主持專家:汪學(xué)慧(本刊編委會委員)
汽車維修高級技師,堅持在維修一線工作20余年;
深圳市汽車維修行業(yè)特聘專家;
深圳市首屆優(yōu)秀技師;
深圳市消費者委員會特聘汽車專家;
深圳市交通電臺“愛車有道”欄目嘉賓;
一汽豐田“愛車空中大講壇”節(jié)目嘉賓;
2000年獲得全國豐田技能大賽第三名。
某2018款的比亞迪E5純電動車,最近出現(xiàn)制動不靈,踩不下踏板的現(xiàn)象,前幾天因此險些追尾前車。檢修時對車輪制動器及各分泵、制動油管等進行檢查,均沒有發(fā)現(xiàn)異常。而后,在試車時發(fā)現(xiàn)制動踏板很硬,確實需要費較大的力氣才能踩下去,這證明制動裝置的真空助力器沒有正常工作,進一步查找原因,發(fā)現(xiàn)是沒有真空。請問老師,電動車的真空泵是如何工作的?這種真空泵常見的故障有哪些?
廣西讀者:郭明猛
轎車的減速和停車均需要踩下制動踏板,經(jīng)杠桿推動真空助力器,再推動制動總泵輸出液壓油到各個車輪的分泵,使各車輪制動器產(chǎn)生制動作用。該問題中駕駛電動車的車主,為避免車輛發(fā)生碰撞,踩制動踏板時感到踏板較重,就認為是制動不靈,實際上是真空助力器沒有起到助力的作用。該車的檢修結(jié)果是真空助力器并沒有損壞,而是當(dāng)時沒有提供真空,這就涉及到真空泵的問題了。
圖1 電動真空泵的外形
純電動車沒有真空源,不能自動產(chǎn)生真空。不像汽油發(fā)動機車輛,可以利用進氣腔自動形成真空源。電動車需要專門產(chǎn)生真空的裝置,這就是電動真空泵,其外形參見圖1。每次車輛準備行駛時,電動真空泵均會自動提前工作,讓車輛儲備一定的真空,以備車輛制動時真空助力器能隨時正常工作。
這種真空泵由電機驅(qū)動,由12V直流電源供電。車輛的內(nèi)部結(jié)構(gòu)中,兩個真空泵裝于左右兩側(cè),電機通過曲柄-連桿-活塞機構(gòu)驅(qū)動兩側(cè)的橡膠膜片移動而產(chǎn)生真空,真空接管用塑料制成,經(jīng)細軟管與制動的真空助力器直接相通,讓真空助力器內(nèi)部存有真空。利用大氣與真空的氣壓差,真空助力器可幫助推動制動總泵,極大地減小了駕駛員踩制動踏板的力。圖2是真空助力器的解體圖。
圖2 真空助力器解體圖
針對問題中所述的車輛,遠程指導(dǎo)該車維修過程中得知,解體真空泵仔細觀察,發(fā)現(xiàn)右側(cè)真空泵的密封圈局部有變形破損,出現(xiàn)了漏氣的現(xiàn)象,導(dǎo)致電動真空泵產(chǎn)生不了真空,才造成真空助力器不能正常工作。
電動真空泵是一種耐用的器件,使用頻率極高。隨著車輛行駛里程數(shù)的增加,使用時間的延長,較易損壞的部件及其出現(xiàn)的問題還有真空單向閥密封不嚴,以及電機的炭刷磨短(圖3)。炭刷彈力造成換向火花增多,會燒蝕電機的換向器,使電機運轉(zhuǎn)不良。另外電機的定子是用永磁材料制成的,受高溫和長時運行的影響,也會逐步退磁使電機輸出功率下降,造成真空泵功能的退化。
圖3 驅(qū)動電機的炭刷會被磨短
由于電動真空泵是涉及安全的重要器件,內(nèi)部裝置也十分精密,為保證安全行駛,一般不提倡解體真空泵來維修,一旦出現(xiàn)故障,多采取更換總成的方法處理。
一輛比亞迪元純電動車,行駛里程約12 000km,該車平時用住宅小區(qū)的交流充電樁充電,一直是正常的。最近因故障需要維修,停放在維修廠里三天,提車時發(fā)現(xiàn)車上的儲電不足,使用維修廠里的直流充電樁進行充電,卻意外發(fā)現(xiàn)該車不能正常充電。當(dāng)時懷疑該車在維修進程中充電與診斷的版本已被更改,用檢測儀現(xiàn)場診斷,沒有發(fā)現(xiàn)版本被更新的記錄。同樣的比亞迪元車,使用該充電樁可以正常充電。請問老師,該車的問題可能出在哪里?
