空燃比相關故障五例

紹興/魯建華

空燃比相關故障五例

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：診斷儀對系統(tǒng)進行檢測，發(fā)動機控制單元存儲故障,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)存儲故障碼P2187燃油測量系統(tǒng)怠速轉速時系統(tǒng)過稀，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)氣門開度的增大，實際進氣量增加，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，那么在轉速提高后影響將增大，也就是說，在非怠速工況也應該會存儲混合氣稀故障，而該車只有怠速時混合氣稀故障。另外根據(jù)數(shù)據(jù)流第32組也可以看出，1區(qū)為怠速時的氧學習值顯示4.12%，說明混合氣??；2區(qū)為非怠速時的氧學習值顯示-6.25%，說明混合氣濃。進一步說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，學習值歸零，我們可以看到第33組1區(qū)氧調節(jié)值達到21.48%，說明當前混合氣很稀，控制單元進行加濃控制。

那么從進氣系統(tǒng)泄漏的角度分析，對于帶渦輪增壓的進氣系統(tǒng)，泄漏點可以大致分為三個部分：

（1）增壓前漏氣，也就是空氣流量傳感器到增壓器之間漏氣。相當于有另一個通道進氣，總的進氣量不變，但G70的檢測值小于實際值。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，使得部分計量的空氣沒有實際進入汽缸而導致實際值小于檢測值，導致混合氣偏濃。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)流可以看到進氣量偏大。

（3）節(jié)氣門后方漏氣。可以這么理解：如果增壓前到節(jié)氣門后通路，相當于節(jié)氣門開度增大，進氣量增大。而節(jié)氣門后方漏氣則相當于進氣量增大，但該增大的量未被G70檢測到，所以節(jié)氣門后方漏氣會造成混合氣稀。曲軸箱通風的油氣分離器損壞、炭罐管路損壞等導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，目測就可基本排除，那么重點考慮節(jié)氣門后方漏氣。而節(jié)氣門后方漏氣可能原因：

（1）曲軸箱通風的油氣分離器損壞。

（2）炭罐管路損壞。

（3）進氣歧管損壞。

嘗試將曲軸箱通風管路堵塞，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)氧調節(jié)數(shù)據(jù)在正常范圍，同時看到第3組3區(qū)節(jié)氣門開度顯示5.1%，說明由于曲軸箱通風故障導致節(jié)氣門后方漏氣，控制單元做出了如下反應：一是減小噴油量，二是減小節(jié)氣門開度。

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

進行上述處理后，讀取數(shù)據(jù)如圖5所示。

圖5 數(shù)據(jù)流4

運行十多分鐘后顯示，如圖6所示。

圖6 數(shù)據(jù)流5

確認故障排除。

案例二

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

故障診斷：診斷儀進行檢測，發(fā)動機系統(tǒng)存儲故障，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組氧學習值歸零，33組1區(qū)反映實時的空燃比顯示-26.17%，說明混合氣過濃，氧調節(jié)值已到極限，然后在幾秒鐘后，控制單元學習該狀態(tài)，32組1區(qū)顯示負的百分比值，即控制單元做出的減少噴油量的控制，相應的33組1區(qū)數(shù)據(jù)實時變化。

根據(jù)數(shù)據(jù)說明混合氣確實偏濃，與故障碼吻合。

執(zhí)行107組基礎設定，顯示系統(tǒng)不正常，如圖11所示。

圖11 基礎設定

分析混合氣濃的可能原因：

（1）檢測的進氣量大于實際進氣量（進氣系統(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)非怠速工況氧學習值比32組1區(qū)怠速工況氧學習值更大，意味著隨著負荷的增大，影響在增大。如果是由于進氣系統(tǒng)故障導致混合氣過濃，那么在負荷增大（節(jié)氣門開度增大，進氣量增加）后，影響將減小，說明故障是非進氣系統(tǒng)導致。重點檢查燃油系統(tǒng)。可能原因：燃油壓力過高，噴油器故障等。讀取怠速時燃油高壓數(shù)據(jù)在4000kPa左右，正常。擰下加機油口蓋，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，但氧調節(jié)數(shù)據(jù)已經比更換之前下降，加速時尾氣已不再冒黑煙，但加速后地上會有一攤黑色水跡，分析應該是原來留在排氣管內的，試車行駛約10km后，尾氣恢復正常，讀取數(shù)據(jù)也恢復正常。

執(zhí)行107組基礎設定，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)動機。車主反映早上啟動后怠速不穩(wěn)，需要踩幾腳大油門才能穩(wěn)住。

故障診斷：發(fā)動機控制單元存儲故障，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很稀，并且已經到了極限。從第3組看節(jié)氣門開度和進氣量沒有明顯異常。

