一辆行驶里程约8万km的福特系列维多利亚品牌的轿车(Vs发动机)。该车在中低速行驶时出现了偶发性熄火的故障。由于安装在排气管前端的用来监测汽车尾气中氧原子含量的其中一只上游氧传感器表面受到污染,导致在中低速行驶过程中同时开启空调或减速打方向行驶(如掉头)时,出现了发动机偶发性熄火的情况。
关健词:偶发性熄火;行程;氧传感器中毒。
故障现象:该车在中等速度和中等负荷状态下会出现混合气过稀的现象,发动机动力欠佳,此时如果有负荷突然增加(如开空调或减速打方向)时,发动机会产生偶发性媳火的现象,但熄火后马上启动又能立刻着车,而且仪表上的发动机故障指示灯不亮,发动机着车后能运转正常,加速减速性能同样比较良好,没有明显的故障征兆。
故障诊断:对该车进行路试,在各种工况下都试运行了较长时间,但没出现车主所述的故障。根据车主的陈述:当该车的发动机突然熄火后便能立即顺利重新启动,启动时发动机故障指示灯会先亮一会儿后熄灭,且启动后发动机运转正常。证明了发动机控制系统和仪表灯光系统均正常,既然发动机有故障发生,发动机故障灯为什么会不亮呢?
为此翻阅了有关福特轿车的维修手册,得知故障指示幻点亮所需要的条件:
现今的福特车系均已采用了OBD II甚至更高级别的控制单元监测诊断系统。当故障在被第一次检测到时,DTC(故障码冶存储在ECU内部,在连续两个行程检测到相同故障的时候,MIL(发动机故障指示灯)点亮;如果车辆连续行驶三个行程都没有故障以后,MIL灯灭。但是,根据检测到的故障类型,有些与排放有关的DTCs会使MIL灯马上点亮。
这里所说的“行程”是指:一次开钥匙,关钥匙事件,期间ECU需要检测到下列情况:
1.发动机冷却液温度超过70℃。
2.启动发动机后,发动机冷却液温度应改变超过20℃。
3.发动机转速超过400r/min。
由此可知:在故障发生时DTC会被ECU所记录下来,但如果经过好长一段时间(若干个行程)后没再出现第二次相同的故障,或在连续行驶三个行程或以上都没有检测到故障时,MIL灯是不会点亮的(与排放有关的DTCs除外)。同理,当再次出现(与排放无关的)偶发性故障时,由于它不是在连续两个行程里出现,所以MIL灯是不会亮的。但是,故障码会被记录在ECU内。也就是说,且只要通过专用发动机诊断仪就可以将隐藏在ECU内所记录的故障码读取出来。
再将福特专用汽车发动机故障诊断仪接到该车上,读取ECU内所记录的故障码的时候,结果显示发动机系统一切正常,无故障码存在。之后经过询问车主该车之前的维修历史,得知止匕车已经为此更换了火花塞、空气格、空气流量传感器、节气门位置传感器、怠速阀、汽油格,甚至汽油泵也换了。这次便拆下了一个火花塞检查,结果得到惊人的发现,该火花塞电极都已烧成白色了。向车主再次了解,得知上一回也是因为火花塞发白才被修理工换上新的,到现在还不够三个月。随后把火花塞全拆下来,结果全是烧成白色。问题可能就在这里。据我所知,火花塞发白是因为汽缸里的混合气长时间过稀燃烧所导致。如果混合气长时间处于过稀状态,会使发动机输出的动力降低。故此,在急加速或高速行驶时,发动机仍可正常运转,但在中低速时若有额外负荷的增加(如打方向,压缩机电磁离合器吸合或制动等负荷增加),则有可能出现因动力不足甚至熄火的情况。
导致混合气过稀有如下几个方面的原因:
1.燃油系统工作油压偏低,导致喷油量减少。
2一汽油中含有过多的水分,导致汽油分子的占比降低。
3.进气系统泄漏真空,导致未经检测的进气量额外增多。
4.空气流量传感器或进气歧管绝对压力传感器故障(该车没有进气歧管真空度传感器),导致不能准确计量(计量偏少故障)实际的进气量。
5.节气门位置传感器故障,不能正确反映实际的节气门开度(计量偏少故障)。
6.闭环控制过程中,氧传感器出现故障,不能正确计量废气中的真实的氧原子含量(计量中的氧原子偏少,ECU认为混合气过浓,实行减少喷油量的控制)。
7.水温传感器或进气温度传感器故障(该车的进气温度传感是在热线式空气流量传感器里面)。
8.ECU内部或相关线路故障(此故障出现的情况相对较少)。
故障排除:既然与混合气有关,就会影响到排放的优劣情况,那为什么MIL灯不亮呢?带着疑问按部就班地实施以下措施:
1.装回火花塞,接上燃油压力表测量燃油系统的工作油压。实测后该车的燃油系统工作油压为283kPa,查阅资料显示,该车标准的系统油压为255.2~296.6kPa。属于在标准范围里面,证明燃油系统的工作压力为正常。
2.通过着车后观察发动机的运转情况来检查汽油中是否含有过多的水分。观察发动机的运转状态,结果该车在冷怠速和热怠速的时候都运转平稳,加速性能良好,而且汽车的尾气中没有冒白烟现象,证明汽油里面没含有过多的水分。
3.怠速时用专用的化油器清洗剂小心喷射该车的空气流量传感器后部的进气管路及相关真空管路的接驳口位置,观察发动机运转有否发抖的现象,由此来判断进气管路是否存在有真空泄漏的故障。结果发现发动机运转平稳,这就证明了该车的进气系统管路完好且没有空气泄漏。
4.由于该车的发动机运转正常,且发动机故障指示灯不点亮。因此,存在ECU故障和线路短路或开路等破坏性故障的可能性不大。通过专用发动机故障诊断仪读取和分析几个相关的传感器、执行器的数据流。记录如表1、表2所示。
从以上数据显示可得知:空气流量传感器进气量(MAF)、节气门位置传感器(TP)、水温传感器(ECT)、进气温度传感器(IAT)等数据值均在标准范围以内且能正常响应,下游氧传感器(HO2S12、HO2S22)数据也平稳正常,只是上游氧传感器(HO2S21)虽然也能响应,可其电位幅度偏高的时间段状态反应较长(即在0.45~1.0V之间的响应时间较长,在0.45V以下的响应时间较短),响应频率相应较低。如图所示。
那么,上游氧传感器(HO2S21 )反馈给ECU的是混合气过浓信号,ECU便按照接收的数据实行减少喷油量控制,混合气就会在偏稀的状况卜进行燃烧。这应该是造成该车火花塞为什么会发白的原因了。
把两个上游氧传感器拆下,仔细观察后发现其中的一只氧传感器表面上附有一层薄薄的褐黄色污垢,显然证明了该氧传感器存在着“中毒”的现象。