- 混合動力汽車構造原理與檢修
- 趙振寧 邱潔 劉鳳珠
- 6610字
- 2020-08-28 16:51:03
第二節 維護勞動安全
一、一般工作流程
維修操作分為以下三個主要過程:
1)診斷。
2)拆卸、安裝、更換、拆解/重新裝配、檢查和調節。
3)最終檢查。
二、識別信息
1.車輛識別號
車輛識別號壓印在車身和認證標簽上。A為車輛識別(圖2-2),B為認證標簽(圖2-3)。

圖2-2 車輛識別

圖2-3 認證標簽
2.發動機系列號和傳動橋系列號
發動機系列號壓印在發動機氣缸體上。A為5ZR-FXE發動機系列號(圖2-4),傳動橋代碼壓印在殼體上,A為P410傳動橋代碼(圖2-5)。

圖2-4 5ZR-FXE發動機系列號

圖2-5 P410傳動橋代碼
三、維修注意事項
維修注意事項如圖2-6所示。

圖2-6 維修注意事項
1.著裝
身著清潔的工作服,戴好帽子,穿好安全鞋,戴好手套。從事高壓電操作前一定要進行下電操作,待逆變器中電容放電后再從事電池箱以外的高壓線路或高壓產品操作。
2.車輛保護
開始工作前,準備好散熱器格柵罩、翼子板保護罩、座椅防護罩及地板墊。
3.安全操作
與兩個或兩個以上人員一起工作時,務必要相互檢查安全情況,特別是在從事高壓操作時。在發動機運轉的情況下進行工作時,要確保修理車間中具備通風裝置,以排出廢氣,防止CO或NOx中毒。維修高溫、高壓、旋轉、移動或振動的零件時,一定要佩戴適當的安全設備,并且要格外小心不要使自己或他人受到傷害。頂起車輛時,務必頂在車輛底部的安全支撐規定部位。舉升車輛時,使用適當的安全設備。
4.準備工具和測量設備
開始工作前,準備好所需工具臺、專用工具、測量設備(萬用表、示波器和診斷儀)、油液和全部更換零件。
5.拆卸和安裝、拆解和裝配操作
在充分了解正確的維修程序和報修故障之后,對故障進行診斷。拆卸任何零件前,都要檢查總成的總體狀況以確認是否變形和損壞。如果程序復雜,要做記錄。例如,記錄拆下的電氣插接器、螺栓或軟管的總數。加上裝配標記,以確保將各零部件重新裝配到其原來位置。如有必要,可暫時對軟管及其管接頭做出標記。標記方法有記號筆記號、貼紙記號或手機照相記號等。如有必要,清洗拆下的零件,徹底檢查后,再裝配這些零件。
6.拆下零件的檢查
應將拆下的零件放在一個單獨干凈的鐵盤內,避免與新零件混淆或弄臟新零件。對于不可重復使用的零件,如襯墊、O形圈和自鎖螺母等要按照廠家提供手冊中的說明用新件進行更換。如客戶要求保留拆下的零件時,應保留拆下的零件,以備客戶檢查,不可欺騙客戶或藏匿部件,或以其他車輛的舊部件給客戶檢查,要注意對企業形象的影響。
7.工作完成后檢查
確保要更換的部件全部都正確安裝,力矩準確。例如在更換發動機機油過程中,要擰緊拆下和安裝的零件(機油加注口蓋、機油尺、地板墊等)。確保使用的抹布或工具沒有遺留在發動機室或車內。檢查并確認沒有機油泄漏。
四、高壓維修注意事項
1.下電操作
在檢查或維修高壓系統之前,務必遵守所有安全措施,例如需要在戴好絕緣手套后,才能拆下檢修塞,以防止電擊。將拆下的檢修塞裝在自己的口袋里,以防止其他技師在維修車輛時將其意外重新連接。拆下檢修塞把手后(圖2-7),除非修理手冊規定,否則請勿將電源開關置于ON(READY)位置,因為這樣可能會導致混合動力管理控制單元故障。拆下檢修塞把手后,在接觸任何高壓插接器和端子前,等待10min以使帶變換器的逆變器總成內的高壓電容器充分放電。