執(zhí)行107組基礎設定后顯示，如圖16所示。

圖16 設定

故障存儲，如圖17所示。

圖17 故障碼4

嘗試急加油門，進氣量數(shù)據(jù)可以瞬間達到80～90g/s，說明進氣量包括排氣系統(tǒng)都沒有問題。混合氣稀本質上講就是油多了或氣少了。那么從該車上看，問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%，這說明怠速和部分負荷時混合氣都偏稀，也就意味著隨著負荷的增大，影響增加。如果是少量漏氣，那么隨著節(jié)氣門開度的增大，正常進氣量增加，則漏氣的影響將減小。而燃油系統(tǒng)故障的影響則會由于負荷增大而增大。

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

連接燃油壓力表，啟動著車，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有變化，更換燃油泵后故障排除。

圖18 油壓測量

案例四

故障現(xiàn)象：一輛斯柯達明銳配備CPJ發(fā)動機和手動變速器車型，尾氣排放燈點亮。

故障診斷：用診斷儀對系統(tǒng)進行檢測，發(fā)動機控制單元存儲故障如圖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30組1區(qū)可以看到前氧傳感器數(shù)據(jù)未進入工作狀態(tài)。

31組1區(qū)顯示前氧傳感器未進入工作狀態(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。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。

啟動著車拔下插頭測量前氧傳感器加熱線路電壓，13～14V，正常，測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），測量前氧傳感器加熱電阻約17Ω，正常，測量前氧傳感器阻值無窮大，不正常，測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顯示0.44V左右，測量后氧傳感器加熱線路電壓13～14V，正常，測量后氧傳感器工作電路電壓0.774V，不正常。

更換后氧傳感器，對后氧傳感器插頭進行處理后，后氧傳感器數(shù)據(jù)正常顯示，拔下插頭測量電壓約0.45V，然而前氧傳感器數(shù)據(jù)依然不正常。根據(jù)之前的測量，拔下前氧傳感器插頭所測得的數(shù)據(jù)約0.401V，略小于正常值，拆掉流水槽蓋板，拆下發(fā)動機控制單元，確認發(fā)動機控制單元插頭已進水氧化。對針腳進行處理后，前氧傳感器數(shù)據(jù)恢復正常。然而通過較長時間的數(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)動機控制單元存儲故障，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

相關電路圖如圖23所示。

進一步檢查，對后氧傳感器G130插頭進行測量，正常情況下，4號腳約0.45V電壓，3號腳接地，然而該車測量結果卻相反，3號腳為0.45V電壓，4號腳為接地電壓。經過與發(fā)動機控制單元側針腳測量線路阻值，進一步確認為3號和4號腳調錯。原來是修理工在處理后氧傳感器插頭時將3號腳和4號腳換錯，導致產生故障，重新正確接線后，故障徹底排除。

運行一段時間后數(shù)據(jù)流如圖24所示。

圖24 數(shù)據(jù)流13

通過對正常數(shù)據(jù)流和故障數(shù)據(jù)流的觀察可知：正常情況下，在車輛剛啟動時，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，運行一會后，前氧傳感器開始工作，電壓在0.1～0.9V之間跳變。再運行一會后，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，啟動著車時后氧傳感器還沒有工作，所以電壓與正常車輛相同也為0.44V，當后氧傳感器開始工作后，由于針腳接錯后，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)動機控制單元存儲故障，如圖25所示。

讀取相關數(shù)據(jù)流，如圖26所示。

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

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

執(zhí)行107組基本設置，顯示系統(tǒng)不正常，存儲故障碼P0171汽缸列1，燃油測量系統(tǒng)過稀。

圖25 故障碼7

圖26 數(shù)據(jù)流14

說明控制單元通過氧傳感器的反饋認為混合氣過稀，已經加濃到了極限，與實際情況不符，顯然是反饋信號上出現(xiàn)了問題或者控制單元本身存在問題。

嘗試清除故障碼使系統(tǒng)復位，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，噴油脈寬達到3ms，如圖28所示。

可能原因有前氧傳感器損壞、線路問題、發(fā)動機控制單元損壞。

圖28 數(shù)據(jù)流16

拔下前氧傳感器插頭，使空燃比處于開環(huán)控制狀態(tài)，加速踏板踩到底約1min（此時發(fā)動機轉速限制在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。說明控制單元沒有問題，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。如果是前氧傳感器故障，一般只會是不工作或調節(jié)偏差大，而不至于是混合氣越濃反饋的反而越稀，感覺就是信號反向，考慮可能是線路接反。相關電路如圖29所示。

前氧傳感器G39相關針腳：

◆1號腳：泵電流

◆2號腳：接地線

◆5號腳：加壓電流補償導線

◆6號腳：參考電壓

拔下發(fā)動機控制單元插頭和前氧傳感器插頭，對各線路進行測量，確認5號腳和6號腳接反，按照正確的方式接回后，故障排除。

故障總結：前氧線路接反→氧調節(jié)反饋錯誤→控制到加濃極限→混合氣過濃。由于短時間內控制到加濃極限后，氧調節(jié)依然反饋混合氣過稀，使得發(fā)動機控制單元認為進氣系統(tǒng)存在問題，所以存儲故障：P2279進氣系統(tǒng)中的少量氣流。

圖29 氧傳感器電路