一辆行驶里程约2.35万km,搭载1.6L Durater-16V Ti-VCT发动机的2013年长安福特新福克斯轿车。用户反映:车辆行驶中仪表上发动机故障灯点亮。
检查分析:车辆进店后,笔者对该车仪表板目测发现,发动机故障灯长亮,熄火再启动后,发动机故障灯始终亮着。使用福特专用故障诊断仪IDS对发动机控制单元进行检测,系统内存在含义为“02(氧传感器)电路范围、性能第2排传感器,信号频率过低”的故障代码P2A03-36-EC-PCM(图1)。
首先对该故障代码的含义要有深刻的理解,才能有效诊断故障。通过查阅该车维修手册了解到,该车发动机控制单元配置4个氧传感器:第1缸与第2缸配置第1排前氧传感器(O2S11)、第1抖垢氧传感器(O2S12),第3缸与第4缸配置第2排前氧传感器 (O2S21)、第2排后氧传感器(O2S22)。据此可知,故障码的内容是认为第2排前氧传感器(O2S21)讯号频率过低。
众所周知,二氧化错氧传感器在排气温度达到正常工作温度后,检测尾气氧含量的信号频率大约是10s变化8次以上。为了验证氧传感器讯号频率是否过低,笔者对4个氧传感器信号波形数据流进行采集。对比第2行前氧传感器02S21波形与第1行前氧传感器02S11波形,很容易看到02S21波形信号频率变化相对缓慢(图2),据此验证了故障码的真实性。
因为该故障是尾气排放监测系统范围内的故障,笔者进一步再对该车发动机控制单元另一重要参数—燃油短期与长期调整数据进行采集,看看从中是否能找到一些对该故障诊断有价值的线索(图3)。
对图中“冻结框模式2”中的第1行与第2行氧传感器信号所对应的短期燃油调整值进行对比,可以看到第2行SFT2为9.38%、此值明显偏高,第3、4气缸的混合气正处于偏“稀”状态,系统实时进行短期的向“浓”方向调整,因此,SFT2达到了9.38%。
通过故障代码内容的理论分析后,接下来,笔者第一时间对第2行前、后氧传感器的相关线束及加热线路进行检查,检查结果正常。拆卸4个氧传感器后,通过目测发现了故障点,第2行的前、后氧传感器探头与第1行的前、后氧传感器探头进行对比,第2行的前、后氧传感器探头明显发白(图4)。
氧传感器探头为什么会烧成白色状态?可能的原因有:混合气比例失调、喷油器线路及自身故障(堵塞或滴漏)、燃油品质问题、点火系统故障及发动机控制单元PCM故障等。笔者对相关的系统检测与排查,没有异常。最后,再次询问用户,了解到该车经常在一些小的私人加油站加油,也没有在正规的4S店保养,机油质量也无法保障。从第2行氧传感器探头发白的颜色及上述数据流波形的分析,为氧传感器“硅中毒”(“铅中毒”为棕色),故障原因锁定在燃油品质及机油的质量上。由于使用了劣质的燃油和机油(含铅、硅化合物较多),在气缸内燃烧后,产生大量的SiO2附着在氧传感器探头上,造成氧传感器硅中毒,阻碍了氧传感器检测氧浓度的信号频率响应,错误地去控制燃油短期的调整,造成燃油混合气假性过稀的症状。并激活了P2A03-36-EC-PCM故障代码。
故障排除:对该车燃油系统进行彻底清洗,更换优质燃油,更换中毒的氧传感器,对三元催化器进行清理。用IDS清除故障代码,再次进行氧传感器波形数据流的采集(图5)。此时,第2排前氧传感器信号响应频率恢复正常,对该车进行长时间路试,发动机故障灯未再点亮,故障排除。
回顾总结:通过这起故障的诊断告诉我们,维修中应充分理解故障代码的含义,结合维修手册进行合理的分析判断。此外,在维修过程中遇到困难时,还应多询问用户,从而获得更多对诊断有用的线索,这样才能准确高效地排除故障。