圖2-7 檢修塞拆卸
2.帶電操作時
帶電操作時務必佩戴絕緣手套、護目鏡,穿好安全鞋。對電池箱內元件進行帶電操作時,必須使用絕緣手套。
為了檢查手套是否有裂口,請按所示4步檢查(圖2-8):按a)圖所示將手套側放,然后按b)圖所示向上卷開口2次或3次,再按c)圖對折開口以將其封死,最后按圖d)所示放在耳側用手捏聽是否有氣體溢出,確保沒有空氣泄漏。通過以上四步來檢查手套是否有破裂、磨損或其他類型的損壞。

圖2-8 手套裂口的檢查
維修車輛時,特別是在高壓配電箱中帶電操作時,不要攜帶自動鉛筆或刻度尺之類的金屬物品,以免這些物品意外掉落導致短路。在接觸如配電箱中裸露的高壓端子之前,要戴好絕緣手套,并用檢測儀確定該端子的電壓為0V。需要長期暴露高壓插接器或端子時,要立即使用保鮮膜包住,再用絕緣膠帶將其包住絕緣,防止人為導致檢修塞處意外接通的觸電。使用保鮮膜的目的是防止絕緣膠帶的黏性物質粘在端子上不易清除,也防止因手上的鹽漬或其他污染物造成腐蝕產生電阻。應將高壓端子的螺栓和螺母緊固至規定力矩。力矩過大(損壞母孔導致松動)和不足(出現虛接電阻)均可能導致生成電阻故障,這個電阻在過大時會產生失火故障,是十分危險的。如果短時拆下端子,只要檢修塞下電操作完成,并完成驗電無電的操作后,可不必用絕緣膠帶將其包住(圖2-9),但不要用手接觸金屬部分,防止因手上的鹽漬或其他污染物造成腐蝕產生電阻。

圖2-9 高壓電纜的端子防腐蝕保護和絕緣隔離
使用“警告:高壓請勿觸碰”的標牌告知其他技師正在檢查和/或維修高壓系統。
在維修高壓系統之后和重新安裝檢修塞之前,再次檢查并確認以下內容:一是有沒有任何零件或工具遺留在高壓系統內。二是所有拆過的高壓端子緊固是否良好,電纜的正、負極插接器連接是否正確。三是進行包括高壓線束的作業時,使用纏有乙烯絕緣膠帶的工具或絕緣工具。安裝混合動力系統零部件時,例如HV蓄電池,確保連接的所有極性正確。
五、檢查或維修發動機室時應遵守的注意事項
儀表板上的“READY”高壓上電就緒燈點亮時(圖2-10),車輛的發動機會進入自動起動和自動停止控制,這個自動過程依據用電負荷的大小。為避免受傷,在發動機艙內作業時要確保電源開關內的指示燈和儀表上的READY燈都是熄滅的狀態。
如果主警告燈(圖2-10)、MIL(Malfunction Indication Lamp,故障燈)和充電警告燈中有一個點亮,則將智能檢測儀連接到DLC3檢查DTC(診斷故障碼)。然后,參考維修手冊中適用的故障排除步驟來檢查和維修受影響的部位。如果嘗試將電源開關置于ON(READY)位置時,READY燈未點亮,也需要執行上述操作。

