一辆行驶里程约1万多km,搭载型号为LDE的1.6 L自然吸气发动机,匹配型号为6T30的6挡自动变速器的2012年别克英朗轿车。用户反映:该车高速加速无力,将加速踏板踩到底,车速都达不到100 km/h,同时发动机故障灯也点亮过,而低速行驶问题不大。
检查分析:笔者接手此车辆开始维修前,了解到车辆已经做了如下维修:用专用故障诊断仪GDS2检测,有历史故障码(图1)P0121 00----节气门位置传感器1性能,通过和失败;测量节气门位置传感器TPS及加速踏板位置传感器APP线路未发现异常;更换节气门体总成及加速踏板总成,故障均未能排除,现申请更换发动机控制单元ECK.
笔者首先试车确认故障现象是否真实存在,发现车辆在低速加速故障并不突出,但高速加速无力,将加速踏板踩到底都没什么反应。试车的同时用GDS2进行数据捕捉,为后面分析检修做准备。
然后,笔者与此前的维修人员详细了解之前的维修经过及要求更换发动机控制单元ECM的理由。维修人员表示,根据相关的故障码指示,参照节气门控制系统电路图(图2)及维修手册关于P0121的检修步骤进行测量,测出结果“E”5 V电路、“D”和“F”信号电路以及“E”搭铁电路都正常,根据相关的测量结果及维修手册中检修步骤指南,须更换“Q38节气门体”或“K20发动机控制单元”,而节气门体甚至加速踏板总成都已经更换过,因此最后只能怀疑是发动机控制单元ECM有异常。
为了验证节气门位置传感器TPS与加速踏板位置传感器APP是否相匹配以及ECM处理数据是否正常,笔者进行静态(打开点火开关,不启动发动机)测试:缓慢增加APP角度,从0%增加到00%,TPS数值会相应从13.6%增加至38%(图3)。这并没有什么异常,与正常车辆一样(注:为什么TPS不是从0%到100%,而是13.6%至38%?这是因为ECM的控制策略如此),且APP及TPS的实际位置与期望的位置也能一一对应上,变化也是线性没有突变的。说明相关的传感器及线路确实没有异常,包括ECM也能正常处理相关数据。
笔者查看实际路试中捕捉下来的动态数据,重点是在大负荷、加速踏板全开而动力跟不上来时的数据,目的是能更明显地体现出故障,便于分梳。
首先来看故障车的数据(图4):将加速踏板踩到100%,车速只有78 km/h,节气门可达73.4%,几乎全凡此时有2处数据是明显不正常的,空气流量传感器MAF数值为17.01 g/s,歧管绝对压力传感器MAP数值为66 kPa。
接下来看同等工况下进行相同操作的正常车数据(图5):将加速踏板踩到100%,车速可达112 km/h,节气门开度可达83.7%,也是几乎全开,但此时空气流量传感器MAF数值为48.94 g/s,歧管绝对压力传感器MAP数值为102 kPa。
对比以上2组数据,正常车在节气门几乎全开时进气歧管内绝对压力与大气压力几乎一样,这才是合理的。而故障车进气歧管内绝对压力过低且气流进入进气歧管前的流量也是不足的。