紹興/魯建華

空燃比相關(guān)故障五例

紹興/魯建華

案例一

故障現(xiàn)象：一輛2010年途觀1.8T車型，車主反映行駛中尾氣排放燈亮。

故障診斷：診斷儀對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行檢測(cè)，發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元存儲(chǔ)故障,如圖1所示。

讀取數(shù)據(jù)流顯示，如圖2所示。

清除故障碼后馬上讀取數(shù)據(jù)流顯示，如圖3所示。

系統(tǒng)存儲(chǔ)故障碼P2187燃油測(cè)量系統(tǒng)怠速轉(zhuǎn)速時(shí)系統(tǒng)過(guò)稀，這意味著在非怠速工況空燃比處于正常范圍，也就意味著，隨著節(jié)氣門開(kāi)度的增大，實(shí)際進(jìn)氣量增加，影響減小。我們考慮混合氣稀可能是油壓不足、噴油器故障、進(jìn)氣系統(tǒng)泄漏、空氣流量傳感器故障等。如果是燃油方面故障，比如油壓不足、噴油器故障等，那么在轉(zhuǎn)速提高后影響將增大，也就是說(shuō)，在非怠速工況也應(yīng)該會(huì)存儲(chǔ)混合氣稀故障，而該車只有怠速時(shí)混合氣稀故障。另外根據(jù)數(shù)據(jù)流第32組也可以看出，1區(qū)為怠速時(shí)的氧學(xué)習(xí)值顯示4.12%，說(shuō)明混合氣稀；2區(qū)為非怠速時(shí)的氧學(xué)習(xí)值顯示-6.25%，說(shuō)明混合氣濃。進(jìn)一步說(shuō)明該故障非燃油系統(tǒng)所致。

圖1 故障碼1

圖2 數(shù)據(jù)流1

圖3 數(shù)據(jù)流2

清除故障碼后，學(xué)習(xí)值歸零，我們可以看到第33組1區(qū)氧調(diào)節(jié)值達(dá)到21.48%，說(shuō)明當(dāng)前混合氣很稀，控制單元進(jìn)行加濃控制。

那么從進(jìn)氣系統(tǒng)泄漏的角度分析，對(duì)于帶渦輪增壓的進(jìn)氣系統(tǒng)，泄漏點(diǎn)可以大致分為三個(gè)部分：

（1）增壓前漏氣，也就是空氣流量傳感器到增壓器之間漏氣。相當(dāng)于有另一個(gè)通道進(jìn)氣，總的進(jìn)氣量不變，但G70的檢測(cè)值小于實(shí)際值。這使得依據(jù)G70噴油后氧傳感器反饋混合氣偏稀。

（2）增壓后漏氣，也就是增壓器到節(jié)氣門之間漏氣。增壓后的壓力大于大氣壓力，使得部分計(jì)量的空氣沒(méi)有實(shí)際進(jìn)入汽缸而導(dǎo)致實(shí)際值小于檢測(cè)值，導(dǎo)致混合氣偏濃。這種情況的混合氣濃與燃油壓力高/噴油器故障等導(dǎo)致的混合氣濃的區(qū)別是，這種情況下，讀取數(shù)據(jù)流可以看到進(jìn)氣量偏大。

（3）節(jié)氣門后方漏氣?？梢赃@么理解：如果增壓前到節(jié)氣門后通路，相當(dāng)于節(jié)氣門開(kāi)度增大，進(jìn)氣量增大。而節(jié)氣門后方漏氣則相當(dāng)于進(jìn)氣量增大，但該增大的量未被G70檢測(cè)到，所以節(jié)氣門后方漏氣會(huì)造成混合氣稀。曲軸箱通風(fēng)的油氣分離器損壞、炭罐管路損壞等導(dǎo)致的漏氣都是這種情況。

