成形，一般由铅锑合金浇铸而成。其中含锑5%～7%，加入锑是为了提高栅架的机械强度并改善浇铸性能，但加锑的副作用是引起蓄电池的自放电。知识二排除冷启动困难故障相关知识上一页下一页返回国产负极板的厚度为1.8mm、正极板的厚度为2.2mm(正极活性物质脱落和栅架腐蚀是决定蓄电池使用寿命的主要原因)。进口蓄电池普遍采用薄型极板，正、负极板的厚度均在1.1～1.5mm。薄型极板在相同体积的情况下可以提高蓄电池的容量，改善蓄电池的启动性能。为了增大蓄电池的容量，将多片正、负极板分别并联，组成正、负极板组，装在单体内，如图6－3所示。由于正极板的机械强度差，所以在每个单体中负极板组比正极板组多一片，这样每一片正极板都处于两片负极板之间，使其两侧放电均匀，防止正极板弯曲变形。隔板：为了减小蓄电池的内阻和尺寸，蓄电池内部正、负极板应尽可能地靠近，但为了避免彼此接触而短路，正、负极板之间要用隔板隔开。隔板材料应具有多孔性和渗透性的特点，且化学性能稳定，即具有良好的耐酸性和抗氧化性。常用的隔板有木质隔板、微孔橡胶隔板、微孔塑料隔板、玻璃纤维隔板和纸板等。知识二排除冷启动困难故障相关知识上一页下一页返回电解液：电解液由专用硫酸(密度1.84g/cm3)和蒸馏水按一定比例配制而成，密度一般为1.24——1.309g/cm3(电解液的温度为25℃)。配制电解液必须使用耐酸的器皿，切记只能将硫酸慢慢地倒入蒸馏水中，并不断搅拌。壳体：蓄电池的壳体作用是用来盛放电解液和极板组的。要求应由耐酸、耐热、耐振、绝缘性好并且有一定机械强度的材料制成，一般采用橡胶或塑料制成。壳体内部由6个互不相通的单体组成，底部有突起的肋条以便放置极板组。肋条之间的空间用来储存脱落下来的活性物质，以防止在极板间造成短路，极板装入壳体后，上部用与壳体相同材料制成的电池盖密封。每个单体的顶部有一个加液孔，用于添加电解液和蒸馏水，也用于检查电解液液面高度和测量电解液密度等，加液孔盖上设有通风孔，供蓄电池化学反应中产生的气体(氢气H2和氧气O2等)能随时逸出。知识二排除冷启动困难故障相关知识上一页下一页返回联条：联条的作用是将单体电池串联起来，提高整个蓄电池的端电压。普通蓄电池联条的串联方式一般是外露式，而新型蓄电池联条的串联方式是穿壁式，如图6一4所示。一、蓄电池的工作原理1.电动势的建立当正负极板各一片浸入电解液时，通过活性物质与电解液反应的过程使负极板带负电，正极板带正电。当反应达到平衡时，溶解便停止，此时负极板具有负电位，约为－0.1V，正极板呈正电位。当达到平衡时，约为＋2.0V。因此，当外电路未接通时，蓄电池的静止电动势约为2.1V。2.蓄电池的放电当蓄电池接上负载后，在电动势的作用下，电流If从正极经过负载流往负极(即电子从负极到正极)。知识二排除冷启动困难故障相关知识上一页下一页返回3.蓄电池的充电充电时，应将蓄电池接直流电源(充电机)。当电源电压高于蓄电池电动势时，在电源电压作用下，电流从蓄电池正极流入，负极流出(外电路电子是从正极流向负极)。四、蓄电池的检修方法1.极板硫化蓄电池长期充电不足或放电后长时间未充电，极板上会逐渐生成一层自色大晶粒的PbSO4。这种现象称为硫酸铅硬化，简称硫化。阻碍了电解液的渗透和扩散，使蓄电池的内阻增加，启动时不能给起动机提供足够大的启动电流，以致不能启动发动机。蓄电池极板硫化后的现象：在充、放电时会有异常现象，如放电时蓄电池容量下降很快，用高率放电计检查时，单体蓄电池端电压急剧降低；充电时单体蓄电池端电压上升快，电解液温度迅速升高，但密度却提高很慢，且过早出现“沸腾”现象。