上汽大眾車系診斷思路（22）

文：陳中澤

上汽大眾車系診斷思路（22）

文：陳中澤

大眾車系以科技含量高，安全可靠著稱，在我國汽車市場上占據的份額較大，對剛走入汽車維修企業的新手而言，不可避免地會接觸到大眾車型。由于目前汽車職業院校的教材內容相對滯后，學生學到的汽車專業知識明顯地不適應當前的維修要求，如何在實際中快速了解大眾汽車的結構和特點，既是每個新手亟盼提高自己的渴望，也是故障診斷所必須具備的知識條件。維修實踐證明，關注學習知識細節可以提高故障診斷能力，本文根據筆者所見所聞，介紹一些上汽大眾汽車的知識點，愿以拋磚引玉，激發起新手們的學習興趣，使其在實踐中舉一反三，學以致用，鞏固知識，從而加深對大眾汽車的認知水平。

12.發動機噴油控制方面的知識細節

在遇到混合氣品質類的故障時，許多維修人員常常只注重套用自己以往積累的經驗，而忽視汽車基礎理論的指導。雖然有經驗的維修人員，通過發動機運轉征象和排氣狀態可以大致了解當前混合氣的狀態，所謂“濃游稀抖”就是在實踐中得出的怠速混合氣品質的經驗描述。但實踐中可以經常發現，發動機怠速抖動和游車并存，或者是在非怠速工況下混合氣濃稀偏離程度較小，靠人的感觀無法認知和界定當前混合氣的濃稀程度。這時就必須借助故障診斷儀的支持來判別了，基礎理論的應用也就有了用武之地。

切實理解和掌握一些基礎理論知識，運用數據分析的方法找出疑點，并具備直觀有效的檢查方法加以驗證，故障診斷將收到事半功倍的效果。

(1)λ值與線性氧傳感器

在理想狀態下，1 kg汽油完全燃燒需要14.7 kg空氣加入，它們形成的可燃混合氣稱為標準混合氣。為描述實際混合氣的形態，將燃燒1 kg汽油實際供給的空氣量與理論空氣量之比，定義為過量空氣系數。這部分知識在汽車構造教科書里有過論述，我國教材中，過量空氣系數的稱為α，大眾汽車公司則定名為λ。

令標準混合氣的λ值為1，而氣缸內實際混合氣的過量空氣系數值往往不為1，λ＜1屬濃混合氣區域，λ＞1屬稀混合氣區域。

空燃比是評估混合氣實際形態的另一種方式，比較λ和空燃比的數學表達，可以發現λ也可定義為實際空燃比與理論空燃比的比值。

當發動機處于穩定工況下運行時，欲使進入氣缸的汽油完全燃燒，以獲得較低的廢氣排放，同時令三元催化轉換器的轉換效率達到最高，發動機控制單元控制目標混合氣的λ值必須落在一個被稱之為值域=0.99～1.00的λ窗口內（圖102）。

圖102

發動機控制單元根據處于三元催化器上游的前氧傳感器輸入的反饋信號，來完成對λ的檢測與計算。對裝用階躍型氧傳感器的車型而言，理論上λ=1的判定依據是氧傳感器信號電壓的突變點（λ信號電壓為0.45 V時）。但因其0～1 V的信號電壓幅值較窄（圖103），發動機控制單元難以精確地計算出全量程內混合氣的λ實際值。

圖103 氧傳感器信號

對于采用線性氧傳感器的車型而言，發動機控制單元之所以能夠精確地確定當前混合氣的λ實際值，是這種氧傳感器信號的線性特性決定的。

線性氧傳感器利用內置的鍍有二氧化鋯（ZrO2）陶瓷材料作為微型氧氣泵（圖104），發動機控制單元作為電源與其兩端相連，微型氧氣泵可以提供給與廢氣接觸一側的測量電極足夠的氧氣，而電極的另一側則處于大氣環境下。

其工作原理是：發動機控制單元力圖使測量室的含氧量達到λ值=1的濃度，從而令兩側電極保持0.45 V的恒定電壓。當廢氣側電極含氧量變化時，微型氧氣泵輸送的氧氣量也隨之同步變化。混合氣較稀時，廢氣中氧濃度較高，氧氣泵從測量室向外供氧；混合氣較濃時，氧氣泵從廢氣中把氧送入測量室，兩者流動方向相反。發動機控制單元通過測量流過微型氧氣泵的電流，即可計算出λ值。

在這里，氧傳感器的加熱尤為關鍵，必須滿足氧傳感器的工作溫度足夠高（＞350℃），才能使其處于穩定的工作狀態。實驗證明，控制單元測出的微型氧氣泵電流等于0 A時，對應的λ值等于1，泵電流為正時，λ值大于1；泵電流為負時，λ值小于1。

