珠海市理工職業技術學校 石也言
故障現象一輛行駛里程約為6.9萬km的2016款別克威朗車,裝配1.5 L L3G發動機,車主反映發動機怠速不穩并伴有異響。
故障診斷接車后對車輛進行基本檢查,發動機外觀、蓄電池電壓、各種油液、指示燈等均正常。起動發動機試車,出現怠速不穩并伴有異響,偶爾有“放炮”的現象,踩下加速踏板,加速正常。用故障檢測儀檢測,發動機控制單元無故障代碼;再讀取數據流,發現進氣歧管壓力傳感器數據流達到92 kPa(正常范圍26 kPa~52 kPa),燃油導軌壓力也比正常怠速時偏高,如圖1所示;將發動機加速至3 000 r/min時,進氣歧管壓力和燃油導軌壓力能隨之降低,噴油器占空比為1.01 ms,如圖2所示;根據檢查結果分析,混合氣偏稀,初步懷疑存在漏氣點。于是把異響作為突破口,根據異響的特點檢查進氣系統各部件是否存在變形、堵塞、開裂或卡箍松弛等,檢查結果均正常。
由于別克威朗車發動機艙空間較狹小,所以使用聽診器對較隱蔽的部件進行噪聲定位,當探聽到碳罐電磁閥附近時,聲音尤為明顯,懷疑碳罐電磁閥及其管路存在泄漏,于是拆卸相關部件后發現碳罐電磁閥連接的一條真空管路出現裂紋,如圖3所示。

圖1 怠速時相關數據流(截屏)

圖2 發動機轉速為3 000 r/min時相關數據流(截屏)

圖3 碳罐電磁閥真空管裂紋
故障排除更換新的真空管路后故障現象消失,相關數據流也恢復了正常,至此故障徹底排除。
故障分析碳罐電磁閥真空管出現開裂漏氣時,會使一部分沒有經過空氣流量傳感器計量的空氣進入氣缸,從而破壞混合氣的空燃比,使混合氣過稀,導致發動機怠速不穩,此類故障一般較隱蔽,且具有無故障代碼、診斷難度大等特點,需要仔細觀察和分析故障現象,并根據數據流等信息進行排查和確定故障范圍。
故障現象一輛行駛里程約8.5萬km的2016款別克威朗車,裝配1.5 L L3G發動機,車主反映發動機偶爾出現怠速不穩和游車的現象。
故障診斷接車后對車輛進行基本檢查,發動機外觀、蓄電池電壓、各種油液、指示燈等均正常。起動發動機試車,出現怠速不穩且游車,踩下加速踏板,加速正常。用故障檢測儀檢測,發動機控制單元無故障代碼;再讀取數據流,首先考慮是否存在氣缸工作不良,讀取點火相關數據流,檢測結果無異常,說明點火系統正常,再讀取其他相關數據流,發現部分數據流異常,如短期燃油修正值在-26.56 %~-6.25 %變化,長期燃油修正值在-15.63 %~-0.78 %變化(燃油修正值正常應在±10 %之內),噴油器占空比數據最低為0.9 ms(怠速時噴油器占空比正常值為2 ms左右),空氣流量傳感器數據為3.79 g/s~6.86 g/s,如圖4所示。檢測結果說明發動機控制單元認為混合氣過濃,需要減少噴油脈寬以使混合氣濃度恢復到正常值,這表明發動機控制單元在調整噴油量試圖讓發動機保持平穩,但實際上發動機運轉并不平順。因此,該發動機怠速不穩的原因是混合氣過稀。

圖4 怠速時相關數據流(截屏)
發動機出現混合氣過稀的原因較多,但進氣系統和燃油供給系統故障較常見,根據“先簡后繁、先易后難”的原則以及別克威朗車維修手冊,先檢查進氣系統,進氣管路及空氣濾清器等各部件安裝均正確,無老化、開裂、堵塞、卡箍松弛等現象,空氣流量傳感器、進氣歧管壓力傳感器和節氣門總成外觀及連接器均正常,曲軸箱通風管路等真空管路均正常,再次讀取空氣流量傳感器、進氣歧管壓力傳感器、節氣門位置傳感器數據流,均未發現異常。因此進氣系統應該不存在故障,問題可能在燃油供給系統。

圖5 發動機轉速為3 000 r/min時相關數據流(截屏)
接著讀取燃油系統壓力,怠速時燃油導軌壓力為17.6 MPa,然后將發動機轉速提高至3 000 r/min,壓力升高至20.47 MPa,短期燃油修正值為-10.16%,噴油器占空比為2.16 ms,如圖5所示,說明發動機在高轉速時噴油量過少,混合氣依然過稀。那么究竟是什么原因導致噴油量過少呢?噴油器供電電壓低將導致針閥開啟不足影響噴油量,接下來檢查噴油器供電電壓,用萬用表檢測各缸噴油器供電電壓均為6.2 V左右,檢測結果正常;起動發動機,檢測怠速時噴油器波形也正常,這表明噴油器元件本身與線路均正常。根據故障現象,燃油供給系統應該也無堵塞,向車主了解到該車一直在正規加油站加油,燃油質量應該也沒問題。
故障診斷一時陷入僵局,無從下手。后來想到氧傳感器信號異常,也將導致空燃比失調,因此再重點檢查發動機閉環控制的氧傳感器數據。該車怠速不穩時氧傳感器的數據流,如圖6所示。氧傳感器1的數據變化較快,且經常超出正常范圍,因此懷疑該傳感器信號異常導致了發動機控制單元接收了不準確的尾氣氧含量參數,從而在閉環控制過程中錯誤地減少了噴油量,使得發動機無法保持怠速穩定。
根據氧傳感器1電路圖(圖7),對氧傳感器1進行檢測,首先斷開B52A氧傳感器1的線束連接器,將點火開關置ON,測量端子4和搭鐵之間的電壓是否為1.7 V~3.0 V,萬用表顯示為1.8 V,檢測結果正常;然后在端子4和端子3之間連接一根帶3 A熔絲的跨接線,故障檢測儀上的氧傳感器1電壓參數顯示為0 V,表明線路和發動機控制單元均正常。最后懷疑氧傳感器1元件損壞,對氧傳感器1進行波形檢測,發現氧傳感器1波形一直在1 V左右變化,如圖8所示,氧傳感器1元件損壞將混合氣過濃的錯誤信號反饋給發動機控制單元,從而改變了噴油量使得發動機怠速不穩定。

圖6 氧傳感器相關數據流(截屏)

圖7 別克威朗車氧傳感器1電路
故障排除更換氧傳感器1后試車,如圖9所示,故障現象消失且相關數據流恢復正常,故障徹底排除。

圖8 氧傳感器1波形(截屏)

圖9 信號失準的氧傳感器1
故障分析由于該車氧傳感器1反饋的信號在閉環控制時才起作用,因此當發動機處于開環控制時,噴油量是不受氧傳感器信號影響的,即使這時氧傳感器有故障也不會影響到發動機的運轉;當發動機處于閉環控制時,氧傳感器1的錯誤信號就開始影響發動機的噴油量了,從而導致怠速不穩等故障現象,因此該故障就變成偶發性的。了解到車主之前曾多次自行用化清劑清洗過節氣門積碳,可能是由于操作不當或者化清劑質量問題導致氧傳感器1中毒失效。