◆文/湖北　熊榮華

熊榮華

(本刊編委會(huì)委員)

武漢“五一車務(wù)”汽車維修連鎖公司資深管理與技術(shù)培訓(xùn)專家；湖北交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院楚天技能名師；武漢科技大學(xué)與江漢大學(xué)汽車專業(yè)客座教授；汽車質(zhì)量與機(jī)件事故權(quán)威鑒定專家；楚天交通廣播92.7電臺汽車疑難故障現(xiàn)場解答專家。

(接上期)

二、長期燃油修正值與短期燃油修正值

測量與研究混合比的方法之二是分析長期燃油修正值與短期燃油修正值。當(dāng)ECU(電子控制單元)進(jìn)入閉環(huán)控制后，將利用燃油系統(tǒng)監(jiān)測器來檢查和調(diào)整長期燃油修正值和短期燃油修正值。長期燃油修正值和短期燃油修正值的最大校正值為±30%，0表示供油不需要補(bǔ)償就能保持ECU指令的混合比。若顯著低于0，為負(fù)值，表示混合比過濃，供油應(yīng)減少(減小噴油器脈寬)。如果明顯高于0，為正值，表示存在過稀狀況，ECU要增加油量(增加噴油器脈寬)進(jìn)行補(bǔ)償。由于長期燃油微調(diào)力圖追隨短期燃油微調(diào)，因此因怠速炭罐清污產(chǎn)生的負(fù)值不屬于異常。例如某轎車ECU控制長期燃油微調(diào)的最大允許值在－20%～20%之間，最大允許燃油微調(diào)值表示混合比過濃或過稀。短期燃油修正值是一個(gè)數(shù)值參數(shù)，其數(shù)值范圍是-10%～10%。短期燃油微調(diào)表示，ECU響應(yīng)燃油控制氧傳感器電壓高于或低于0.45V限度的時(shí)間，是短期的校正供油。若氧傳感器電壓主要保持在0.45V以下，表示混合汽過稀，短期燃油微調(diào)則會(huì)提高至0以上的正值范圍內(nèi)，且ECU將增加供油量。若氧傳感器電壓主要在限值以上，短期燃油微調(diào)則減小至0以下，進(jìn)入負(fù)值范圍，同時(shí)ECU將減小供油量，補(bǔ)償所指示的濃混合汽狀況。某些V型發(fā)動(dòng)機(jī)，對左右兩側(cè)汽缸均有單獨(dú)的燃油修正，因此這種發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)將分別顯示為左右側(cè)長期燃油修正值。

長期燃油修正值隨短期燃油修正值的趨勢變化，它是計(jì)算基本噴油量的組成部分，無論在開環(huán)和閉環(huán)狀態(tài)，都直接影響基本噴油量。長期燃油修正值相對比較穩(wěn)定，是一種長期的調(diào)整，一般會(huì)在一個(gè)相對長的時(shí)間內(nèi)保持不變，當(dāng)短期燃油修正值在正常范圍內(nèi)時(shí)，長期燃油修正值保持氧傳感器的平均值在0.45V左右，因此從故障診斷儀上看，長期燃油修正值表現(xiàn)穩(wěn)定，偶爾發(fā)生很小的變化。如果在觀察這些數(shù)值時(shí)，突然踩加速踏板來改變發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，會(huì)發(fā)現(xiàn)長期燃油修正值發(fā)生了變化。但是，這不是實(shí)質(zhì)性的變化，只是長期燃油修正值進(jìn)入了查找表的另一個(gè)不同的單元格。

若連續(xù)對發(fā)動(dòng)機(jī)供給過多的燃油，人為使短期燃油修正值達(dá)到一個(gè)設(shè)定的極限值后，ECU將增加長期燃油修正值來調(diào)整短期燃油修正值的起始點(diǎn)。

