汽车电气系统故障检修实例精解
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第一节 蓄电池及其连接电缆故障检修实例

一、标致307轿车蓄电池突然失去电能

1.故障现象

一辆标致307轿车从车库开出后熄火,再次起动时发动机因起动转速低而不能起动,并很快出现起动机不转、电动车窗不能升降的故障现象。按照车主的说法,蓄电池在车库第一次起动时还是好好的,突然失去电能,肯定是蓄电池坏了。

2.故障检修过程

(1)故障可能性分析

根据此故障现象初步分析故障原因,蓄电池是在再次起动时其电能迅速下降至“没电”的,蓄电池严重亏电或蓄电池极板硫化的可能性较大;另一个可能的原因是电源线路连接不良。

(2)故障诊断方法

用万用表测量静止状态下的蓄电池正负极桩之间的电压为12V;接通起动开关时电压下降很小,说明蓄电池在起动状态下的输出电流很小,初步判断为蓄电池与起动机之间的电缆线连接不良,并非蓄电池本身的问题。

然后在起动发动机时,检测蓄电池正负极桩上两电缆线夹之间的电压,只有7.2V,最终确认为蓄电池极桩与线夹接触不良。将蓄电池正负极桩线夹拆下,发现线夹内表面有一层黑色的氧化物。

(3)故障处理措施

用砂纸将两个电缆线夹内表面的氧化物清除干净,再装回线夹后,起动正常,故障排除。

3.故障实例分析

本例故障是由蓄电池极桩上的线夹安装不紧引起的,因为极桩上的线夹如果没有松动,线夹内表面未接触空气、也不会产生电弧放电,线夹内表面就不容易氧化。该例故障在检修时未发现线夹有松动,是因为其内部的氧化物及灰尘太多而膨胀,将线夹与极桩之间的间隙填满且涨紧了。

检查故障时,先测量蓄电池静止状态和起动工况下正负极桩之间的电压,其目的是大致判断蓄电池是否严重亏电或极板硫化等。然后检查起动时蓄电池正负线夹之间的电压,如果电压低于蓄电池正负极桩之间的电压,就可确认线夹与极桩之间接触不良。

二、刚充足电的蓄电池装车后不能使起动机正常工作

1.故障现象

一辆东风EQ1090型载货汽车,因起动转速低而发动机起动困难,驾驶人认为是蓄电池亏电。将蓄电池拆下进行了补充充电,采用定压充电,蓄电池充电12h,充电过程一切正常。蓄电池装车后起动仍然运转无力,发动机难以起动。

2.故障检修过程

(1)故障可能性分析

从故障现象分析故障可能的原因有蓄电池亏电、蓄电池极板硫化、起动电路连接处接触不良、起动机有故障等。由于蓄电池刚刚充了电且充电过程无异常,初步排除蓄电池亏电和极板硫化的可能性;蓄电池电缆线刚连接,起动机电源接线柱连接也很牢固,所以故障的可能性就只有起动机了。

(2)故障诊断方法

将起动机拆下,用蓄电池做电源对其进行空载试验和全制动试验,以检验起动机的性能。检验结果起动机性能良好,重新装车后起动机仍然运转无力。用手摸蓄电池极桩上的线夹,感觉发热,将线夹拆下后发现其内表面有脏污(铜锈),原来起动机运转无力故障是由该处接触不良引起的。

(3)故障处理措施

用清水将线夹冲洗干净,再重新上紧电缆线夹后故障随即排除。

3.故障实例分析

通常情况下,起动机运转无力的故障可能性最大的是蓄电池亏电,其次是起动电源线路连接处接触不良。但本例蓄电池刚刚进行了补充充电,且充电过程正常,所以排除了蓄电池亏电和极板硫化等可能性。蓄电池极桩与线夹的连接是刚接上去的,且很牢固,故误认为起动电源线路连接也无问题,结果导致了“起动机故障”的误判,故障检修走了弯路。

本故障检修实例提供两点启示:往蓄电池极桩上连接电缆线夹时,要注意检查线夹内有无脏污、氧化和锈蚀;遇起动转速过低故障时,不要只根据起动电源线路连接是否牢固来判断连接处接触良好与否,还要通过万用表测量连接处的电压降(起动时)或接触电阻(电路断路时)来检验线路连接是否接触不良。如无万用表时,可用手感受线路连接处的温度来判断连接处是否接触良好。当连接处接触不良(有接触电阻)时,较大的起动电流通过时就会产生热量。

