奔驰s400hybrid混合动⼒故障检测
奔驰s400hybrid混合动⼒故障检测
摘要
随着现今社会能源⽇益紧张、空⽓⽇渐污浊的情况下，⼈们越来越注重⾃⼰⽣活的环境质量好坏，⽽混合动⼒汽车⼀种节能，低碳排放的交通⼯具，因此在不久将来其⼀定会成为消费者热衷的车型，然⽽由于混合动⼒汽车的复杂程度较传统汽车相⽐有较⼤的难度，因此其检测维修也对维修⼈员提出较⾼要求，本⽂对混合动⼒汽车的检测与维修进⾏了简单的概述，并对奔驰s400hybrid车型的检测与维修⽅法进⾏简单的介绍。
关键词：驰s400hybrid；混合动⼒汽车；检测；维修
⽬录
1.引⾔ (3)
2 混合动⼒汽车概述 (4)
2.1 混合动⼒汽车概念 (4)
2.2 混合动⼒汽车的特点 (4)
2.3 混合动⼒汽车的分类 (5)
3 混合动⼒汽车故障诊断概述 (6)
3.1 汽车故障诊断的定义 (6)
3.2 汽车故障诊断的⽅法及特点 (6)
4 混合动⼒汽车各动⼒元件的故障诊断 (7)
4.1 发动机的故障诊断 (7)
4.1.1 发动机故障诊断技术的应⽤ (7)二手车市场前景
4.1.2 发动机的故障分类和分析 (8)
5.奔驰s400hybrid混合动⼒汽车故障的检测 (9)
5.1奔驰s400hybrid混合动⼒汽车检测维修需注意的事项 (10)
5.2 奔驰s400hybrid混合动⼒汽车动⼒控制系统检测与维修 (10)
5.3 奔驰s400hybrid混合动⼒汽车电池系统的检修 (10)
6.结语 (11)
参考⽂献 (12)
1.引⾔
汽车故障诊断与检测技术是随着汽车的发展从⽆到有逐渐发展起来的⼀门技术。国外的⼀些发达国家，早在 20 世纪 40～50年代就发展成为以故障诊断和性能调试为主的单项检测技术。进⼊ 60 年代后，故障诊断与检测技术获得较⼤的发展，逐渐将单项检测技术联线建站（出现汽车检测站），演变成为既能进⾏维修诊断，⼜能进⾏安全环保检测的综合检测技术。随着电⼦技术的发展， 70 年代出现了检测控制⾃动化、数据采集⾃动化、数据处理⾃动化、检测结果⾃动打印的现代故障检测技术，检测效率极⾼。进⼊ 80 年代后，⼀些先进国家的现代诊断检测技术已达到⼴泛应⽤的阶段，给交通安全、环境保护、节约能源、降低运输成本和提⾼运输能⼒等⽅⾯带来了明显的社会效益和经济效益。
我国的汽车诊断与检测技术起步较晚，在 20 世纪 60～70 年代开始引进和研制汽车检测设备，进⼊ 8
0 年代以后，随着国民经济的发展，特别是随着汽车制造业、公路交通运输业的发展和进⼝车辆的增多，我国的机动车辆保有量迅速增加，随之⽽来的是交通安全和环境保护等社会问题。如何保证车辆快速、经济、灵活，并尽可能不造成社会公害等问题，已逐渐被提到政府有关部门的议事⽇程，因⽽促进了汽车诊断和检测技术的发展。交通部主持研制开发了汽车制动试验台、侧滑试验台、轴（轮）重仪、速度试验台、灯光检测仪、发动机综合分析仪、底盘测功机等等。国家在“六五”期间重点推⼴了汽车检测和诊断技术，并视其为推进汽车维修管理现代化的⼀项重要技术措施。交通部门⾃1980 年开始，有计划地在全国公路运输系统筹建汽车综合性能检测站，公安部门也在全国的中等
以上城市建⽴了许多安全性能检测站。20 世纪 90 年代初，除交通、公安两部门外，机械、⽯油、冶⾦、外贸等系统和部分⼤专院校，也建⽴了相当数量的检测站。到 90 年代末，我国的汽车检测诊断技术已初具规模，基本形成了全国性的汽车检测⽹。与此同时，我国交通部颁布了第 13 号部令《汽车运输业车辆技术管理规定》、 28 号部令《汽车运输业车辆综合性能检测站管理办法》，对汽车故障诊断与检测技术、检测制度和综合性能检测站等均作出了明确的规定，其组织管理也步⼊正轨。随着公路交通运输企业、汽车制造业和整个国民经济的发展，我国的汽车诊断与检测技术在本世纪必将获得进⼀步的发展。