雖然有不同的發(fā)動(dòng)機(jī)管理系統(tǒng)，但是長期燃油修正值都存儲于永久性存儲器中。關(guān)閉點(diǎn)火開關(guān)后，這個(gè)數(shù)值不會(huì)被刪除，這樣當(dāng)下次啟動(dòng)時(shí)，ECU采用最后計(jì)算出的長期燃油修正值來計(jì)算基本噴油量，因此可以做到持續(xù)修正。

而短期燃油修正值存儲在非永久性存儲器中，關(guān)閉點(diǎn)火開關(guān)后記憶被刪除，在再次啟動(dòng)時(shí)，修正值返回0?？梢詫㈤L期燃油修正值和短期燃油修正值這兩個(gè)修正值與噴油器的開啟時(shí)間加以比較，大于0的值表示開啟時(shí)間增加，小于0的值表示開啟時(shí)間減少。只有在閉環(huán)中才有燃油修正值，在開環(huán)時(shí)，參數(shù)值為固定值。

綜上所述，短期燃油修正值是一種為了將混合比控制在14.7：1的理論值而存在的軟件程序，用于對基本噴油量的細(xì)調(diào)。長期燃油修正值用于對基本噴油量進(jìn)行粗調(diào)，它是一個(gè)通過逐漸變化來適應(yīng)超出系統(tǒng)設(shè)計(jì)控制要素的學(xué)習(xí)值，這些要素包括汽油的含氧量、發(fā)動(dòng)機(jī)磨損量、進(jìn)氣泄漏情況、燃油壓力變化情況等。清除故障碼或系統(tǒng)初始化后，長期燃油修正值學(xué)習(xí)值將被清除，即恢復(fù)成查表值。

如果控制系統(tǒng)中各個(gè)部分都正常，長期燃油修正值與短期燃油修正值都應(yīng)該接近于0，一旦氧傳感器連續(xù)提供了幾個(gè)高或低的電壓信號，表明混合比確實(shí)過濃或過稀，短期燃油修正程序?qū)⑹箛娪兔}寬發(fā)生改變。如果ECU需要連續(xù)使用短期燃油修正來校正混合比，長期燃油修正程序?qū)⑵鹱饔?。比如，短期燃油修正值?10%，長期燃油修正值為-3%，則總的燃油修正值為-13%。不論發(fā)動(dòng)機(jī)處于怠速多長時(shí)間，長期燃油修正值都不會(huì)超過-3%。這時(shí)，短期燃油修正值比長期燃油修正值起的作用更大。長期燃油修正值補(bǔ)償了運(yùn)行條件隨時(shí)間改變而采取的適應(yīng)策略及調(diào)整方向；短期燃油修正值指示了當(dāng)前發(fā)生的情況。

三、開環(huán)控制與閉環(huán)控制

測量與研究混合比的方法之三是分析開環(huán)控制與閉環(huán)控制。如果控制系統(tǒng)的輸出端與輸入端之間不存在反饋，也就是控制系統(tǒng)的輸出量不對系統(tǒng)的控制產(chǎn)生任何影響，這樣的系統(tǒng)稱為開環(huán)。就像老師給學(xué)生上課，講完后就離開，課后也不管效果如何，沒有反饋信息，就是一種開環(huán)狀態(tài)?？刂葡到y(tǒng)中，將輸出量通過適當(dāng)?shù)臋z測裝置返回到輸入端并與輸入量進(jìn)行比較的過程，就是反饋。同樣類比于老師給學(xué)生上課，就是講完課后，學(xué)校會(huì)安排人員對學(xué)生進(jìn)行回訪，然后再將反饋信息提交給老師，使老師能夠知道自己的優(yōu)缺點(diǎn)，并且將好的地方堅(jiān)持，不好的地方改進(jìn)，這就是閉環(huán)狀態(tài)。