圖2-10 儀表主要指示燈
1—READY燈 2—主警告燈 3—MIL 4—充電警告燈 5—多信息顯示屏
儀表綠色的READY燈在將電源開關置于ON(READY)位置時點亮,表示車輛已為駕駛準備就緒,高壓電已經過高壓配電箱的正、負極繼電器加電到逆變器。
主警告燈特征是三角內有個感嘆號。主警告燈點亮或閃爍,表示多信息顯示屏正顯示當前警告。根據警告,蜂鳴器也可能鳴響。混合動力系統或混合動力蓄電池系統發生任何故障時,主警告燈點亮或閃爍,蜂鳴器鳴響,多信息顯示屏上顯示警告“檢查混合動力系統”。
發動機MIL為黃色的故障燈,當發動機控制系統中出現故障時點亮。將電源開關置于ON(IG)位置和ON(READY)時也會點亮。
當電源開關置于READY時,蓄電池形狀的12V充電警告燈點亮,代表DC/DC轉換系統出現故障,相當于傳統汽車的發電機未給蓄電池充電。如果此燈連同主警告燈一同點亮,則務必檢查故障碼(DTC)。
六、12V蓄電池放電時應采取的措施
豐田普銳斯混合動力汽車使用標稱為12V的鉛酸蓄電池和標稱為201.6V的鎳氫蓄電池。12V鉛酸蓄電池為汽車的12V電系供電,鎳氫蓄電池為高壓電系供電,當兩種蓄電池放電時要使用不同方法重新充電。
標稱為12V的鉛酸蓄電池的電量完全耗盡時執行下列程序:切勿使用快速充電器,因為電流調節過大,導致充電電壓過高時車上的許多控制單元可能無法正常工作或損壞車上元件。為此,要使用車下充足電的蓄電池并聯車內饋電的蓄電池,因為蓄電池一般不在發動機機艙內,所以要通過發動機艙內的熔絲盒內輔助正極端子和車身搭鐵來并聯為車上蓄電池充電。方法是車輛處于駐車制動狀態,將電源開關置于OFF位置,并將鑰匙移出車內檢測區域。拆下發動機艙內的繼電器盒蓋(圖2-11),通常在一個標有紅色正號的蓋子下面找到熄火車輛的起動輔助正極端子,接上起動電纜,另一頭接救援車輛的輔助蓄電池正極端子。然后,找到救援車輛的輔助蓄電池負極端子接上起動電纜,并在熄火車輛上找到良好的搭鐵點,一般用發動機上的吊鉤作為搭鐵。這時救援車輛的12V蓄電池與熄火車輛的輔助蓄電池相連接,汽車的電控單元在12V供電狀態下處于可工作狀態,可以起動救援車輛的發動機,使發動機在略高于正常的轉速下運行。將電源開關置于ON(READY)位置。