廣東讀者:臺積英
比亞迪元是一款純電動車,采用三元鋰電池,電池貯電能量可達53kWh,驅(qū)動功率為120kW,續(xù)航里程可達400km。該車有慢充及快充兩種充電方式,快充可使用標(biāo)準的60kW充電設(shè)備,充電電流極大,可達100A以上,充滿電只需數(shù)十分鐘,由于充電較快,故直流快速充電較受市場的重視和歡迎。
從問題中所描述的情況來看,該車能進行正常的慢充,但為什么不能在直流充電樁上進行充電呢?分析應(yīng)主要查找與直流充電相關(guān)的部件,如BMS電池管理器、直流充電接口、高壓配電箱等。
直流充電口上有9個插孔,如圖4所示。除DC+和DC-是高壓充電的正負端口外。另還有CC1、CC2、S+、S-等4線,以及PE安全保護接地線、A+及A-是從充電樁發(fā)出的正負輔助控制線,以上共有7條線,起檢測、通訊、控制及保護等多項作用。
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圖4 直流充電口有9個插孔
當(dāng)充電插頭已插在車上的接口時,由充電樁先讀取接插口CC1孔對搭鐵端的電阻,若為1 000Ω,表示充電槍已插妥。此時充電樁發(fā)出喚醒信號給車上的電池管理器BMS,再由BMS發(fā)送信號至車身控制模塊BCM,車身控制模塊BCM有監(jiān)控門鎖、車燈及車窗等車身部件,以及CAN網(wǎng)絡(luò)通信等多項功能,這時車身控制模塊BCM控制與車輛充電相對應(yīng)的繼電器吸合。
充電插頭已接插上時,充電車輛也會檢測CC2對車身有1 000Ω的電阻,正常情況下CC2端的電壓為5V,以此可以確認車輛與充電樁連接正常。此時電池管理器控制儀表板上的充電指示燈點亮,并與快充設(shè)備進行充電網(wǎng)CAN通訊,在確認CAN通訊正常后,充電樁的直流高壓電正式向車輛的動力電池進行充電。
遠程指導(dǎo)該車維修過程如下。按上述充電程序,充電燈已亮表示CC1與CC2的確認已完成,充電系統(tǒng)處于允許充電狀況,但為什么還不能充電呢?這時自然懷疑到是否缺失CAN的正常通訊呢?
