故障现象:一辆2003年款式沃尔沃S80轿车(装配L涡轮发动机),累计行驶约17万km,偶尔有怠速游车,发动机故障警告灯点亮的现象,但能正常行驶。曾因此更换过火花塞,但故障依旧。
故障诊断:首先对发动机进行基本检查,发现发动机怠速平稳,加速强劲有力,使用VIDA诊断仪(VOLVO原厂诊断仪)读取故障码,分别为:ECM-260A(P1175)——长期燃油调整下限;ECM-262A(P2188)——长期燃油调整下限;ECM-272A(P2190)——可调节λ组2控制下限;ECM-270A(P1185)——可调节λ组2控制下限。
接着对上述故障码进行分析。P1175——长期燃油修正下限,该故障码表示的是气缸组1,即1、2、3缸的控制。该车装有4个氧传感器,三元催化转化器上游安装2个6线宽带式加热型氧传感器,三元催化转化器下游安装2个4线氧化锆式加热型氧传感器。P1185——可调节λ组2控制下限,该故障码表示的是对气缸组2,即4、5、6缸的控制,该故障码与P1175意义相同,只是所指示气缸组不一致。
发动机控制模块接收来自氧传感器有关空燃比的信息,如果λ值偏离1,短期燃油调整会调整喷油时间进行补偿,以便达到λ值为1,短期燃油调整进行时,积分器中位的调整必须由长期燃油调整进行,如果气缸组1在上部负载中的长期燃油调整至极限时,λ值仍偏离1,则故障码P1175被存储。当故障码P1175和P1185同时出现时,说明整个控制系统混合气过浓。当仅出现故障码P2188时,说明气缸组1在怠速范围内的长期燃油调整已在极限,当P2188和P2190故障码同时出现时,则说明整个控制系统在怠速范围内的长期燃油调整中混合气过浓。这里需要说明的是,沃尔沃S80轿车的燃油调整通常设计为3个部分,即怠速、上部负载和下部负载。其中上部负载是指在大负荷和急加速时短期燃油修正的倍增调整,该数值只有在其范围内读取;下部负载是指发动机在部分负荷时对短期燃油修正的倍增调整,该数值也只有在其范围内读取。假如在维修期间清除故障码,所有燃油修正数值都将复位到原始位置。
通过以上分析得知,当只有关于气缸组1或气缸组2的故障码出现时,说明故障不在整个系统中,至少可以确定跟空气流量传感器、转速传感器等共享信号无关,比如只有故障码P1175出现时,说明故障只是出现在1、2、3缸,与其他气缸无关,此时可使用气缸组1和气缸组2的零件对调的方法进行试验,这样可以用最短的时间准确地确定故障部位。如果故障码同时涉及气缸组1和气缸组2,进行故障分析时就必须全盘考虑,综合分析。维修人员认为,当出现这种情况时,首先需要验证氧传感器自身的好与坏,于是读取了发动机数据流,见表5-1。
表5-1 故障排除前读取的发动机数据流
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通过数据流可以发现,发动机转速、冷却液温度、点火角度和空气流量信号数值都是正常的,也就说明发动机控制模块通过基本参数信号与负荷信号,计算出λ为1,而此时氧传感器反映出来的却是混合气过浓(λ<1)。导致这一结果的原因只有两个:一是氧传感器自身损坏,导致信号不良;二是发动机控制模块通过基本参数计算的基本喷油量的输入量没有改变的情况下,因某些因素导致氧传感器信号数值偏高。为了进一步印证,维修人员使用了一个自认为简单有效的方法(曾尝试过利用各种方法对宽带式氧传感器进行判定,比如数据流、电压检测和波形检测等,但都无法获得有价值的数据),即人为地拔掉进气歧管上的真空管,使混合气变稀,此时观察前部氧传感器组1和组2的变化情况,结果发现从原来的0.95、0.96缓慢变化到1.02、1.04,λ调整组1(怠速)和λ调整组2(怠速)从原来的负数逐渐向正数变化,喷油脉宽也缓慢变小,而λ调整中的上部负载与下部负载没有变化。这一试验得出三个结论:一是氧传感器没有问题,可以随着空燃比的变化而变化;二是基本信号和控制部分没有问题,因为当接通空调系统时,空气流量信号数值变化到16g/s,喷油时间与节气门开度也随之变化;三是在基本喷油量没有改变的情况下,额外喷入过多燃油。
根据上述分析判断,导致混合气过浓的原因可能是喷油器泄漏或燃油系统压力过高。
故障排除:接上油压表,起动发动机,读取燃油系统压力,为450kPa,查询维修数据得知,标准值应为300kPa,结论为燃油压力调节器不正常。该车的燃油压力调节器与汽油泵装在一起,同在燃油箱内。拆检发现,燃油压力调节器滤网上粘结了一层脏物,导致回油受阻,从而使燃油系统压力上升。清除其上的脏物后测试,燃油压力恢复到300kPa,随后又清洗了燃油箱,清除故障码后进行50km的路试,上述故障现象消失,再次读取数据流,见表5-2。至此故障排除。
表5-2 故障排除后读取的发动机数据流
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