2 混合动⼒汽车概述
混合动⼒汽车作为准绿⾊汽车，在发达国家⽬前已有多种产品问世。国内混合动⼒汽车要进⼊实⽤化，尚需要解决的问题和⾯临的挑战包括，开发具有⾼⽐能量和⽐功率的能量存储装置以及低成本、⾼效率的电⼦设备，还要有燃料经济性⾼、排放低的发动机等。⽬前各⼤汽车公司正在进⾏混合动⼒单元技术、能量存储技术和汽车集成电⼒电⼦模块等⽅⾯的研究。预计在未来10 年中，世界新⽣产的汽车中将有 40％以上的产品是混合动⼒汽车。
2.1 混合动⼒汽车概念
混合动⼒汽车的英⽂缩写为 HEV(Hybrid Electric Vehicle)。⼀般认为，混合动⼒汽车，是指在同⼀辆汽车中同时采⽤了电动机和发动机（发动机⼀般⼜被称为辅助动⼒单元， APU）作为其动⼒装置，通过先进的控制系统使两种动⼒装置有机协调配合，实现最佳能量分配，达到低能耗、低排放和⾼度⾃动化的新型汽车。
2.2 混合动⼒汽车的特点
混合动⼒电动汽车将发动机、电动机、能量储存装置（蓄电池）组合在⼀起，它们之间的恰当匹配和优化控制，可充分发挥内燃机汽车和电动汽车的优点，并尽可能地避免各⾃的不⾜，是当今最具实际开发意义的低排放和低油耗汽车。
较之纯电动汽车， HEV 有以下优点：
1）发动机为主动⼒源，电池为辅助动⼒源，电池的数量较少，因此汽车⾃⾝重量可以减少；
2）汽车的续驶⾥程和动⼒性可达到传统内燃机汽车的⽔平；
3）借助发动机的动⼒，可带动空调、真空助⼒、转向助⼒以及其它辅助电器，⽆需消耗电池组有限的电能，从⽽保证了驾车和乘坐的舒适性。
较之传统的内燃机汽车， HEV 则具有如下的优点：
波仕卡1）使发动机在最佳⼯况区域稳定运⾏，避免或减少了发动机变⼯况的不良运⾏，使得发动机的排放和油耗都⼤为降低；
2）在⼈⼝密集的商业区、居民区等地可⽤纯电动⽅式驱动车辆，实现零排放；
3）可通过电机提供辅助动⼒，因此可配备功率较⼩的发动机，并可通过电机回收汽车减速和制动时的能量，减少能量消耗。
2.3 混合动⼒汽车的分类
⽬前世界各国研究开发的混合动⼒电动汽车有不同的结构形式，根据其驱动系统的配置和组合⽅式不
同，分为串联式、并联式和混联式三种组合⽅式，各⾃的结构和形式特点介绍如下。第⼀类为串联式混合动⼒系统，即内燃机直接将产⽣的动能经过发电机转化为电能并储存到蓄电池，再由电池带动发动机为汽车提供动⼒，此类汽车⼀般⽤作城市公交上较⼴；第⼆类为并联式混合动⼒系统，即内燃机和电动机两个驱动系统既可以同时协调⼯作也可以各⾃单独⼯作，此类汽车较于适合不同的⾏驶路况，成本也较低；第三类为混联式混合动⼒系统，即内燃机和电动机驱动系统各⾃均有⼀套机械控制系统，两套系统或通过齿轮系统结合在⼀起，从⽽在汽车⾏驶过程中对两套系统进⾏综合控制，此类汽车机械构造复杂，成本也较⾼，奔驰s400hybrid 即为此类型。
2021上海车展3 混合动⼒汽车故障诊断概述
3.1 汽车故障诊断的定义