S+和S-是充電網(wǎng)CAN總線的高低線插孔,檢測其高線與低線間電阻近60Ω,是符合要求的。檢測CAN高線的電壓為5.6V,而低線電壓卻為12.4V,估計這是蓄電池的電源電壓值。正常情況CAN的高低兩線電壓值相差應(yīng)在0.5~1.2V之間,但此時相差卻過大,屬于不正常。CAN線正常時高線電壓約3.4V,低線電壓約1.8V,說明這時CAN總線出現(xiàn)異常,是造成不能正常通訊,導(dǎo)致車輛無法直流充電的原因。因交流充電是不需S+和S-信號的,故不會影響動力電池的慢充電。
沿著總線CAN的走向,在前艙線束到電池管理器BMS線路中,發(fā)現(xiàn)在GJB01接線盒中,蓄電池電源與CAN低線有短路情況,原來GJB01的第16針電源腳插歪了,針腳彎后與第20針腳接觸,而第20針即為CAN的低線,使之與蓄電池的電源相接,分析認為CAN高線5.6V的電壓也是受此影響而提升的。將GJB01接線盒中的針腳復(fù)位,再將此接插件插入,檢測CAN總線電壓恢復(fù)為正常的2.6V,該車的直流快充電的功能也完全恢復(fù)。
一輛新款福特??怂笴346,行駛里程超過10 000km,該車之前停放了6個月,最近駕駛中出現(xiàn)發(fā)動機無法啟動,儀表盤上出現(xiàn)“引擎故障請立即檢修”的提示。同時,機油壓力、防滑、ABS、制動和安全氣囊等多個警告燈點亮。該車發(fā)動機排量為1.6L,配裝有自動變速器,當(dāng)時想讓發(fā)動機運轉(zhuǎn)起來檢查故障點,但啟動機不能工作,發(fā)動機無法啟動。用IDS診斷儀檢測車輛,出現(xiàn)P06G9的故障碼,含義是“啟動系統(tǒng)故障”。根據(jù)故障現(xiàn)象及故障碼提示,初步判斷為啟動機本身或啟動控制電路故障。于是拆下啟動機檢修,給啟動機通電做空載試驗,其能夠正常高速旋轉(zhuǎn)。再檢查啟動CJB13繼電器,其工作也無異常,火線的電源電壓為12.7V,正常。為什么將啟動機裝到發(fā)動機上,卻不能正常運轉(zhuǎn)呢?向老師請教!
廣西讀者:陽淆詠
從問題中所描述的故障現(xiàn)象分析,啟動機不能帶動發(fā)動機,但檢查啟動機本身和啟動電路卻均是良好的,那可能是什么原因造成此故障呢?此車配裝有自動變速器,其中有個“空擋啟動開關(guān)”,只允許車輛在“P”或“N”擋時啟動發(fā)動機。如果這個開關(guān)出現(xiàn)了故障,啟動機也是不能正常運轉(zhuǎn)的。當(dāng)然,通常情況下,維修技師是不會忘記檢查的。
考慮到此車停放了6個月沒有駕駛,發(fā)動機還可能會出現(xiàn)“搭鐵不良”的故障。這種故障在正常行駛的車輛上極少發(fā)生,但有可能會在車齡較長,或長時間停駛的車輛上發(fā)生,所以此故障十分隱蔽。大家知道,蓄電池是裝在發(fā)動機艙內(nèi)的,其負極有較粗的搭鐵線與車身可靠連接,而發(fā)動機本體與蓄電池的負極應(yīng)可靠相連,也有專門的搭鐵線與車身連接,但發(fā)動機搭鐵線與蓄電池搭鐵線是分開安裝的,不是裝在同一處。
重新理清思路后,再細致檢查發(fā)動機的搭鐵線,果然在搭鐵螺栓上發(fā)現(xiàn)有明顯的變色現(xiàn)象,拆開此螺栓發(fā)現(xiàn)其有燒蝕痕跡,因接觸不良形成了搭鐵電阻。即使發(fā)動機搭鐵處有零點幾歐的電阻,在啟動時通過100A以上的啟動電流,就會產(chǎn)生幾伏的電壓降,就是說,蓄電池的電壓基本上在搭鐵處消耗了,從而導(dǎo)致啟動機無法旋轉(zhuǎn)。對發(fā)電機搭鐵螺栓進行刮擦處理后,車輛無法啟動的故障現(xiàn)象消失。
在檢修時因啟動機不運轉(zhuǎn),沒有負載電流存在,故檢測電壓屬正常狀況。也有的維修技師會以為,發(fā)動機是用螺栓牢靠地裝在車架上,所以發(fā)動機本體就可靠搭鐵了,不需要另外再裝搭鐵線。其實這個觀點是不正確的,發(fā)動機是通過機腳膠固裝在車架上的,機腳膠內(nèi)有橡膠墊做緩沖,能有效降低發(fā)動機運轉(zhuǎn)時的振動,但機腳膠本身卻是絕緣不通電的,仍然需要另裝專門可靠的搭鐵線。