一辆行驶里程万20万km的2007款大众桑塔纳3000轿车。该车发动机怠速偶尔不稳,严重时会自己熄火,故障发生时,冷车热车没有规律。
故障诊断:故障出现时,怠速游动,有时能自己恢复正常。测量汽油压力为250kPa(怠速状态),急加速时可以达到300kPa。检测结果说明汽油压力正常,故意原因没在这方面。
用诊断仪读取故障码,只有一个后氧传感器加热线路的故障码。分析认为,后氧传感器只是起到三元催化器工作效率的监视作用,对发动机混合气调节没有作用,与故障现象没有关系,暂时不予考虑。
经过反复测量,终于在故障出现时,用诊断仪测量到了故障状态时的数据流,此时出现怠速过低,发动机开始抖动,进气量在4.0~9.0g/s,喷油脉冲也会增加到9ms之多,故障持续1 min左右,不用处理,过一段时间后,怠速转速恢复正常,此时,进气量反而变小,小于正常值,为2.3g/s左右,此时的怠速基本正常。在测量数据过程中,数据还在不断变化,如表1所示。
从表1中的数据看,进气量和喷油量有偏离正常值的问题,但当时故障现象并不明显,正常车喷油脉宽为3.0ms左右,此车为4ms左右,也明显偏高。此时测量该车的尾气,得到如表2所示。
从表2中看到,HC明显偏高,CO明显偏高,说明此车当前的故障是混合气过浓。
再用诊断仪读取数据流,发动机怠速状态下2.3g/s的进气量明显过小,但此时怠速基本稳定,根据设计原理可以知道,发动机维持怠速运转时,最小进气量不会低于原车设计,只跟转速有关,当发动机转速正常时,进气量一定会在一定的范围内,对于此车我们以前测量到的正常数据为2.8-3.0g/s ,不会低到2.3g/s的进气量。一般进气量小的原因有两个,一个是空气流量传感器后面有漏气,另一个是空气流量传感器损坏。为了排除故障更快,我们直接更换一新空气流量传感器,再次测量,进气量仍旧为2.3g/s。为了从另一方面验证故障,我们用万用表直接测量空气流量传感器输出的信号电压,为1.26V。凭以前的经验得知,正常情况下,热车怠速状态下,信号电压应该为1.414V。经过以上的测量,说明只有一个问题方向,在空气流量传感器后方,存在漏气,有部分空气未经空气流量传感器计量,造成目前的故障现象。
确定方向后,开始对此车的空气流量传感器后方的进气管进行检查,空气流量传感器与废气管连接正常,没有漏气。验证方法是直接管子拔下后堵上,数据没有变化,再把活性炭罐管子拔下后堵死与进气软管上的接口,数据不变化,用嘴吹炭罐电磁阀,不漏气。连接真空刹车助力装置的管子也不漏气,还有节气门后方的汽油压力调节阀管子也不漏气,二次空气喷射的管子也不漏气,喷油器胶圈不漏气。气门室盖上的PVC阀是常见的易损坏的配件,直接更换新的也不起作用。
经过上述一系列检查,没有发现漏气的地方,问题又回到了原点,我们不能解开故障的怪圈,总是在原地打转儿。实在找不到问题所在,怀疑是不是发动机控制单元出现问题,经过检查,确实发现发动机控制单元内部电路板有进水的痕迹,包括发动机控制单元插头也有生锈的痕迹。分析认为,故障原因就在发动机控制单元内部进水后引起。实际情况如图1所示。
定购一新的发动机控制单元后,换上去,发现故障仍旧存在,虽然没有明显的怠速不正常现象,但可以看到怠速时的进气量仍旧偏小,更换发动机控制单元前后没有明显变化。
刚发现的一个故障线索又被排除了,怀疑我们的思路出现问题,是否此车是改进软件的版本,2.3g/s是正常的进气量?刚好有一辆同型号的车辆来维修,经过检查,发现正常车辆在怠速状态下为3.0g/s,用示波器分别测量正常车的喷油脉宽和故障车的喷油脉宽,进行相互比较,如图2所示。从波形上看,故障车的喷油脉宽比正常车的要宽,但总感觉有点异常,不知如何下手。实际示波器测量到的波形如图2所示。