汽车故障诊断与检测技术是指在整车不解体情况下，确定汽车的技术状况，查明故障原因和故障部位的汽车应⽤技术，它包括汽车故障诊断技术和检测技，也可统称为汽车诊断技术。汽车在使⽤过程中，由于某⼀种或⼏种原因的影响，其技术状况将随⾏驶⾥程的增加⽽变化，其动⼒性、经济性、可靠性、安全性将逐渐地下降，排⽓污染和噪声加剧，故障率增加，这不仅对汽车的运⾏安全、运⾏消耗、运输效率、运输成本及环境造成极⼤的影响，甚⾄还直接影响到汽车的使⽤寿命，因⽽研究汽车故障的变化规律，定期检测汽车的使⽤性能，及时⽽准确地诊断出故障部位并排除故障，就成为汽车
使⽤技术的⼀项重要内容。因此，汽车故障诊断与检测是恢复汽车使⽤寿命的关键，是汽车使⽤技术的中⼼环节。
3.2 汽车故障诊断的⽅法及特点
汽车故障技术状况的诊断是由检查、测试、分析、判断等⼀系列活动完成的。传统的汽车故障诊断是建⽴⼈⼯经验检查的基础上，主要依赖于⼈⼯观察、推理分析和逻辑判断。现代汽车故障诊断则通过先进的仪器设备，利⽤电⼦控制技术，对汽车故障做出科学、快速的诊断。⽬前汽车故障诊断可归纳为以下⼏种⽅法。
鄂a02601．⼈⼯经验诊断法
经验诊断法是诊断⼈员凭借丰富的实践经验和⼀定的理论知识，在汽车不解体或局部解体的情况下借助简单⼯具，根据汽车运⾏时表现出来的异常状况，⽤眼看、⽿听、⼿摸等⼿段，边检查、边试验、边分析，进⽽对汽车技术状况做出判断的⼀种⽅法。这种⽅法具有不需要复杂的仪器设备，可以随时应⽤，以及投资少，见效快等优点。但这种⽅法必须依赖于维修检测⼈员长期积累的经验和反复观察，因⽽诊断速度慢、准确性差，不能进⾏定量分析。
2．检测诊断法
检测诊断法是在不解体的情况下，利⽤各种检测设备和仪器获取汽车、有关
总成乃⾄机构和零部件的各种参数、曲线和波形，并根据这些信息来分析判断汽车的性能与技术状况。这种⽅法的优点是检测速度快、准确率⾼，能进⾏定量分析；其缺点是价格昂贵、投资⼤，占⽤⼚房，操作⼈员需要培训。
3．⾃我诊断法
⾃我诊断法是利⽤计算机本⾝可以迅速监测控制系统的⼯作情况和存储数据这⼀特点，根据⼀定的预设程序，⾃动监测汽车受控系统范围内发⽣的故障并将其以代码的形式存储于汽车电脑中，驾驶员和维修⼈员根据⾃诊断系统发出的提⽰将故障码提取出来，从⽽得到汽车故障信息，进⾏故障诊断。随着汽车诊断技术的进⼀步发展，出现了⼀种汽车电脑故障诊断仪，也称解码器，它能将汽车电控单元 ECU（ Electronic Control Unit）存储的各种故障信息提取出来，进⾏译码整理、⽐较和分析，并将结论和处理意见以清晰的⽂字、曲线或图表⽅式显⽰出来。根据这些信息，可以判断故障的类型、发⽣的部位以及解决的⽅法。
4 混合动⼒汽车各动⼒元件的故障诊断
混合动⼒汽车动⼒总成的故障诊断是⼀个复杂的系统，⽽要想建⽴起完善的诊断模式，⾸先要研究分析组成动⼒总成各动⼒元件的故障诊断。下⾯将分别简单介绍混合动⼒各动⼒元件的故障诊断。
4.1 发动机的故障诊断
4.1.1 发动机故障诊断技术的应⽤
随着科学技术的发展，对发动机故障诊断的技术已进⼊到了变⾰的时代，⽓缸漏⽓试验器、废⽓分析仪和发动机诊断⽰波器在实践中得到了⼴泛的应⽤。当前⽐较先进的发动机诊断⽅法是以⽓缸漏⽓试验器、废⽓分析器(CO、HC 试验器) 和发动机诊断⽰波器为主体，并与其它辅助仪器恰当地组合使⽤，以此来保证得到⾼压缩压⼒、优良的混合⽓、⾼能量的电⽕花。诊断⽅法简单介绍如下：（ 1）⽓缸漏⽓试验——⼀台性能优良的发动机，其机械状况必须良好。所
谓发动机的机械状况是指活塞、活塞环、⽓缸盖、正时齿轮、凸轮轴、进⽓管及排⽓系统的状态。在诊断发动机机械状况好坏时，常使⽤⽓缸漏⽓试验器进⾏测量。所谓⽓缸漏⽓试验器是⼀种测定送⼊燃烧室内的泄漏空⽓量来了解⽓缸、活塞等部位压缩功能的仪器。试验器是⼀种流量计算机，其代表产品SUNCLT-2228、BOSH、 EFAW- 2210A等。借助于⽓缸漏⽓试验，测定进⼊⽓缸的空⽓有多少从活塞环、⽓缸壁、⽓门等部位漏掉，根据得到的数据判断发动机压缩机能是否良好。