三、解放CA1091型载货汽车蓄电池经常亏电

1.故障现象

解放CA1091型载货汽车经常出现起动转速偏低、发动机起动困难的现象。发动机起动后充电电流(该车型有电流表)短时间较大,但会很快降至很小,下次起动时起动转速过低,发动机起动困难的现象又会再现。

2.故障检修过程

(1)故障可能性分析

起动转速低,在发动机起动后的短时间内可以有较大的充电电流,这说明蓄电池在起动发动机后呈亏电状态,且发电机充电正常。汽车运行中发电机充电电流下降很快,且总是保持很小的充电电流,据此可大致判断为蓄电池极板硫化。

(2)故障检修方法

卸下蓄电池对其进行补充充电,充电过程蓄电池电压上升过快,很快呈现出充足电的现象(电解液大量冒气泡),摸蓄电池壳体的温度很高,测量电解液的密度则偏低。根据充电过程的这些现象,蓄电池极板硫化故障确定无疑。

(3)故障处理措施

对蓄电池极板硫化不严重的可进行去硫化充电,将极板上的粗晶体硫酸铅慢慢溶解电离后还原为活性物质(PbO2、Pb)。本例更换了新蓄电池后故障排除。

3.故障实例分析

蓄电池严重亏电与极板硫化放电时的表现相似,但充电时的表现却大不相同。因此,根据蓄电池充电时的现象就很容易判断蓄电池是亏电还是极板硫化。

蓄电池极板硫化与极板活性物质脱落的故障表现在放电时和充电时都很相似,明显的区别是:蓄电池极板严重硫化时,通过加液孔可看到极板上有白色的霜状物,而蓄电池极板活性物质大量脱落,则可以在充电终期看到电解液混浊。根据此不同可区分蓄电池是极板硫化还是活性物质脱落。

导致蓄电池极板硫化最常见的原因是蓄电池长时间处于未充足电状态,因此,当蓄电池有亏电的现象时,应立刻用充电电源对其进行补充充电后再继续使用。

四、发电机电压失控引起的蓄电池爆炸

1.故障现象

一辆柳州五菱LZW1010P型汽车在正常行驶中蓄电池爆炸,更换新蓄电池后又出现了爆炸。

2.故障检修过程

(1)故障原因分析

蓄电池在使用过程中爆炸原因主要有:

1)蓄电池加液盖小孔堵塞,使充电过程中产生的氢气和氧气不能及时排出,这些气体的积聚,使蓄电池内压力升高而导致蓄电池容器被膨破或产生爆炸。

2)蓄电池内部有接触不良,在工作时产生火花点燃氢气和氧气导致蓄电池爆炸。

3)充电电流过大,产生大量的氢气和氧气,遇周围电路连接不良产生火花而引爆蓄电池。

(2)故障检修方法

本例是多次发生蓄电池爆炸,蓄电池本身故障的可能性小,首先需要检查蓄电池爆炸的原因之一,即充电电流是否过大。

起动发动机并保持在中速,检测发电机的电压达20V;测量其充电电流超过了30A,充电电流过大,可能是电压调节器短路而使发电机电压失控所引起的。

(3)故障处理措施

发动机熄火后,更换新的电压调节器,再检测发电机的电压,电压稳定在正常范围之内。

3.故障实例分析

发电机电压过高或失控而导致充电电流过大,蓄电池过充电产生的氢气和氧气就多,这些可燃气体不能及时地散发掉,遇有明火即会造成火灾或引起蓄电池爆炸。本例蓄电池安装在后排座椅下,空间狭小且通风较差,蓄电池过充电产生的大量氢气和氧气集聚在内,恰好又遇附近电路连接不良,汽车行驶的颠簸振动使线路连接不良处瞬间断路而产生电火花,引燃蓄电池外部和内部的可燃气体,造成蓄电池爆炸。

五、上海桑塔纳轿车蓄电池总是亏电

1.故障现象

一辆上海桑塔纳轿车因蓄电池亏电而不能起动,通过推车将发动机起动后,行驶一段时间蓄电池可得到恢复,停车后马上起动发动机可以顺利起动,但停车时间稍长些蓄电池又会呈现亏电状态。

2.故障检修过程

(1)故障原因分析

发动机起动后充电指示灯显示正常,汽车行驶中蓄电池电能会有所恢复,这说明发电机及电压调节器正常,蓄电池亏电的原因有两个方面:一是蓄电池自放电;二是用电设备及其电路有漏电或短路。

(2)故障检修方法

直观检查蓄电池盖表面较为干净,此处不可能漏电。拆卸蓄电池极桩上的线夹时有强烈的电火花,而此时点火开关及其他用电设备开关均处于关断状态,因此可以确定用电设备、开关及继电器、相关的线路有短路或漏电之处。