将以上的测量结果结合故障现象重新进行分析,还是怀疑发动机进气管存在漏气,决定拆下进气管进行险查。
通过更换发动机控制单元,没有能排除故障,但不能说明发动机控制单元内部没有问题。因为此车故障现象存在不稳定性,实际上有可能是偶尔混合偏浓,又偶尔混合气偏稀。而偏浓的原因以及当时进气量偏大的原因与发动机控制单元本身进水应该是有关系的,说明上述情况出现混合气过浓可能是因为电路造成的,而混合气过稀以及进气量偏小的问题,则可能是机械原因造成的。通过以上分析认为,此车故障有可能是两个或多个原因造成的。
换上新控制单元后试车,行车基本正常,但EPC灯点亮,用诊断仪读取故障码,显示为“制动灯开关故障”。进入数据流“226”组读取数据,踩下制动踏板,数据流中没有变化。用万用表检测控制单元插头处,有正常的电压变化,说明制动灯信号送到了控制单元插头上。而把旧控制单元装上后,再读取数据流,制动灯开关信号可以从数据流中看到正常的变化,说明制动灯开关没有损坏,并且线路正常。新换上的发动机控制单元有故障,控制单元内部相关于制动灯信号部分电路有故障。
虽然新控制单元有故障,我们也尽量利用新换上去的发动机控制单元收集数据,在着车后,数据流中显示进气量为2.3g/s左右,由此我们验证此车的进气确实存在漏气,不可能两块控制单元都产生一样的故障,所以我们要进一步把进气管拆下找进气量偏小的原因。
将进气管拆下后,并且把进气管下方机体上的废气阀拆下检查,发现塑料老化,也一并更换,拆下的进气管垫经检查,没有漏气痕迹,节气门与进气软管之间没有橡胶垫,经核实,此车设计是改进后的,也不是问题所在,但为了增加密封性能,我们把进气软管与节气门之间抹上了密封胶。将进气管重新装复后试车,回厂后发现怠速状态下,进气量为2.5g/s,虽然没有达到正常值,但往好的方向上有所变化。怠速着车1min后,进气量升到了2.9g/s,至此,故障排除。此时已经到了中午。
下午上班后,准备交车,接上诊断仪再次观察数据,发现数据又变回到2.3g/s。看来我们并没有找到真正的问题,只有重新进行检查。再次检测汽油压力,怠速时为2.5kPa,急加速时可以达到3.0kPa。故障出现时,汽油压力稳定,说明故障另有原因。是否是水温传感器不稳定,出现偶发性的变值故障,用诊断仪观察数据流中第4组第3区数据,始终在94-100℃之间变化,水温传感器的故障也可以排除。
最后仍旧把目光转向进气系统漏气的方向上来,空气流量传感器后方肯定存在漏气,为了缩小检查范围,我们采取了一个小方法—反复着车后熄火,在发动机熄火瞬间仔细倾听是否有真空漏气的声音(如果有说明在节气门后方存在真空漏气,如果没有,说明漏气点在空气流量传感器与节气门之间),结果没有听到,说明漏气在空气流量传感器后方与节气门前方。
将发动机熄火后把气门室盖上的PVC阀拆下后,堵死进气软管接口,没有效果,再把活性炭罐电磁阀拔下,堵死与进气软管相连接的接口,进气量升到了3.0g/s,将活性炭罐阀拆下后,用嘴吹直接通气,发现活性炭罐电磁阀一直处于通气状态。在断电状态也无法关闭严了,说明炭罐电磁阀损坏。
把活性炭罐阀与进气软管相连接的管子堵死后,再次测量数据流,发现进气量变成了3.0g/.s。其他数据如表3所示。
为了多方面验证故障,再次用尾气分析仪测量了尾气,如表4所示。
故障到此为止,虽然没有最终排除,但已经找到故意原因,就是因为活性炭罐电磁阀关闭不严引起。
故障总结:此车的进气量在正常状态正是一个重要的参考数据,2.8~3.2g/s之间都是正常范围,但低于2.8g/s一定是有问题,不是空气流量传感器本身损坏,就是在空气流量传感器后方存在漏气。直接测量信号电压,状态良好的车辆应为1.414V,不必要直接更换新空气流量传感器,可以用万用表测量电压,就能排除空气流量传感器损坏的可能。