（ 2）废⽓分析——要了解燃烧状况的好坏，可使⽤废⽓分析仪。废⽓分析时，把CO、 HC废⽓分析仪和底盘测功机结合使⽤为好。即使没有底盘测功机也能⾼效地诊断发动机。测定时，按操作规程，从排⽓管把废⽓引⼊试验器。测定CO、 HC不仅要在怠速时进⾏，还要测定各种转速下的数值，通过
分析仪采集的数据即可了解发动机燃烧状况。
（ 3）发动机诊断⽰波器的应⽤——降低燃油消耗，改善发动机性能，需要性能良好的点⽕源，以使吸⼊的混合⽓体完全燃烧。在诊断点⽕系⽅⾯，使⽤发动机诊断⽰波器为最简单的⽅法。发动机诊断⽰波器不仅能诊断点⽕系，⽽且熟练时还可以从燃烧室内压⼒的变化(⽕花波形的变化)判断混合⽓成分是否合适、喷射量的差异等。诊断发动机故障⽤的⽰波器，其主要波形有三种。①处主要与⽕花塞中⼼电极的磨损状况、配电盘盖、转⼦、⽕花塞间隙、空压⽐、压缩压⼒、点⽕时间有关。②处主要与插线、配电盘盖、转⼦、⽕花塞有关。③处主要与空燃⽐、燃料成分、喷射喷嘴状态有关。AB段主要受排⽓门烧损等漏⽓影响或其他缸体进⽓门漏⽓的影响。C点主要受线圈、电容器、线圈⾼压线影响。D 点主要受初级线圈电阻、触点、电容器、配电盘轴及内缘凸轮、闭合磁路型线圈状态、晶体管点⽕装置的影响。
4.1.2 发动机的故障分类和分析
针对发动机⽓缸多、故障多、层次复杂的特点，将发动机故障分为综合性故障、⼯作过程故障和零部件故障等三类。综合性故障是发动机的整体⾏为故障，它可能是由某个系统故障引起的，也可能是由某个或某⼏个⽓缸故障引起的。常⽤的诊断⽅法有⽆负载测功、瞬时转速测量和整体振声分析。⼯作过程故障是功
能性的，对其诊断能反映出某些系统或部件的性能恶化，但不能指出故障的细节。零部件故障是引起整体故障和⼯作故障的最低层次故障，有⽓门故障(⽓门间隙异常、⽓门漏⽓)、喷油故障和连杆组件故障(连杆铜套磨损、连杆轴⽡磨损等)等。发动机典型故障的具体现象、产⽣原因、诊断⽅法如表4.1所⽰。
表4.1 发动机故障诊断与分析
东风标致207两箱5.奔驰s400hybrid混合动⼒汽车故障的检测
根据我们前⾯所讨论的混合动⼒汽车类型有多种多样，因此其检测与维修的⽅法也有所不同，鉴于本⽂篇幅有限，不可能逐⼀讲到，因此笔者就从奔驰
400hybrid这款最具代表性的混合动⼒汽车为例来简单介绍⼀下其检测与维修
⽅法。
5.1奔驰s400hybrid混合动⼒汽车检测维修需注意的事项
奔驰s400hybrid由于其采⽤的为⾼压电路，其蓄电池部分的额定电压为200V，发电机和电动机的输出/输⼊电压均为500V，同时奔驰s400hybrid汽车内部对⾼压线路或部件均⽤橙⾊，因此汽车修理⼈员在对汽车进⾏维修时切记不要碰此类线路或部件。或是在维修之前，需要注意如下事项：断掉汽车电源开关；带好绝缘⼿套；将辅助蓄电池的负极电缆断开；拆下检修塞并由⾃⼰妥善保管；拆下检修塞后不要对汽车电源开关作任何操作，以免破坏汽车混合动⼒ECU；拆下检修塞后待5～10min钟再进⾏作业，确保汽车变频器放电充分；汽车维修时放置⾼压危险牌，警⽰他⼈注意安全；维修⼯具⼀定要妥善保管，切勿丢失在汽车内部，以免造成短路危险。
5.2 奔驰s400hybrid混合动⼒汽车动⼒控制系统检测与维修