找到微型泵電流等于0 A的點，將曲線分為左右兩段可以看出，微型泵電流隨λ值的變化趨勢，幾乎形成了2條不同斜率的直線（圖105），故這種氧傳感器稱之為線性氧傳感器。

發動機燃燒過程正常，即λ實際值為1時，大眾車型寬帶型氧傳感器的信號電壓大致在1.48～1.54 V跳變。

(2)噴油控制的過程

眾所周知，發動機每次工作循環的噴油量構成包括基本噴油量、溫度修正、發動機工況修正、電壓修正和λ控制修正。基本噴油量由發動機轉速和進氣量決定，溫度修正取決于冷卻液溫度和進氣溫度，發動機工況修正由節氣門位置及節氣門開啟/關閉的速度來體現，電壓修正取決于控制單元檢測到系統電壓的高低，λ修正則通過發動機控制單元檢測燃燒結果后實現。

汽車在實際使用中，因磨損、污染和老化等因素引起負荷傳感器檢測精度下降、噴油器機械特性的改變和油軌供油壓力的偏離，從而導致基本噴油量變化這是必然的趨勢。這種變化在開環控制時，發動機控制單元是無法察覺到的。氧傳感器通過檢測燃燒結果形成相應的信號，發動機控制單元正是利用氧傳感器的反饋信號來計算λ實際值，以逼近λ=1的目標值展開調節，對實時混合氣進行修正，以構成混合氣形態目標值的閉環控制。

圖104 線性氧傳感器的工作原理

具體來說，噴油控制可分成短期噴油修正STFT和長期噴油修正LTFT。短期噴油修正在執行閉環控制時就能進行，長期噴油修正取短期噴油修正的平均值作為學習值存儲起來供控制單元調用。從噴油控制策略出發，長期噴油修正存在力圖使短期噴油修正接近于零的趨勢。

由于采用閉環控制，決定基本噴油量的主要負荷傳感器（如熱膜式空氣流量計）的檢測精度無需做得很高。這是為了降低熱膜傳感器對污染的敏感性。觀察大眾車型排氣量1.8～3.0 L發動機怠速時進氣量的正常值，大約為2～5 g/s。

(3)大眾車型的STFT和LTFT

大眾車型的STFT正常范圍在±10%以內，修正極限為±25%。LTFT分為怠速和部分負荷，怠速時的正常范圍為±5%，部分負荷時的正常范圍為±10%，極限值為±20%。正負代表了噴油修正的方向，處于正值時意味著當前混合氣偏稀，控制單元在作增油修正，處于負值時表明當前混合氣偏濃，控制單元在作減油修正。

當STFT與LTFT數據超出閾值并達到一定的時間間隔門限時，發動機控制單元會設置17535、17545、17559、17560等燃油修正方面的故障碼。這些以故障碼或數據流形式輸出的故障信息，可供維修人員調用，從中了解當前實際混合氣的濃稀程度。

(4)大眾車系數據的含義

對于裝有線性氧傳感器的大眾車型而言，30～49組數據是有關噴油控制的。

30組1區與2區的數據以二進制數碼表示，體現了氣缸列1前氧傳感器G39與后氧傳感器G130的工作狀態；3區與4區體現了氣缸列2前氧傳感器G108與后氧傳感器G131的工作狀態。

31組1區數據是發動機控制單元根據前氧傳感器G39反饋信號計算出的λ實際值，2區是發動機控制單元確定的λ目標值，兩者之間的差值說明了當前混合氣偏離目標值的程度。

32組數據體現了LTFT對當前混合氣的修正，1區是氣缸列1怠速λ學習值，2區是氣缸列1部分負荷λ學習值。

33組1區是λ調節值，即STFT對當前混合氣的修正，2區是前氧傳感器G39信號電壓；3區是氣缸列2怠速λ學習值,4區是氣缸列2部分負荷λ學習值。

33組1區是氣缸列1λ調節值，2區是氣缸列1前氧傳感器G39的信號電壓，3區是氣缸列2調節值，4區是氣缸列2前氧傳感器G108信號電壓（V6車型）。

34、35組的數據顯示了氣缸列1前氧傳感器G39與氣缸列2前氧傳感器G108的實際動態。其中3區動態系數反映了前氧傳感器的靈敏程度，也就是氧傳感器信號變化周期所需的時間，4區顯示氧傳感器的結果，有3種可能的狀態：測試關；B1 P1 OK；B1 P1 no OK。

由于帕薩特V6車型沒有采用寬帶氧傳感器，本文不作討論。

圖105 氧傳感器特性曲線