圖2-11 用車下鉛酸蓄電池為車上鉛酸蓄電池并聯充電
在混合動力系統起動后。按照與連接時相反的順序立即斷開起動輔助電纜。不要使起動輔助電纜一直保持連接狀態,因為這時的外接蓄電池會成為用電設備,延長了原車電池恢復電能的時間。
七、混合動力車輛蓄電池放電時
12V蓄電池有電的情況下,如果未能起動混合動力系統,并且顯示HV蓄電池警告,蓄電池符號內部或側面標有嘆號時,則HV蓄電池可能放電。
混合動力車輛蓄電池放電或電量較低,或如果顯示“Low Traction Battery”(低牽引能力的電池),應更換混合動力車輛蓄電池總成。
八、車輛撞擊損壞后應采取的措施
1.工作安全
車輛配備了高電壓下工作的混合動力系統。混合動力系統使用HV蓄電池,采用鎳氫蓄電池時電解液為含氫氧化鉀的強堿溶液。務必按照維修手冊中的說明正確操作該系統。否則,可能會導致嚴重傷害或電擊。
事故現場應準備的用品:防護服(絕緣手套、橡膠手套、護目鏡和安全鞋);20L飽和硼酸溶液(將800g硼酸粉末放在容器中用水溶解);紅色石蕊試紙;ABC滅火器(可有效撲滅油火及電火);抹布或布條(用于擦除電解液);絕緣膠帶(用于電纜絕緣)和汽車診斷儀。
在事故現場應采取的措施:不要接觸可能為高壓電纜的裸露電纜。如果必須接觸電纜或不可避免意外接觸該電纜,則戴好絕緣手套并用絕緣膠帶將電纜絕緣。
如果車輛起火。則用ABC滅火器將火撲滅。如果試圖用少量的水滅火,不但不起作用,反而會更加危險。需用大量的水滅火或等待消防隊員滅火。
目視檢查HV蓄電池及其周圍區域是否有電解液泄漏。請勿接觸任何泄漏的液體,因其可能是強堿性電解液。戴好橡膠手套和護目鏡,用飽和硼酸溶液中和泄漏的液體,然后用紅色石蕊試紙測試該液體。檢查并確認試紙未變成藍色。用抹布或布條擦凈中和的液體。請勿接觸任何泄漏的液體,因其可能是強堿性電解液。如果皮膚接觸到電解液,則可用飽和硼酸溶液或大量清水進行沖洗。如果衣物接觸到電解液。則要立即將該衣物脫掉。
如果電解液進入眼睛,則要大聲呼救。不要揉擦眼睛。應立即用大量清水沖洗眼睛,然后去醫院就醫。
拆下HV蓄電池后,應使其遠離水。鎳氫蓄電池暴露在水中可能會使HV蓄電池產生熱量,從而導致起火。只有將車輛從水中拖出之后,才可以處理車輛。
如果懷疑任一高壓零部件和電纜損壞,則按照以下程序切斷高壓電路。過程中務必佩戴絕緣手套、護目鏡,穿好安全鞋。將電源開關置于OFF位置。如果不能將電源開關置于OFF位置,則從發動機室繼電器盒和接線盒總成上拆下動力管理系統的供電熔絲,例如IGCT熔絲和AM2熔絲。并確認READY燈熄滅。然后從輔助蓄電池負極(-)端子上斷開電纜。佩戴絕緣手套,然后拆下檢修塞。
拆下檢修塞把手后,除非修理手冊規定,否則請勿將電源開關置于ON(READY)位置,因為這樣電控單元會檢測到檢修塞上互鎖開關斷開的故障,這個故障一旦儲存,在檢修塞插回時,系統也無法上電就緒,要等診斷儀清除故障碼后才可能上電就緒。
2.移走損壞車輛
出現以下四個條件之一時用拖車拖走車輛:一是一個或多個高壓零部件及電纜損壞;二是與驅動系統、傳動橋或燃油系統有關的零部件損壞;三是主警告燈點亮;四是嘗試將電源開關置于ON(READY)位置時READY燈不亮。
在用拖車拖走車輛之前,要從輔助蓄電池的負極(-)端子上斷開電纜,并拆下檢修塞把手,以對高壓系統下電處理。
3.車輛牽引
如果READY燈熄滅或者在駕駛時出現異常噪聲、異味或強烈振動。則執行以下程序:
1)先將車輛停放在安全位置,防止追尾發生,或影響交通。
2)施加駐車制動,然后按下P位置開關。
3)將電源開關置于OFF位置,斷開行李艙內右側鉛酸蓄電池負極(-)端子上的電纜。
4)在佩戴絕緣手套的情況下拆下檢修塞把手。
牽引車輛時應遵守的注意事項:牽引損壞的車輛時,應使其前輪和后輪離開地面。如果在牽引損壞的車輛時使其前輪接觸地面,可能會導致永磁同步電機發電。根據車輛損壞的性質,這種電流可能會泄漏并導致起火。
在4個車輪著地的情況下牽引車輛:在4個車輪全部著地的情況下,如果需要使用繩索牽引車輛,則牽引速度不能超過30km/h,且只能牽引較短距離,然后用貨車將車輛拖走。將電源開關置于ON(IG)位置,將變速桿移至N位,并確認已選擇空檔(N)。如果輔助蓄電池斷開,則無法選擇空檔(N)。與變速器控制ECU有關的零件有故障時,可能無法選擇空檔(N)。確保牽引車輛的同時不要將電源開關置于OFF位置,否則可能選擇駐車檔(P),從而導致損壞或發生事故。如果損壞的車輛在牽引期間出現異常情況,則要立即停止牽引。
九、檢查模式程序
檢查模式是在檢查車輛時關閉TRC功能的模式,包括保養模式和認證模式。激活檢查模式之前,要先關閉空調,選擇駐車檔(P)的情況下起動混合動力系統,檢查并確認發動機在起動數秒后停止(發動機暖機檢查完成,動力正常)。激活相應的檢查模式并檢查車輛,各測試檔位見表2-1。
表2-1 檢查項目使用的檔位