發(fā)動(dòng)機(jī)電噴系統(tǒng)的閉環(huán)控制是實(shí)時(shí)的，是氧傳感器、計(jì)算機(jī)和燃油量控制裝置三者之間閉合的三角關(guān)系。氧傳感器向計(jì)算機(jī)反饋混合汽的混合比情況，計(jì)算機(jī)發(fā)出命令給燃油量控制裝置，向理論值14.7：1的方向調(diào)整混合比。這一調(diào)整經(jīng)常會(huì)微小偏離理論值，氧傳感器察覺出來，并報(bào)告計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)再發(fā)出命令調(diào)回到14.7：1。因?yàn)槊恳粋€(gè)調(diào)整的循環(huán)都很快，所以混合比不會(huì)偏離14.7：1，一旦發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行，這種閉環(huán)調(diào)整就會(huì)連續(xù)不斷。采用閉環(huán)控制的電噴發(fā)動(dòng)機(jī)，由于能使發(fā)動(dòng)機(jī)始終在較理想的14.7：1標(biāo)準(zhǔn)混合比工況下運(yùn)行，從而能保證汽車具有較好的動(dòng)力性能和經(jīng)濟(jì)性，還能使汽車有良好的排放性。如果氧傳感器有連續(xù)的高電壓信號，往往提示混合比過濃或氧傳感器被污染；反之有連續(xù)的低電壓信號，往往提示混合比過稀或氧傳感器失效。

發(fā)動(dòng)機(jī)電噴系統(tǒng)的開環(huán)控制是在大負(fù)荷或高轉(zhuǎn)速工況下進(jìn)行的，因?yàn)檫@些工況需要較濃的混合汽，如果在這些工況下進(jìn)行開環(huán)控制，將造成發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力不足。另外，在下列情況下，電腦對混合比的控制也是開環(huán)的。例如：在發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)，啟動(dòng)后燃油增量修正加濃時(shí)，冷卻液溫度使燃油增量修正時(shí)，燃油中斷停供時(shí)，從氧傳感器輸入的混合比過稀信號持續(xù)時(shí)間大于規(guī)定值(如10s以上)時(shí)，從氧傳感器輸入的混合比過濃信號持續(xù)時(shí)間大于規(guī)定值(如4s以上)時(shí)，ECU停止混合比反饋控制的溫度在300℃以下時(shí)，氧傳感器不會(huì)產(chǎn)生電壓信號時(shí)。換句話說，如果氧傳感器加熱器不工作，氧傳感器達(dá)到工作溫度的時(shí)間就會(huì)變長，電腦在開環(huán)狀態(tài)下的時(shí)間就長，因而也不會(huì)對混合比進(jìn)行正確的檢測，反饋即使閉環(huán)也不會(huì)發(fā)生作用。在開環(huán)模式下，電腦提供濃的混合比，燃油經(jīng)濟(jì)性下降，排放情況惡化。

四、廢氣故障分析

對于一輛安裝有三元催化器的車輛，使用五氣分析儀檢測廢氣，在二次空氣噴射泵停止工作的情況下，CO：0.5%～1%；HC：100ppm；NOX：500～800ppm；CO2：14.5%～16.5%；O2：0.3%～3%。人為脫開三元催化器，即在三元催化器前面測量的結(jié)果是：CO低于3%，HC低于300ppm，NOX為500～800ppm，CO2為 12.5%～14.5%，O2為 0.5%～2.5%。由于三元催化器可以產(chǎn)生一定的CO2，所以檢測裝有三元催化器的汽車，CO2的排放量就應(yīng)該高于沒有安裝三元催化器的汽車。歐洲商用汽車及柴油汽車廢氣排放標(biāo)準(zhǔn)見表1。

表1　歐洲商用汽車及柴油汽車廢氣排放標(biāo)準(zhǔn)

另外，廢氣分析儀上還可以讀取λ值，λ值為過量空氣系數(shù)，λ值為1表示為理論混合比14.7：1，λ值>1表示混合比稀；λ值<1表示混合比濃。

使用五氣分析儀，檢測到廢氣量不正常時(shí)，故障原因分析如下。

1.CO排放量過高的原因

①進(jìn)氣太少(氧傳感器老化、空濾臟堵、進(jìn)氣加熱不良、空氣流量計(jì)臟污或計(jì)量錯(cuò)誤、進(jìn)氣壓力傳感器臟污或計(jì)量錯(cuò)誤、進(jìn)氣歧管與進(jìn)氣門桿子周圍積炭膠質(zhì)過多、排氣管堵塞)。