該車為混合氣稀，所以增壓后漏氣可以排除。而空氣流量傳感器到增壓器之間的管路很容易分辨，目測(cè)就可基本排除，那么重點(diǎn)考慮節(jié)氣門后方漏氣。而節(jié)氣門后方漏氣可能原因：

（1）曲軸箱通風(fēng)的油氣分離器損壞。

（2）炭罐管路損壞。

（3）進(jìn)氣歧管損壞。

嘗試將曲軸箱通風(fēng)管路堵塞，讀取數(shù)據(jù)流顯示，如圖4所示。

圖4 數(shù)據(jù)流3

可以看到第33組1區(qū)氧調(diào)節(jié)數(shù)據(jù)在正常范圍，同時(shí)看到第3組3區(qū)節(jié)氣門開(kāi)度顯示5.1%，說(shuō)明由于曲軸箱通風(fēng)故障導(dǎo)致節(jié)氣門后方漏氣，控制單元做出了如下反應(yīng)：一是減小噴油量，二是減小節(jié)氣門開(kāi)度。

故障排除：更換曲軸箱通風(fēng)系統(tǒng)的油氣分離器，清洗節(jié)氣門。

進(jìn)行上述處理后，讀取數(shù)據(jù)如圖5所示。

圖5 數(shù)據(jù)流4

運(yùn)行十多分鐘后顯示，如圖6所示。

圖6 數(shù)據(jù)流5

確認(rèn)故障排除。

案例二

故障現(xiàn)象：新帕薩特2.0T車型，偶發(fā)怠速不穩(wěn)，啟動(dòng)困難，加速時(shí)尾氣冒黑煙。

故障診斷：診斷儀進(jìn)行檢測(cè)，發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)存儲(chǔ)故障，如圖7所示。

圖7 故障碼2

讀取數(shù)據(jù)流如圖8所示。

圖8 數(shù)據(jù)流6

清除故障碼后讀取數(shù)據(jù)流，如圖9所示。

圖9 數(shù)據(jù)流7

幾秒鐘后，數(shù)據(jù)流顯示如圖10所示。

圖10 數(shù)據(jù)流8

從上述數(shù)據(jù)可以看出，清除故障碼后，32組氧學(xué)習(xí)值歸零，33組1區(qū)反映實(shí)時(shí)的空燃比顯示-26.17%，說(shuō)明混合氣過(guò)濃，氧調(diào)節(jié)值已到極限，然后在幾秒鐘后，控制單元學(xué)習(xí)該狀態(tài)，32組1區(qū)顯示負(fù)的百分比值，即控制單元做出的減少噴油量的控制，相應(yīng)的33組1區(qū)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)變化。

根據(jù)數(shù)據(jù)說(shuō)明混合氣確實(shí)偏濃，與故障碼吻合。

執(zhí)行107組基礎(chǔ)設(shè)定，顯示系統(tǒng)不正常，如圖11所示。

圖11 基礎(chǔ)設(shè)定

分析混合氣濃的可能原因：

（1）檢測(cè)的進(jìn)氣量大于實(shí)際進(jìn)氣量（進(jìn)氣系統(tǒng)或空氣流量傳感器故障）。

（2）燃油壓力高。

（3）噴油器故障。

（4）高壓油泵故障。

由于怠速工況和非怠速工況混合氣都偏濃，并且我們可以看到32組2區(qū)非怠速工況氧學(xué)習(xí)值比32組1區(qū)怠速工況氧學(xué)習(xí)值更大，意味著隨著負(fù)荷的增大，影響在增大。如果是由于進(jìn)氣系統(tǒng)故障導(dǎo)致混合氣過(guò)濃，那么在負(fù)荷增大（節(jié)氣門開(kāi)度增大，進(jìn)氣量增加）后，影響將減小，說(shuō)明故障是非進(jìn)氣系統(tǒng)導(dǎo)致。重點(diǎn)檢查燃油系統(tǒng)?？赡茉颍喝加蛪毫^(guò)高，噴油器故障等。讀取怠速時(shí)燃油高壓數(shù)據(jù)在4000kPa左右，正常。擰下加機(jī)油口蓋，能聞到一股汽油味。更換燃油高壓泵，讀取數(shù)據(jù)依然顯示混合氣偏濃，但氧調(diào)節(jié)數(shù)據(jù)已經(jīng)比更換之前下降，加速時(shí)尾氣已不再冒黑煙，但加速后地上會(huì)有一攤黑色水跡，分析應(yīng)該是原來(lái)留在排氣管內(nèi)的，試車行駛約10km后，尾氣恢復(fù)正常，讀取數(shù)據(jù)也恢復(fù)正常。