MAINTENANCE MODE(二輪驅動用于測量廢氣)模式也稱保養模式,是讓發動機單獨運轉的模式。在這種模式下發動機保養時可進行點火正時檢查、怠速廢氣排放測試(CO,HC)檢查,以及使用速度表檢測臺和二輪底盤測功機等進行測試。方法是選擇駐車檔(P)時保持發動機怠速運轉。
CEFITIFICATION MODE(二輪驅動用于切斷TRC)模式也稱認證模式,在這種模式下可使用速度表檢測臺、二輪底盤測功機等進行測試,相當于在行駛檔位取消牽引控制的保養模式。
有關速度表測試的特殊注意事項:確保在保養模式下(D位)進行測試。請勿在速度表檢測臺上進行快速起動或快速加速,否則可能損壞傳動橋。實際的操作方法是緩慢踩下加速踏板,使車輛逐漸加速,然后進行測量。測量后,用制動器使車輛逐漸減速。
使用底盤測功機的特殊注意事項:開始D位測試之前,務必設置相應的負載。在最小負載下,對底盤測功機上的車輛執行突然加速或減速可能會損壞傳動橋。
不使用智能檢測儀激活保養模式:在60s內,執行以下步驟:①將電源開關置于ON(IG)位置;②選擇駐車檔(P)時,完全踩下加速踏板兩次;③選擇空檔(N)時,完全踩下加速踏板兩次;④選擇駐車檔(P)時,完全踩下加速踏板兩次。檢查并確認多信息顯示屏上顯示“保養模式”。踩下制動踏板時,通過將電源開關置于ON(READY)位置起動發動機。提示:豐田普銳斯混合動力汽車,選擇駐車檔(P)的情況下,保養模式下的怠速轉速大約為1000r/min。選擇駐車檔(P)的情況下,踩下加速踏板時,發動機轉速升高至1500r/min。將加速踏板踩下超過一半或完全踩下加速踏板時,發動機轉速升高至大約2500r/min。
使用智能檢測儀激活保養模式:將智能檢測儀連接到DLC3;將電源開關置于ON(IG)位置;打開智能檢測儀;進入以下菜單:Powertrain動力系統/Hybrid Control混動控制/Utility工具/Inspection Mode-2WD for measuring Exhaust Gas測量尾氣的檢查模式;檢查并確認多信息顯示屏上顯示“保養模式”。踩下制動踏板時,通過將電源開關置于ON(READY)位置起動發動機。在選擇駐車檔(P)的情況下,保養模式下的怠速轉速大約為1000r/min。選擇駐車檔(P)的情況下,踩下加速踏板時,發動機轉速升高至1500r/min。將加速踏板踩下超過一半,或完全踩下加速踏板時,發動機轉速升高至大約2500r/min。
不使用智能檢測儀激活認證模式:在60s內,執行以下步驟:①將電源開關置于ON(IG)位置;②選擇駐車檔(P)時,完全踩下加速踏板三次;③選擇空檔(N)時,完全踩下加速踏板三次;④選擇駐車檔(P)時,完全踩下加速踏板三次。檢查并確認多信息顯示屏上顯示“認證模式”;踩下制動踏板時,通過將電源開關置于ON(READY)位置起動發動機。
使用智能檢測儀激活認證模式:將智能檢測儀連接到DLC3;將電源開關置于ON(IG)位置;打開智能檢測儀;進入以下菜單:Powertrain/Hybrid Control/Utility/Inspection Mode-2WD for cutting TRC。檢查并確認多信息顯示屏上顯示“認證模式”;踩下制動踏板時,通過將電源開關置于ON(READY)位置起動發動機。
如果檢查模式期間控制單元檢查出故障,并存有DTC時,則儀表上的主警告燈點亮,且將出現警告信息。檢查模式期間出現此類問題會自動取消檢查模式,這時應排除故障并消除DTC,重新進入檢查模式。
檢查模式完成后,將電源開關置于OFF位置,解除檢查模式。若未取消檢查模式時行駛車輛可能損壞傳動橋。
復習題
1.如何使用混合動力汽車?
2.混合動力汽車一般工作流程是什么?
3.混合動力汽車識別信息有哪些?
4.混合動力汽車維修注意事項包括什么?
5.混合動力汽車高壓維修注意事項包括什么?
6.混合動力汽車檢查或維修發動機室時應遵守的注意事項包括什么?
7.混合動力汽車12V蓄電池放電時應采取什么措施?
8.混合動力汽車動力電池放電時的處理措施有什么?
9.混合動力汽車撞擊損壞后應采取的措施有什么?