②進(jìn)油太多(噴油器泄漏、燃油壓力過高、水溫傳感器失準(zhǔn)、PVC閥漏氣、油壓調(diào)節(jié)器膜片破裂、炭罐電磁閥常開等)。

③ECU工作不良或輸入傳感器提供了錯(cuò)誤的負(fù)荷信號，再或者三元催化器失效。

2.CH排放量過高的原因

①汽缸失火、氧傳感器老化、火花塞漏電、高壓線不良、點(diǎn)火線圈不良、點(diǎn)火模塊不良、汽缸積炭膠質(zhì)過多、進(jìn)氣歧管漏氣、噴油器堵塞或漏油、油壓偏高或偏低、汽缸壓縮壓力偏低、EGR閥漏氣、發(fā)動(dòng)機(jī)燒機(jī)油。

②配氣相位不正確(點(diǎn)火時(shí)間過早)。

③ECU不良、輸入傳感器提供了錯(cuò)誤的負(fù)荷信號或三元催化器失效。

3.NOX排放量過高的原因

①EGR閥工作不正常、三元催化器失效、輸入傳感器提供了錯(cuò)誤的負(fù)荷信號。

②爆燃(爆燃傳感器損壞、燃料辛烷值偏低、點(diǎn)火時(shí)間過早、汽缸積炭過多、可變氣門工作不正常)。

③混合汽過稀、燃燒遲緩及發(fā)動(dòng)機(jī)高溫、真空泄露、進(jìn)氣管過熱、噴油器臟堵、燃油泵壓力偏低、冷卻系統(tǒng)散熱不良、發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)熱過多或負(fù)荷過大等。

4.CO2排放量過低的原因

①排氣系統(tǒng)漏氣。

②汽缸壓縮不良。

③點(diǎn)火不良或點(diǎn)火不正時(shí)。

④混合比不正確(過濃或過稀)。

⑤燃料質(zhì)量不理想。

5.O2排放量過高和過低的原因

①混合比過濃或過稀(O2過低或過高)。

②進(jìn)氣歧管漏氣及真空泄露(O2過低或過高)。

③個(gè)別汽缸失火(O2過高)。

④使用乙醇汽油(O2過高)。

⑤排氣管漏氣或二次空氣噴射工作異常(O2過高)。

五、案例分析

1.一輛金杯面包車，發(fā)動(dòng)機(jī)排量2.4L，駕駛員反映該車動(dòng)力不足，反復(fù)維修不好。燃燒室做過除積炭處理，沒有效果；更換點(diǎn)火系統(tǒng)全部零部件，沒有效果；找一輛同型號車，互換了全部的傳感器，沒有效果；更換全部的噴油器，沒有效果。專家對車輛故障進(jìn)行“會(huì)診”，會(huì)診現(xiàn)場用五氣分析儀檢測，僅CO超標(biāo)，說明混合汽過濃。一般車輛混合汽過濃，動(dòng)力充沛，這輛車反而動(dòng)力不足，分析可能是進(jìn)氣不足。于是拆卸火花塞，用內(nèi)窺鏡檢查，發(fā)現(xiàn)燃燒室很干凈，沒有積炭。拆卸空濾器，用內(nèi)窺鏡檢查進(jìn)氣道，發(fā)現(xiàn)進(jìn)氣歧管內(nèi)壁有很厚的一層黑乎乎的膠質(zhì)，進(jìn)氣門桿子及周圍很干凈。于是，拆除進(jìn)氣歧管，用清洗劑浸潤后，用高壓水槍沖洗干凈，裝復(fù)試車，發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力恢復(fù)正常，CO含量恢復(fù)到正常值。分析此車可能用過劣質(zhì)汽油，回火將膠質(zhì)物回噴到進(jìn)氣歧管內(nèi)壁，引起進(jìn)氣不暢，動(dòng)力不足，CO超標(biāo)。

