摘要:发动机加速不良的原因很多,既有油路方面的原因,也有电路方面的原因,还有进、排气系统方面的原因。本文主要以电控发动机工作原理和维修实例为依据,分析迈腾1.8 TSI手自一体轿车由于排气管堵塞造成加速不良的诊断思路、方法、步骤。
一辆一汽大众迈腾1.8TSI手自一体轿车,发动机型号为BYJ,底盘号为LFV3A23C073005602 ,行驶3万公里,发动机加速不良,耗油量大;车速最高时速只能达到140 km/h,此时变速器始终在5~6档换档。
故障分析:电控发动机加速不良的原因主要有:①进气系统中漏气;②燃油系统中油压过低,喷油器工作不良等;③点火系统中点火不正时,火花塞或高压线不良、高压火花弱等;④电控系统中某些传感器工作不良(比如节气门位置传感器或空气流量计、进气歧管绝对压力传感器有故障等);⑤排气系统中排气再循环系统工作不良,排气管堵塞等。
故障诊断:
1 不解体检测与诊断分析
1)连接大众专用检测设备VAS5052,读取故障码。出现故障码00665PO299,为增压器增压传感器(A)电路控制极限未达到,故障码能够清除,试车后故障再现。增压压力传感器G31安装在节气门下方进气管中部,用来检测进气管内气体压力大小,把该信号传给ECU, ECU根据该信号控制增压器旁通开度压力调节电磁阀N75的工作情况。更换增压器增压传感器G31后故障依然出现,说明故障不在增压压力传感器G31上。
2)读取空燃比组数据流。发现氧传感器的值变化,混合气浓度在浓稀变化,但调节值为+8.2%1)始终指令增浓,空燃比长效修正失效,此工况存在失效模式的主要原因是空气相对质量偏小。空气相对质量是ECU计算发动机负荷值的主要参数,也是涡轮增压、可变正时调整、可变进气管等空气填充控制效果的反应参数,此车空气相对质量为巧%,偏小于正常车空气相对质量40.6%,这说明该车涡轮增压、可变正时调整、可变进气管等某一系统空气填充控制效果差。
3)读取涡轮增压组数据流。该车正常值为:怠速时增压值为1010 mbar,原地急加速时最高可达到1 800 mbar左右;空气流量计怠速时为2.3~2.5 g/s,原地急加速时最大可达到65 g/s左右。该车实际数据值为:怠速时增压值为1000 mbar,原地急加速时最大达到1200 mbar左右;空气流量计怠速时为2.0~2.1 g/s,原地急加速时最大达到50 g/s左右。
通过以上数据流对比分析可知:该车实际增压数值偏低,空气流量计信号偏小。说明该车可变正时调整、可变进气管空气填充控制效果正常,涡轮增压系统空气填充控制效果差。
4)增压系统工作原理分析。该车涡轮增压系统的工作原理如图1所示,涡轮增压器的结构如图2所示。
废气涡轮增压控制系统实质:发动机根据进气压力的大小,控制增压装置的工作,以达到控制进气压力、进而提高发动机动力性和经济性。其控制分3个过程:①空气增压过程。当发动机工作,排出的废气都作用到涡轮上,涡轮增压器工作,提高了空气的压力;涡轮转速越高,增压后的空气压力值也越大,如图1a所示。②增压压力调节过程。电控单元通过不同占空比的脉冲信号,控制增压压力限制电磁阀N75(图3)和减压控制装置来设定所需要的增压压力。由增压压力和进气压力形成一个控制压力,这个控制压力作用到压力单元上,后者通过一根拉杆来操纵废气压力减压翻板,废气压力减压翻板打开一个旁通通道,使得一部分废气不经涡轮直接排出,这个过程可以调节涡轮的转速,从而可以设定最大增压压力,如图1b所示。当调节机构失效时,增压压力直接作用到压力单元上,并顶着弹簧,于是最大增压压力就被限制成一个基本增压压力。③超速切断过程。发动机在超速运行状态时,如果节气门关闭,增压压力就会在涡轮增压器壳体内产生一个背压,这个背压会显著降低增压器转子的转速,会导致增压压力下降;为了避免出现这种情况,控制装置就打开涡轮增压器循环空气阀N249,该阀打开一个旁通通道,将压缩空气经增压器转子再引回到增压器循环的进气一侧,这样就可以保持所需要的涡轮转速(图1c)。当节气门打开时,涡轮增压器循环空气阀N249就关闭,于是又立即形成增压压力。
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由以上分析可知,涡轮增压系统空气填充控制效果差的原因是废气涡轮转速低,而废气涡轮转速低的原因是增压器旁通开度偏大或排气系统堵塞。是靠自身进气增压进行调节的,若增压器旁通开度压力调节电磁阀N75、增压压力传感器G31、发动机控制单元J220有故障,都会造成增压器旁通阀开启偏大。进行 N75的执行元件测试,结果N75电磁阀正常,前面已排除故障不在增压压力传感器G31上,那只能是排气系统堵塞或发动机控制单元J220有问题。
2 解体检测与诊断分析
解体该车排气管,发现其三元催化转化器颜色如图4a所示,正常车排气管颜色如图4b所示。两种情况对比说明该车三元催化器中毒且严重堵塞,表层颜色为红褐色的是燃油中含硫过多所致,底层颜色为灰白色的是燃油中含铅过多所致。
故障原因:经以上分析可知,该车故障原因是排气管堵塞所致。排气管堵塞会造成排气系统中排气不畅,排气不畅致使废气推动涡轮的动能不足,导致叶轮动能不足,增压压力实际值偏小。引起排气管堵塞的原因很多,一般是由于三元催化转换器损坏,消音器内填充的耐热材料堵塞和北方地区寒冷引发排水不畅造成的,再者燃油品质问题和发动机燃油燃烧不完全也是造成三元催化转换器损坏的主要原因。从图4可看出,该车排气管堵塞的原因是所用燃油品质劣质所致。经询问,用户承认所用燃油品质差事实,仅在保养时加过几次指定的燃油添加剂,并承认在长途高速公路行驶时,因加油站无优质97#油,加过几箱93#劣质汽油行驶。
案例点评:
1)电控发动机对燃油品质要求高,劣质的燃油不但会对低压油泵、高压喷油嘴、三元催化转化器造成潜在的失效影响,同时会造成车辆油耗增加、动力下降、尾气超标,更严重的能让排气管烧红,造成车辆自燃。因此如果发动机出现缺缸、点火不好、喷油过多等故瘴时,应及时修理。长期在故障状态下运行,未燃烧的燃油很快会损坏三元催化转换器。当发现发动机仅行驶2.4万公里,低压油泵、高压喷油嘴、三元催化转化器易损坏时,建议解体排气管,观察三元催化转化器内表堵塞物颜色,依此来判别燃油品质的好坏,进而找出故障的根本原因。
2)在很多情况下检测仪中显示的故障码内容是不能完全准确地指定故障点的,它只是给我们指出了一个方向。因此,我们在读取故障码的同时,也要读取与故障码相关的数据流,从数据流中找出异常,进而准确找出故障的原因和部位。
故障处理:
1)擦去堵塞物后,高压风干洗三元催化器,试车加速良好,时速可达220 km/h,但怠速数据流与正常值有偏差。
2)更换排气管总成,怠速数据流正常,耗油正常,试车正常。