執(zhí)行107組基礎(chǔ)設(shè)定，顯示系統(tǒng)正常，如圖12所示。

圖12 執(zhí)行107組操作

案例三

故障現(xiàn)象：一輛帕薩特B5，配備1.8T發(fā)動(dòng)機(jī)。車主反映早上啟動(dòng)后怠速不穩(wěn)，需要踩幾腳大油門才能穩(wěn)住。

故障診斷：發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元存儲(chǔ)故障，如圖13所示。

圖13 故障碼3

讀取數(shù)據(jù)流，如圖14所示。

圖14 數(shù)據(jù)流9

清除故障碼后數(shù)據(jù)顯示，如圖15所示。

圖15 數(shù)據(jù)流10

從33組1區(qū)可以看出混合氣確實(shí)很稀，并且已經(jīng)到了極限。從第3組看節(jié)氣門開(kāi)度和進(jìn)氣量沒(méi)有明顯異常。

執(zhí)行107組基礎(chǔ)設(shè)定后顯示，如圖16所示。

圖16 設(shè)定

故障存儲(chǔ)，如圖17所示。

圖17 故障碼4

嘗試急加油門，進(jìn)氣量數(shù)據(jù)可以瞬間達(dá)到80～90g/s，說(shuō)明進(jìn)氣量包括排氣系統(tǒng)都沒(méi)有問(wèn)題?；旌蠚庀”举|(zhì)上講就是油多了或氣少了。那么從該車上看，問(wèn)題可能出在燃油系統(tǒng)。路試約10min后讀取數(shù)據(jù)流第32組：1區(qū)顯示2.6%，2區(qū)顯示3.9%，這說(shuō)明怠速和部分負(fù)荷時(shí)混合氣都偏稀，也就意味著隨著負(fù)荷的增大，影響增加。如果是少量漏氣，那么隨著節(jié)氣門開(kāi)度的增大，正常進(jìn)氣量增加，則漏氣的影響將減小。而燃油系統(tǒng)故障的影響則會(huì)由于負(fù)荷增大而增大。

燃油系統(tǒng)導(dǎo)致混合氣稀也可以從兩個(gè)方面考慮：①噴油器故障（比如堵塞），導(dǎo)致實(shí)際噴油量不足；②燃油泵或燃油濾芯等故障，導(dǎo)致供油量不足。

連接燃油壓力表，啟動(dòng)著車，觀察燃油壓力只有約200kPa，急加油門油壓下降到200kPa以下，顯然燃油壓力是不足的。正常車輛壓力約3kPa，如圖18所示。

排除噴油器故障，考慮燃油泵或燃油濾芯。更換燃油濾芯后壓力沒(méi)有變化，更換燃油泵后故障排除。

圖18 油壓測(cè)量

案例四

故障現(xiàn)象：一輛斯柯達(dá)明銳配備CPJ發(fā)動(dòng)機(jī)和手動(dòng)變速器車型，尾氣排放燈點(diǎn)亮。

故障診斷：用診斷儀對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行檢測(cè)，發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元存儲(chǔ)故障如圖19所示。