用电流表串联在蓄电池负极桩与拆下的电缆线夹之间,测量电路的漏电电流,果然有近20A的电流。再仔细检查各用电设备开关,确实都处于关断位置,将各条电路的熔断器逐个拔下,漏电电流并不见减小,说明这些电路没有短路或漏电。

再逐个拔开继电器,当拔开进气预热加热器继电器时,漏电电流消失,这说明该继电器、继电器控制的加热器电路及加热器有短路故障(图1-1)。手摸该继电器时其表面温度较高,所以判断为该继电器的故障,拆开继电器,发现其触点已烧蚀粘连。

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图1-1 桑塔纳进气预热加热器控制电路

FU17—17号熔断器 F35—进气预热温度开关 K81—加热器继电器 N51—进气预热加热器

(3)故障处理措施

更换新的进气预热加热器继电器,并对蓄电池进行补充充电,蓄电池总亏电现象消失。

3.故障实例分析

图1-1中的30号线是直接连接蓄电池正极的电源线;15号线是点火开关在“点火”或“起动”位置时通电的小容量电源线;X是点火开关在“点火”或“起动”位置时通电的大容量电源线。从图1-1所示的进气预热加热器控制电路原理图可知,当进气预热加热器继电器触点烧蚀粘连后,进气预热加热器就始终处于通电状态,从而造成了蓄电池的亏电。

用电设备及其电路有漏电或短路所引起的故障现象与蓄电池自放电现象相同,都是停车一段时间后蓄电池出现亏电状态。因此,当汽车在停车时有“蓄电池自行放电”现象时,首先应检查汽车电路(各电气设备的开关、继电器及线路)有无短路和漏电,不要盲目地更换蓄电池。

六、丰田马克轿车蓄电池自放电严重

1.故障现象

一辆丰田马克(MARK—Ⅱ2.0L)轿车,停放一晚后,第二天就会出现蓄电池亏电现象,更换蓄电池后不久亏电现象又会重现。

2.故障检修过程

(1)故障原因分析

根据故障现象分析最有可能的是汽车电路中(某电器或线路)有漏电或短路,因为更换蓄电池后亏电现象又会出现,蓄电池自放电的可能性很小。此外,不能排除同时有发电机充电不良而导致蓄电池的电能不能及时恢复的可能性。

(2)故障检修方法

直观检查:检查发电机传动带松紧度,合适;观察仪表板上的充电指示灯,工作正常。

通过检测发电机的输出电流来检验发电机的发电性能:在发电机的“B”接线柱和蓄电池正极桩之间串联一只量程为50A的电流表,然后起动发动机并加速至2000r/min,读取电流表上的电流值为8A,用万用表测量蓄电池正、负极两端的电压为14~15.1V,正常。保持发动机的转速,打开前照灯远光灯,并将鼓风机开关开到最高档,再读取电流表指示的电流值为26A左右,该车的标准值为大于30A。询问驾驶人得知该车晚上基本不出车,根据目前发电机的发电量,蓄电池不应出现亏电情况。

既然有发电机以外的原因导致蓄电池亏电,接下来就要检查汽车电路中的漏电或短路处。关闭点火开关,拆下蓄电池负极电缆线夹,再用线夹去碰负极桩时,有较强的火花,这说明电路中有漏电之处。为查找漏电处,将万用表拨至电流档,并串接在蓄电池负极极桩与负极线夹之间,在点火开关关断时,其电流约为200mA。而始终与蓄电池连接的发动机控制器(ECU)和电子钟等正常的耗电量很小,因此可以断定,汽车电路中有漏电故障。有可能漏电的地方主要有如下4处:

1)点火开关不良而漏电,导致受点火开关控制的电路通电,而放掉了蓄电池的电能。

2)发动机控制器(ECU)和电子钟等常用电设备还有其他漏电之处。

3)起动机及其电路漏电。

4)发电机及其电路漏电。

上面1)、2)项电路共用一个接线端子连接于蓄电池正极,将该接线端子断开时仍然有200mA放电电流,说明漏电在其他的电路中。再将串联在蓄电池与发电机“B”接线柱的熔断器拔开,电流表指针指在20mA左右,这说明发电机部分(发电机、电压调节器及相关线路)有漏电处。

经检查,发电机线路无故障,拆下发电机,检测发电机“B”接线柱与搭铁之间的电阻,检查结果为发电机内部无搭铁处;再将发电机装复,不装发电机电压调节器,将发电机“B”接线柱导线接上并将熔断器插回去后,电流表指针仍在20mA左右,但是装上发电机电压调节器后,电流表指针又达到200mA,这说明发电机电压调节器漏电。