2.一輛謳歌MDX，發(fā)動(dòng)機(jī)排量3.5L，車主反映總聞到很濃的生油味兒。一直在4S店保養(yǎng)，最近在4S店還為生油味故障專門做過一次大保養(yǎng)，結(jié)果故障依舊。分析產(chǎn)生生油味的原因，通常不是炭罐堵塞就是漏油，或者汽缸失火。這輛車聽聲音每個(gè)汽缸都在工作，動(dòng)力強(qiáng)勁，就是隔一陣子有點(diǎn)兒生油味兒冒出來。于是用五氣分析儀檢測，發(fā)現(xiàn)僅碳?xì)浠衔镉悬c(diǎn)兒超標(biāo)。于是建議車主連續(xù)在兩箱汽油的使用過程中分別添加有清潔作用的燃油添加劑，以使車輛在行駛過程中自己修復(fù)。一周后，車主反映聞不到生油味兒了，檢測尾氣，碳?xì)浠衔锖抗换謴?fù)了正常。此車故障可能是由于燃燒室積炭過多，積炭為多孔海綿狀結(jié)構(gòu)，在發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣行程中，會(huì)吸收燃油蒸汽，而在排氣行程中，燃油蒸汽又會(huì)蒸發(fā)排出，這部分沒有燃燒的燃油蒸汽，被聞到，就是生油味兒。在連續(xù)使用了有清潔作用的燃油添加劑后，燃燒室積炭被清除，混合比恢復(fù)正常，不再忽稀忽濃，所以再也聞不到生油味兒了。

3.一輛悍馬H3，發(fā)動(dòng)機(jī)排量3.7L，更換機(jī)油后，車輛上坡時(shí)有聳車的現(xiàn)象。檢查發(fā)現(xiàn)機(jī)油保養(yǎng)燈還沒有復(fù)位，于是打開點(diǎn)火開關(guān)，在3s時(shí)間內(nèi)，反復(fù)踩下和松開加速踏板5次，再關(guān)閉點(diǎn)火開關(guān)，順利完成了機(jī)油保養(yǎng)燈的復(fù)位。開車路試，委實(shí)如車主所述，上坡時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)有聳車現(xiàn)象；再試高速，同樣有聳車現(xiàn)象；平路急踩加速踏板，也能感覺到聳車現(xiàn)象，由此分析屬于典型的混合汽過稀故障。用五氣分析儀檢測，僅氮氧化物超標(biāo)。氮氧化物是高溫富氧的產(chǎn)物，分析此車的混合汽過稀，不是進(jìn)氣過多，就是進(jìn)油不足，或者缸壓偏低。檢測5個(gè)汽缸的缸壓均在正常范圍，用內(nèi)窺鏡檢查進(jìn)氣道，進(jìn)氣門很干凈，說明平時(shí)養(yǎng)護(hù)很好。于是檢查是否發(fā)熱過多或散熱不足，車主說該車雖然是前置四驅(qū)、全時(shí)四驅(qū)，但是沒有過越野，一直在市內(nèi)行駛?？紤]到車主保修要做空調(diào)消毒，根據(jù)空調(diào)消毒的程序，先將暖風(fēng)開到最大，持續(xù)10min，然后將冷氣開到最大，持續(xù)10min，噴消毒劑，再將暖風(fēng)開到最大，持續(xù)10min，最后將車門敞開10min。做完空調(diào)消毒，發(fā)現(xiàn)暖風(fēng)很差，車主也說去年冬天暖風(fēng)就不太好，清洗過暖風(fēng)水箱也無效。憑經(jīng)驗(yàn)判斷是水泵工作能力下降，于是更換水泵，發(fā)動(dòng)機(jī)聳車故障消失，尾氣檢測氮?dú)浠锖空?，說明該車聳車是發(fā)動(dòng)機(jī)高溫所致。(全文完)