南京金肯職業技術學院(211156) 趙寶平,胡家冬,鮑文娟
瑞風商務車空擋滑行時發動機轉速高
南京金肯職業技術學院(211156) 趙寶平,胡家冬,鮑文娟
故障現象 一輛行駛里程約為32.5萬km的2004年產江淮瑞風HFC6470A商務車(搭載韓國現代G4JS 2.4 L雙頂置凸輪16氣門電控汽油發動機和5速手動變速器),因空擋滑行時發動機轉速高而進廠檢修。據駕駛人反映,該車前幾天剛從二手車市場買來,在行駛過程中發現空擋滑行時發動機轉速高(大約在1 500 r/min),必須等車完全停下來后發動機轉速才能慢慢恢復至正常怠速轉速(約900 r/min)。懷疑是節氣門閥體過臟引起的,已在某快修店清洗過節氣門閥體,但故障并沒有得到解決。
故障分析 造成電控汽油發動機空擋滑行時發動機轉速高的可能原因有節氣門拉線回位不暢,節氣門位置傳感器(TPS)及其線路故障,節氣門閥體關閉不嚴或卡滯,怠速控制閥(ISC)及其線路故障,進氣系統漏氣,發動機ECU故障,發動機冷卻液溫度偏低(對于韓系G4JS 2.4 L 16氣門電控汽油發動機而言,發動機冷卻液溫度低于68 ℃會出現此類故障現象)等。
故障診斷 接車后首先對故障現象進行驗證。將點火開關轉至ON位,儀表盤上的發動機故障燈大約點亮3 s后能夠自動熄滅,說明發動機ECU自檢正常;待發動機起動著機后發動機故障燈也不點亮,在發動機起動著機的瞬間發動機高怠速正常(約1 200 r/min),然后慢慢恢復至900 r/min左右。通過反復驗證,發動機緩慢加速與急加速都很順暢,但觀察組合儀表內的發動機冷卻液溫度表,溫度表指針卻一直指示偏低(在C區域附近),這說明發動機一直處于低溫狀態運行。此時,用手觸摸發動機散熱器上下冷卻液管,感覺也不是太燙。用故障檢測儀對發動機控制系統進行檢測,讀取故障代碼,無故障代碼存儲;讀取發動機怠速時的動態數據流,各項數據流見表1所列。根據動態數據流可知,發動機冷卻液溫度偏低,懷疑該車發動機冷卻系統可能沒有安裝節溫器,使發動機冷卻系統始終處于大循環狀態運行,故發動機冷卻液溫度一直偏低,導致發動機一直處于暖機狀態(根據上述數據流可以看出,發動機怠速轉速高于正常怠速轉速,該款發動機的目標怠速為749.9 r/min)。于是,先拆下位于發電機上側的節溫器座處的冷卻液管進行檢查驗證,發現該車發動機的確沒有安裝節溫器,經與客戶協商,同意先安裝一個新的節溫器裝車試驗,試驗10 min后,發動機冷卻液溫度達到正常工作溫度(約90 ℃),發動機怠速轉速也恢復至正常怠速轉速,約750 r/min。
對該車進行路試,在路試過程中發現故障現象依舊存在(空擋滑行時,發動機轉速還是高,約1 500 r/min),而發動機原地急加速或緩慢加速,松開加速踏板后發動機轉速雖然能夠降至正常怠速,但感覺反應速度還是比較緩慢。為何發動機冷卻液溫度正常,怠速運行也比較平穩,而空擋滑行時發動機轉速下不來呢?懷疑節氣門閥體或其線路存在問題,決定對節氣門閥體及其線路進行相應檢查。因該車節氣門閥體在某快修店才清洗過沒幾天,懷疑節氣門閥體沒有安裝到位或存在密封問題,故對節氣門閥體拆下檢查,拆下后發現,節氣門閥體與進氣歧管之間沒有密封墊,而是涂了一層灰膠作為密封,怠速控制閥與節氣門閥體旁通氣道之間也沒有密封墊,也是通過灰膠進行密封。通過對節氣門閥體仔細觀察并結合維修經驗判斷,節氣門閥板基本能夠關嚴,應不存在關閉不嚴的可能。
