C N G改裝無法標定故障

一輛捷達轎車，經改裝天燃氣后使用一段時間，因更換CNG減壓器，需重新標定，但出現了不能標定的故障，改裝所用系統為AC300兼容系統。AC300是波蘭一家CNG車用改裝設備生產廠 （當地質量技術監督局批準的改裝單位）的產品，是目前國內CNG改裝設備中比較先進的系統之一，國內有多家企業仿制生產與其兼容的系統。

燃氣ECU標定的操作過程是發動機在正常工作溫度、怠速工況且無其它額外負荷下，在燃氣ECU的控制下，用燃氣逐漸取代燃油。在這個過程中，燃氣ECU根據氧傳感器的信號，不斷修正噴氣脈寬，使發動機保持在正常怠速下，由于燃氣是逐漸切入取代燃油的，對發動機轉速的影響較小，也較容易確定合適的燃氣噴嘴的控制脈寬，當第1缸燃氣噴嘴脈寬確定后，其他幾個缸的脈寬也就基本確定了，所以其他幾個缸的燃氣切入取代燃油的過程也會進展較快，當所有燃氣噴嘴取代燃油噴嘴后，標定過程也就結束了。所以標定過程的主要目的是確定滿足發動機正常怠速所需的燃氣噴射脈寬，燃氣ECU同時收集計算了燃油ECU提供的燃油噴射脈寬，這樣就有了燃氣脈寬與燃油脈寬的比率，稱之為倍率 （Multiplier）。更準確地說，標定就是獲得怠速工況下燃氣與燃油的倍率值，有了怠速工況下的倍率值作基礎，其他工況下的燃氣脈寬的確定就有了依據，燃氣ECU根據不同工況下從燃油ECU收集到的噴油脈寬，用怠速倍率進行計算，就得到特定工況燃氣脈寬。當然這個燃氣脈沖寬度未必符合實際工況需要，我們知道即便是其他條件不變，仍然存在燃油與燃氣兩種流體在流動特性上的差異，不是一個簡單的倍率能解決的問題，這時氧傳感器提供的信號就作為最終修正燃氣脈寬的因素，最終確定某一工況下的燃氣噴射脈寬，這樣在某一特定工況下，燃氣脈寬與燃油脈寬的比率，又形成了這一工況的倍率值，最終燃氣ECU中會形成一張由發動機轉速、負荷、倍率組成的脈譜圖 （Multiplier MAP）。影響燃氣脈寬還有以下關鍵因素：燃氣溫度，燃氣壓力，進氣管絕對壓力。

標定過程故障現象 波蘭原廠提供的AC300系統安裝電路圖如圖1所示。用數據線連接燃氣ECU與PC，起動發動機到正常溫度，啟動調試軟件，進入標定界面 （圖2），當燃氣溫度達到設定值后，標定開始，在1缸燃氣噴嘴切入瞬間，燃油脈寬是3.7 ms，燃氣脈寬是5.3 ms，怠速較穩定，表現正常（此時的倍率是5.3ms除以3.7ms，約1.43）。緊接著燃油脈寬和燃氣脈寬迅速增加，如圖2右邊欄顯示，伴隨發動機轉速波動，進氣管絕對壓力值變大，圖2右上真空 （軟件翻譯有誤，應為絕對壓力）顯示值0.76 kPa，發動機正常怠速工況絕對壓力值應在0.35 kPa左右，之后發動機因怠速不穩熄火，標定失敗。

故障原因初步分析 燃氣與燃油脈寬迅速增大，說明燃氣ECU與燃油ECU因某種原因做出調整，且它們兩個設備調整的方向是一致的，是否與氧傳感器有關需要證實。氧傳感器信號值在圖2中部示波器部分有顯示，但顯示幅度小，不便于觀察。為此用發動機故障解碼儀協助分析，連接解碼儀與發動機ECU，重新進入燃氣標定調試。在再次出現燃氣、燃油脈寬增加的同時，通過解碼儀觀察氧傳感器輸出電壓，證實確實是混合氣稀，但噴油脈寬增加了幾倍，混合氣卻還稀，確實讓人費解。

對改裝電路圖的分析 國內AC300兼容改裝套件線路與波蘭原廠提供的改裝電路圖稍有不同，明顯不同之處是國內改裝增加了斷油繼電器，作用是在燃氣工作時切斷燃油泵供電電路，接線方法參考圖3實線部分。其中紅色實線是ECU的控制火線，應連接點火開關，但連接在此處也可以，控制火線的輸入電流約30 mA，不會對燃油泵供電電路有影響。閱讀調試軟件附帶的說明了解到，燃氣與燃油相互轉換不是一個簡單切換的過程，在對燃氣ECU標定時以及燃氣壓力降低的時候，AC300系統提供了燃氣與燃油組合工作的方式，所以斷油繼電器不能與燃氣電磁閥同步控制，具體到標定過程燃氣切換時，燃油泵供電電路不能被切斷。

故障原因再分析 標定過程中，當第1個燃氣噴嘴切入時，燃油仍是維持怠速運轉的主要燃料，如果燃油供應不足，氧傳感器會反映混合氣過稀，那么燃氣ECU與燃油ECU做出同樣的響應。故障原因是否為斷油繼電器有誤動作？為證實這一點，短接斷油繼電器30與87a端子，結果重新標定順利完成。為什么之前改裝設備能正常工作，更換減壓器后就出現這種故障？斷油繼電器受燃氣ECU控制，難道是燃氣ECU有故障？在檢查斷油繼電器時，發現繼電器接線有異常，如圖3虛線部分。繼電器附近多出了紅 （帶熔斷器）、黑兩根線，經檢查這兩根線是燃氣ECU的電源線，原本應接在蓄電池正負兩端，但現在紅線接燃油泵供電端，黑線就近在駕駛員側工作臺下搭鐵，另外還發現，在改裝時需剪斷燃油泵供電線 （如圖3紅／白線），為方便連接斷油繼電器，在剪斷處連接引出兩根電線，但這兩根線太細，且接頭處氧化嚴重。

故障排除及總結 將兩根細且氧化嚴重的線換掉，燃氣ECU的電源線按要求接在蓄電池兩端，故障徹底排除，本故障有兩點需總結。

1）之所以將燃氣ECU的電源線連接在燃油泵的供電線路上，可能是當初安裝燃氣ECU時出于保護ECU的目的，將ECU固定在駕駛室內，這樣電源連線連在燃油泵電源端比較方便，但這恰好說明安裝人員對燃氣ECU電源線的作用理解不到位。一方面電源線提供ECU本身及其他傳感器、執行器用電的需要，如果連接在燃油泵供電線路上，會增加燃油泵線路的負荷，也難以保證燃氣ECU用電需要。另一方面電源線還有保持記憶的功能，連接在燃油泵繼電器上，不能保證連續供電。

2）改裝必然要剪斷燃油泵供電線，但引出的接線選擇太隨意。當燃氣ECU與燃油泵同時工作時，由于兩根引線太細以及接頭氧化，電阻較大，壓降較大，造成燃油泵供電電壓不足，供油量受到較大影響。通過與駕駛員交流，也證實用油行駛時，中小負荷就表現無力，只是很少用油行駛，也就沒有在意。之所以最初安裝時沒有出現標定故障，也可能是引線接頭處還未出現氧化，燃油泵的供油量還勉強能夠維持需要，我們知道標定過程隨著燃氣噴嘴的逐個換入，燃油的需要量越來越少，所以故障容易出現在第1缸燃氣換入過程。