(3)故障处理措施

更换发电机电压调节器后,故障排除。

3.故障检修实例分析

通常的电源电路电压调节器只有“+”接线柱通过点火开关连接蓄电池正极及发电机“B”接线柱,关断点火开关后,电压调节器与蓄电池就断开了。但也有一些集成电路电压调节器有一个B端直接连接发电机的“B”,该车型发电机电压调节器就属此类。因此,电压调节器内部与B端子相连的电路有漏电故障时,就会在发动机不工作时(点火开关关断时),蓄电池通过电压调节器放电,从而导致蓄电池的亏电。

七、奔驰300SE蓄电池总亏电

1.故障现象

一辆奔驰300SE型轿车每天早晨都不能起动,需并联一个蓄电池才能起动。起动后一整天车辆起动性能都很好。该车发动机起动后,仪表板上的充电指示灯可以熄灭。在某家修理厂检修过,被认为是蓄电池老化了,更换了蓄电池,但是早晨起动时故障仍存在。

2.故障检修过程

(1)故障原因分析

充电指示灯工作正常,但蓄电池在早上起动时总是电能不足,且更换了新蓄电池后故障仍存在,可能的故障原因主要有两方面:一是车上电气设备、控制开关和继电器、相关的线路有漏电;二是发电机发电性能不良,导致了充电电流过小。

(2)故障检修方法

首先关闭车上所有用电设备,并将点火开关转至“OFF”位置。拆下蓄电池负极,将万用表转至“×50mA”档,表的正表笔接在蓄电池电缆线夹上,负表笔接在蓄电池负极桩上,观察电流表指针略有摆动,这是车上功率很小的用电设备(如ECU常接电源、电子钟等)消耗的电流,这点电流不至于使蓄电池亏电。

再检查发电机的发电量。当发动机工作时,用电压表测量蓄电池正、负极桩间的电压,为14V,电压正常。拆下发电机+B接线柱上连接线,将电流表串联在蓄电池和发电机之间,检查发电机输出电流:将电流表的两接线端弯成圆环状,一端接在发电机+B接线柱,另一端接在发动机室右侧的接线板上(图1-2),该接线板连接蓄电池的正极。

起动发动机,让其怠速运转,这时发电机的输出电流约为10A。加速至2000r/min时,电流仍在10A左右,说明无负荷时,发电机工作正常;打开前照灯、空调等用电量大的用电设备,将发动机加速至2000r/min,电流表指针指在30A左右,也属正常。检查结果反映发电机发电性能良好。拆下发电机认真检查,也没发现发电机内有任何问题。那么蓄电池亏电是由什么原因引起的呢?

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图1-2 检测发电机输出电流的电流表连接

再回顾检查发电机发电量时,电流表的一端接在接线板上,并非连接于从发电机+B接线柱拆下的导线端。也就是说,这种连接方式测量时,发电机的输出电流并没有经过发电机+B接线柱到接线板的这段导线,莫非是这一段导线有问题?

为验证此猜疑,拆下连接接线板的电流表一端,并用螺栓和螺母将其连接于从发电机B接线柱拆下的导线端,再起动发电机试验,无负荷时发电机发电量正常;而打开前照灯、空调等用电量大的用电设备时,电流只有15A,这就说明发电机至接线板间的这段导线不良。

(3)故障处理措施

将发电机“+B”接线柱至接线板间的这段导线拆下,剥开胶皮后发现导线已严重腐蚀,有的地方已经折断。更换新导线后,故障排除。

3.故障检修实例分析

本例在检查发电机发电性能时,为找个捷径反而费了不少周折,实际则不然。如果检测前是有意识地让电流表测量电路不经该段导线,检测的结果为正常,再让检测电流经过该段导线检测结果为不正常,就可明确判断出该段导线有问题了。如果是这样,不经该段导线测量发电机输出电流就成了故障诊断的一个正确步骤了。

设想一下,如果第一次检测发电机输出电流时电流表是直接串联在发电机+B接线柱和连接+B的导线端,即让检测的发电机的输出电流通过发电机+B接线柱至接线板再到蓄电池正极的导线,测得的结果肯定是发电机输出电流过小,那么故障的可能性有两个:①发电机本身发电不良;②发电机+B接线柱至蓄电池正极桩之间的导线有问题。要区分是发电机还是连接导线,还是需要再次检测。