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在对奔驰s400hybrid混合动⼒汽车控制系统进⾏检测与维修前，我们⾸先必须要做到弄清该型汽车的控制系统的组成及其⼯作原理，在此基础上结合电路图和相关维修资料严格遵守注意事项和各项步骤进⾏作业；其次我们要对汽车混合动⼒系统进⾏相关检查，主要包括，检查变频器；检查转换器；检查速度传感器；检查温度传感器；检查加速踏板位置信号等相关电控部件。
5.3 奔驰s400hybrid混合动⼒汽车电池系统的检修
奔驰奔驰s400hybrid混合动⼒汽车的电池系统主要由动⼒电池组、辅助电池组、冷却系统、检修塞系统、电流传感器等部件组成。由于任何蓄电池都具有使⽤寿命，奔驰s400hybrid所采⽤的镍-氢电池电
池组也不例外，如若此部分出现问题，则可通过整体更换蓄电池来进⾏维修。⽽汽车作为⾼耗能的产品，其电池组由于长时间的充电放电会使电池组出现发热的现象，如果电池组温度控制不好则会出现较严重的事故，因此电池组冷却系统就是为了确保电池保持在⼀定温度范围内，⼀旦温度超出这个值，冷却系统会⾃动开启对电池组进⾏降温。同时为了达到对电池组温度进⾏在线控制就需要电池ECU进⾏控制管理，其可以将电池组的充电状态、温度、电流、电压等数据进⾏实时监控，并负责冷却系统的⼯
作。同时为了确保汽车⽅便维修管理，因此在电池组的第 19 模块和第 20 模块中间安装了检修塞，通过检修塞来控制汽车线路中⾼压电路。
6.结语
混合动⼒汽车作为⼀种清洁的交通运输⼯具，其越来越受到多个汽车公司的重视，⾃奔驰推出⾸款混合动⼒汽车奔驰
s400hybrid之后，许多国家也开始对此进⾏相关投⼊，我国也已出现相类似的产品，虽然⽬前混合动⼒汽车在我国普及还⽐较困难，但在不久将来，混合动⼒汽车⼀定会以其节能、低碳排放等优点⽽得到消费者的亲睐。车辆在运⾏过程中，各部件受到⼒、热以及摩擦、腐蚀等多种理化作⽤，其性能指标和技术状况在不断变化，这不仅会影响到汽车的运输效率和使⽤性能，⽽且现代汽车在运⾏中⼀旦
发⽣故障，往往会造成严重的后果，这就要求在汽车运⾏过程中，对其运⾏状况及时进⾏监测，对其技术状况做出正确的评价和判断，及早发现故障并采取相应的措施，从⽽确保其⾼的使⽤性能和可靠性，提⾼运输效率，延长汽车的使⽤寿命。在电动汽车时代到来之前，混合动⼒汽车只是⼀种过渡产品。虽然如此，混合动⼒汽车技术亦是⼀种全新的技术，科技含量⽐较⾼。虽然现在也有不少样车在运⾏，但是技术还不是很成熟，经常出现各式各样的问题。这都需要在今后⼀步⼀步的解决。混合动⼒客车动⼒总成中的发动机、 AMT、电机和电池均由各⾃的电控单元系统控制，动⼒总成各动⼒元件之间通过 CAN 通信进⾏传递数据，⽽所有的数据以电信号形式实施传递。在车辆运⾏过程中，发动机、 AMT、电机和电池的 ECU（电控单元）之间交换数据，⽽各个 ECU 同时与动⼒总成多能源控制器交换数据，由于是电信号，容易受到电磁⼲扰，从⽽出现坏数据，产⽣故障。同样，由于各个动⼒总成电控单元所需要的数据需要从传感器中采集，如果传感器出现故障，采集到的数据将使电控单元产⽣错误判断，从⽽出现故障。混合动⼒汽车不⽐传统汽车，由于混合动⼒汽车装备⾼压电池组，如果⾼压电池出现泄露，将对车辆和乘客产⽣极⼤的危害。所以应在混合动⼒客车上加⼊故障诊断措施，实时监控混合动动⼒总成各动⼒元件的运⾏情况，确保车辆的稳定运⾏。在动⼒总成各元件出现故障时，应能保证车辆能跛⾏回家。
参考⽂献
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