圖19 故障碼5

讀取數(shù)據(jù)流，如圖20所示。

圖20 數(shù)據(jù)流11

通過(guò)30組1區(qū)可以看到前氧傳感器數(shù)據(jù)未進(jìn)入工作狀態(tài)。

31組1區(qū)顯示前氧傳感器未進(jìn)入工作狀態(tài)。

31組2區(qū)顯示后氧傳感器數(shù)據(jù)異常。

正常情況下，進(jìn)入工作狀態(tài)后，30組1區(qū)最后兩位為11，倒數(shù)第三位在0和1之間變動(dòng)。31組1區(qū)在0.1～0.9V之間跳變，31組2區(qū)在0.45V上下小幅變動(dòng)。

啟動(dòng)著車拔下插頭測(cè)量前氧傳感器加熱線路電壓，13～14V，正常，測(cè)量前氧傳感器工作電路電壓0.401V，略小于正常值（正常約為0.45V），測(cè)量前氧傳感器加熱電阻約17Ω，正常，測(cè)量前氧傳感器阻值無(wú)窮大，不正常，測(cè)量同類型正常車阻值約145MΩ。

更換正常車前氧傳感器故障依舊。

考慮后氧傳感器數(shù)據(jù)異常，拔下后氧傳感器插頭，發(fā)現(xiàn)后氧傳感器插頭進(jìn)水，針腳已氧化。但在拔下后氧傳感器插頭的情況下后氧傳感器數(shù)據(jù)依然顯示1.08V左右，正常情況下拔下插頭應(yīng)顯示0.44V左右，測(cè)量后氧傳感器加熱線路電壓13～14V，正常，測(cè)量后氧傳感器工作電路電壓0.774V，不正常。

更換后氧傳感器，對(duì)后氧傳感器插頭進(jìn)行處理后，后氧傳感器數(shù)據(jù)正常顯示，拔下插頭測(cè)量電壓約0.45V，然而前氧傳感器數(shù)據(jù)依然不正常。根據(jù)之前的測(cè)量，拔下前氧傳感器插頭所測(cè)得的數(shù)據(jù)約0.401V，略小于正常值，拆掉流水槽蓋板，拆下發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元，確認(rèn)發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元插頭已進(jìn)水氧化。對(duì)針腳進(jìn)行處理后，前氧傳感器數(shù)據(jù)恢復(fù)正常。然而通過(guò)較長(zhǎng)時(shí)間的數(shù)據(jù)流觀察，發(fā)現(xiàn)后氧傳感器數(shù)據(jù)在一段時(shí)間后變?yōu)?.00V，不變。

行駛幾十千米后，尾氣排放燈再次亮起，發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元存儲(chǔ)故障，如圖21所示。

圖21 故障碼6

該車數(shù)據(jù)流如圖22所示。

圖22 數(shù)據(jù)流12

相關(guān)電路圖如圖23所示。

進(jìn)一步檢查，對(duì)后氧傳感器G130插頭進(jìn)行測(cè)量，正常情況下，4號(hào)腳約0.45V電壓，3號(hào)腳接地，然而該車測(cè)量結(jié)果卻相反，3號(hào)腳為0.45V電壓，4號(hào)腳為接地電壓。經(jīng)過(guò)與發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元側(cè)針腳測(cè)量線路阻值，進(jìn)一步確認(rèn)為3號(hào)和4號(hào)腳調(diào)錯(cuò)。原來(lái)是修理工在處理后氧傳感器插頭時(shí)將3號(hào)腳和4號(hào)腳換錯(cuò)，導(dǎo)致產(chǎn)生故障，重新正確接線后，故障徹底排除。

運(yùn)行一段時(shí)間后數(shù)據(jù)流如圖24所示。

圖24 數(shù)據(jù)流13

通過(guò)對(duì)正常數(shù)據(jù)流和故障數(shù)據(jù)流的觀察可知：正常情況下，在車輛剛啟動(dòng)時(shí)，前后氧傳感器都處于不工作狀態(tài)，30組數(shù)據(jù)都顯示0，31組數(shù)據(jù)都顯示0.44V，運(yùn)行一會(huì)后，前氧傳感器開(kāi)始工作，電壓在0.1～0.9V之間跳變。再運(yùn)行一會(huì)后，后氧傳感器也投入工作，電壓逐漸上升，約在0.6～0.7V。