八、富康汽车蓄电池电能不足

1.故障现象

一辆富康两厢轿车在热车时可勉强起动,冷车时则不能起动,只能通过推车才能起动发动机。

2.故障检修过程

(1)故障原因分析

热车可以勉强起动,冷车时起动机转速低或不能转动,起动机已损坏的可能性较小,最有可能的是蓄电池亏电或有极板硫化、活性物质脱落等故障,或是起动电源线路连接处接触不良。

(2)故障检修方法

检查蓄电池极桩与线夹连接、起动机电源接线柱连接均无问题,但发现蓄电池没有固定,询问车主蓄电池为什么没有固定,车主说上次更换蓄电池后就一直没有打开过发动机盖,自己也不知道蓄电池没有固定。维修人员提出要更换蓄电池,车主则认为该蓄电池换上去还不到半年,蓄电池可能只是亏电,对其补充充电后应该还可以使用。后对蓄电池进行了补充充电,并将蓄电池安装牢固后,顺利起动发动机,将车开走。但第三天难以起动的故障又出现了,对蓄电池再进行补充充电,但与前一次一样,电充不进去(电压应在很短的时间就充上来),这说明蓄电池已经损坏。

(3)故障处理措施

车主将车开到服务站,更换了蓄电池后故障排除。

3.故障检修实例分析

故障维修人员提出更换蓄电池是对的,因为该蓄电池没有固定,汽车在行驶中颠簸振动引起蓄电池的冲击振动,很容易使极板上的活性物质脱落、隔板受损,甚至导致蓄电池极板短路。该蓄电池补充充电时充不进电,就已经验证了由于蓄电池没有固定而导致其活性物质脱落。

九、红岩载货汽车跑长途回来后蓄电池电能不足

1.故障现象

一辆红岩牌载货汽车前两天刚跑完长途回来,早上起动发动机时,起动机运转无力,难以起动,最后还是靠起动电源将发动机起动。

2.故障检修过程

(1)故障原因分析

用外加的起动电源能将发动机起动,说明起动机及起动电源电路没有故障。唯一的可能性就是蓄电池已损坏了。

(2)故障检修方法

检查蓄电池电解液液面,发现电解液已严重不足,现有的液面高度大约只有正常液面高度的1/3。添加蒸馏水,使电解液恢复至规定的高度后再起动,起动机还是运转无力。对蓄电池进行补充充电,发现蓄电池电压上升很快,温度也在较短的时间上来了,在电解液大量冒气泡后不久停止充电,检测电解液的密度,明显低于正常值。这些现象说明了该车所用的两块蓄电池均已有较严重的硫化。装车后,第一次虽然可以起动,但反复两三次后,起动机运转无力的现象又重新显现。

(3)故障处理措施

将蓄电池重新从车上拆下,进行去硫化充电后再装车,并对发电机调节器进行了检查与调整,故障排除。

3.故障检修实例分析

汽车在长途行驶中蓄电池长时间处于充电状态,加之该车发电机电压调节器调节电压值偏高,使蓄电池长时间过充电,电解液大量消耗,驾驶人又疏忽了对蓄电池电解液的检查和及时补充,从而导致了蓄电池电解液液面太低。极板暴露于空气中而使极板氧化,在行驶中的颠簸振动使电解液与已氧化的极板接触,又使极板上的硫酸铅硬化(硫化)。因此,几天的时间,就使蓄电池严重受损。

十、上海桑塔纳轿车因蓄电池亏电而不能起动

1.故障现象

一辆上海桑塔纳轿车出车时起动困难,通过推车才将发动机起动,车主将此车开走,全天开车、停车、起动都很顺利。第二天再起动则又出现了起动机转速很低或根本不转,发动机又无法起动。

2.故障检修过程

(1)故障原因分析

根据故障现象分析,蓄电池存在自放电或外电路有漏电的可能性最大,也有可能因发电机充电不良而使蓄电池不能恢复。

(2)故障检修方法

用辅助电源将发动机起动后,用万用表直流电压档检查发电机的电压,为14.5V左右,属于正常。

关断点火开关,将蓄电池的负极电缆线夹拆下,再用线夹触碰蓄电池负极的极桩时,不跳火,说明外电路没有短路或漏电。

根据检查结果最后判断为该蓄电池自放电严重。

(3)故障处理措施

将该蓄电池拆下,更换同型号的新蓄电池后,车辆放置数天也没出现过因蓄电池亏电而不能起动的故障。

3.故障检修实例分析

蓄电池轻微的自放电是不可避免的,但每昼夜自行放电量超过额定容量的2%就属于故障了。除了蓄电池盖表面脏污导致漏电外,导致蓄电池严重自放电最常见的原因就是其电解液不纯。