用數字式萬用表測量節氣門位置傳感器及怠速控制閥的電阻,均正常。節氣門位置傳感器(TPS)端子A與端子B之間的電阻約為0.56 kΩ,端子A與端子C之間的電阻約為2.97 kΩ;怠速控制閥(ISC)端子A與端子C之間的電阻約為33.5 Ω,端子A與端子B之間的電阻約為16.5 Ω,端子B與端子C之間的電阻約為17.7 Ω。
接通點火開關至ON位,對節氣門位置傳感器(TPS)與怠速控制閥(ISC)的3端子導線連接器的供電線路分別進行測量,節氣門位置傳感器3端子導線連接器的端子1(供電電源)的電壓約為4.96 V(正常),端子3(信號線)對搭鐵的電壓約為4.56 V(正常),端子2經ECU內部搭鐵;怠速控制閥(ISC)3端子導線連接器的端子A與端子B之間的電壓約為7.7 V,但其電壓數值處于不斷跳變狀態(不正常),端子B與端子C之間的電壓約為8.1 V,且電壓數值也在不斷跳變(不正常)。
通過上述相關線路測量得知,該車怠速控制閥(ISC)的供電電壓與正常所測電壓有差異,懷疑是因為導線連接器內端子受潮短路引起的。于是,將導線連接器內的絕緣保護塑料片及防污橡膠軟墊輕輕取出,發現絕緣保護塑料片上有綠色的氧化物,并且導線連接器內及端子均處于潮濕狀態(圖1)。
當怠速控制閥導線連接器內部及其端子受潮后均會導致怠速控制閥線路短路,引起怠速控制閥供電線路電壓異常變化,從而引起怠速控制閥工作紊亂,最終導致發動機怠速控制不穩定。另外,通過觀察發現,怠速控制閥端子B的表面也粘上了很多綠色氧化物(圖2)。由圖3可以看出,怠速控制閥為雙線圈型,2個線圈由發動機ECU中分開的驅動級電路驅動。通過測量驗證,正常情況下怠速控制閥(ISC)3端子導線連接器在點火開關置于ON位(發動機不起動)時,端子A與端子B之間的參考電源電壓應在12.3 V左右,端子B與端子C之間的參考電源電壓也應在12.3 V左右。
故障排除 將受潮的怠速控制閥3端子導線連接器用電吹風烘干,烘干處理后怠速控制閥3端子導線連接器各端子之間的電壓仍不能恢復至正常的參考電源電壓(12.3 V左右),只能達到10.1 V或10.2 V左右,經路試,故障現象仍沒有好轉;懷疑發動機ECU也可能存在問題,用相同型號的發動機ECU裝車試驗,故障依舊。最終在客戶的同意下更換了發動機電控系統線束,更換發動機電控系統線束后,怠速控制閥3端子導線連接器的參考電源電源恢復至正常(約12.3 V),經反復對該車進行路試,故障現象徹底消失。再次讀取發動機怠速時的動態數據流,各項數據流恢復正常(表1)。
維修總結 該車故障主要是由2個因素所造成的,其一是怠速控制閥導線連接器內部端子受潮、受污,引起端子之間短路,致使其供電異常跳變和偏低,導致發動機怠速控制紊亂;其二是發動機冷卻系統沒有安裝節溫器,導致發動機冷卻液溫度始終偏低,發動機一直處于暖機狀態下工作,故發動機實際怠速始終高出目標怠速。建議業內同仁,在對節氣門進行清洗時,切勿用清洗劑對相關導線連接器(如怠速控制閥和節氣門位置傳感器的導線連接器)進行清洗,因為用清洗劑清洗后,清洗劑液體殘留在導線連接器內一時得不到散發,天長日久,便會使導線連接器內的端子氧化,造成相關傳感器或執行器在工作中接觸不良,影響到發動機的正常工作。
(2015-12-03)