知识二排除冷启动困难故障相关知识上一页下一页返回产生极板硫化的主要原因是：(1)蓄电池长期充电不足，或放电后没有及时充电。(2)蓄电池内液面过低，使极板上部与空气接触而发生氧化(主要是负极板)。(3)电解液密度过高，电解液不纯、环境温度温差较大等因素也能引起蓄电池极板硫化。平时注意事项，为了避免极板硫化，蓄电池应经常处于充足电的状态，放完电的蓄电池应及时进行补充充电，电解液密度要选择恰当，液面高度应符合规定。对于已经硫化的蓄电池极板，轻者可用去硫化充电法消除极板硫化；重者蓄电池应报废。2.自放电充足电的蓄电池，放置不用会逐渐失去电量，这种现象称为蓄电池的自放电。造成故障性自放电的原因有以下几个方面。知识二排除冷启动困难故障相关知识上一页下一页返回(1)电解液中有杂质，这些杂质在极板周围形成局部蓄电池而产生自放电。(2)蓄电池内部短路引起的自放电。(3)蓄电池盖表面不清洁，如有电解液等，会造成自放电，还会使极桩腐蚀。因此，为了减少蓄电池的自放电，电解液的配制应符合要求，使用中还应经常保持蓄电池表面的清洁。3.极板活性物质大量脱落极板活性物质脱落一般多发生在正极板上，其特征为充电时电解液中有褐色物质自底部上升，单体蓄电池端电压上升快，电解液过早出现“沸腾”现象，而电解液密度不能达到规定的最大值；放电时，蓄电池容量明显下降。极板活性物质大量脱落的原因有充电电流过大、过度充电时间过长、低温长时间大电流放电等。另外，蓄电池受到剧烈振动时，一也会引起极板活性物质脱落。知识二排除冷启动困难故障相关知识上一页下一页返回4.极板短路极板短路的故障现象是：充电过程中，电解液温度迅速上升，单体蓄电池端电压与电解液密度上升缓慢；放电时，蓄电池容量明显下降。极板短路的原因主要有：隔板损坏；活性物质在蓄电池底部沉积过多、极板弯曲及金属杂质落人正、负极板之间等。对于短路的蓄电池必须将其拆开，查明原因，排除故障。五、蓄电池使用中技术状况的检查1.电解液液面高度的检查电解液液面应高出极板10～15mm，液面高度可用玻璃管测量，如图6一5所示。目前使用的新型蓄电池都是采用塑料透明壳体，可以从蓄电池侧面观察液面高度，蓄电池容器侧面有液面高度指示线，电解液不足时应加注蒸馏水。注意：除非确知液面降低是由于电解液溅出所致，否则不允许加入硫酸溶液。知识二排除冷启动困难故障相关知识上一页下一页返回2.放电程度的检查放电程度可以通过测量电解液密度得到，如图6一6所示。根据实际经验，电解液密度每下降0.01g/cm3，相当于蓄电池放电6%，所以根据所测得的电解液密度就可以粗略估算出蓄电池的放电程度。3.启动性能的测试蓄电池的主要作用是给起动机提供大电流，所以蓄电池的主要性能也就是启动性能。高率放电计是模拟接人起动机负荷，测量蓄电池在大电流(接近起动机启动电流)放电时的端电压，用以判断蓄电池的启动能力和放电程度，如图6－6所示。测试时，用力将高率放电计触针压紧蓄电池正、负极，保持5s，若蓄电池端电压能保持在9.6V以上，说明该蓄电池性能良好，但容量不足；若稳定在10.6～11.6V，说明蓄电池是充足电状态；若蓄电池端电压迅速下降，则说明蓄电池已损坏。知识二排除冷启动困难故障相关知识上一页下一页返回4.蓄电池极桩连接状态的测试为保证蓄电池在车上能给起动机提供大电流，除蓄电池本身的技术状况良好外，蓄电池极桩与电缆线的连接非常重要，极桩与电缆线的连接是否可靠，可通过测量二者之间的压降来确定。如图6－7所示，将电压表正表棒接到蓄电池的正极桩上，负表棒接到正极桩电缆线的线夹上，接通起动机，使起动机带动发动机工作，这时电压表的读数不得大于0.5V，否则说明极桩与线夹接触不良