圖23 氧傳感器控制電路

該車在故障未排除前，啟動(dòng)著車時(shí)后氧傳感器還沒(méi)有工作，所以電壓與正常車輛相同也為0.44V，當(dāng)后氧傳感器開(kāi)始工作后，由于針腳接錯(cuò)后，電壓逐漸變小，直至為零。

案例五

故障現(xiàn)象：尾氣冒黑煙。

故障診斷：發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元存儲(chǔ)故障，如圖25所示。

讀取相關(guān)數(shù)據(jù)流，如圖26所示。

可以看到33組1區(qū)氧調(diào)節(jié)值已經(jīng)加濃到了極限，而33組2區(qū)依然顯示混合氣稀。

然而，實(shí)際的現(xiàn)象是尾氣冒黑煙，應(yīng)該是混合氣很濃，為什么氧傳感器數(shù)據(jù)顯示混合氣稀，并且是到了調(diào)節(jié)值的極限？

執(zhí)行107組基本設(shè)置，顯示系統(tǒng)不正常，存儲(chǔ)故障碼P0171汽缸列1，燃油測(cè)量系統(tǒng)過(guò)稀。

圖25 故障碼7

圖26 數(shù)據(jù)流14

說(shuō)明控制單元通過(guò)氧傳感器的反饋認(rèn)為混合氣過(guò)稀，已經(jīng)加濃到了極限，與實(shí)際情況不符，顯然是反饋信號(hào)上出現(xiàn)了問(wèn)題或者控制單元本身存在問(wèn)題。

嘗試清除故障碼使系統(tǒng)復(fù)位，讀取數(shù)據(jù)流，如圖27所示。

圖27 數(shù)據(jù)流15

可以看到數(shù)據(jù)很快變化到稀的極限，噴油脈寬達(dá)到3ms，如圖28所示。

可能原因有前氧傳感器損壞、線路問(wèn)題、發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元損壞。

圖28 數(shù)據(jù)流16

拔下前氧傳感器插頭，使空燃比處于開(kāi)環(huán)控制狀態(tài)，加速踏板踩到底約1min（此時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速限制在3800r/min），用以清除燃燒不良的積炭以及排氣管等剩余廢氣，可以看到尾氣不再冒黑煙。說(shuō)明控制單元沒(méi)有問(wèn)題，線路本身不存在短路、斷路情況，可能原因是前氧傳感器損壞或線路有接錯(cuò)。如果是前氧傳感器故障，一般只會(huì)是不工作或調(diào)節(jié)偏差大，而不至于是混合氣越濃反饋的反而越稀，感覺(jué)就是信號(hào)反向，考慮可能是線路接反。相關(guān)電路如圖29所示。

前氧傳感器G39相關(guān)針腳：

◆1號(hào)腳：泵電流

◆2號(hào)腳：接地線

◆5號(hào)腳：加壓電流補(bǔ)償導(dǎo)線

◆6號(hào)腳：參考電壓

拔下發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元插頭和前氧傳感器插頭，對(duì)各線路進(jìn)行測(cè)量，確認(rèn)5號(hào)腳和6號(hào)腳接反，按照正確的方式接回后，故障排除。

故障總結(jié)：前氧線路接反→氧調(diào)節(jié)反饋錯(cuò)誤→控制到加濃極限→混合氣過(guò)濃。由于短時(shí)間內(nèi)控制到加濃極限后，氧調(diào)節(jié)依然反饋混合氣過(guò)稀，使得發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元認(rèn)為進(jìn)氣系統(tǒng)存在問(wèn)題，所以存儲(chǔ)故障：P2279進(jìn)氣系統(tǒng)中的少量氣流。

圖29 氧傳感器電路