一辆行驶里程约3万km,搭载LTD 2.0 L发动机和GF6变速器的2014款雪佛兰迈瑞宝轿车。用户反映:该车辆在市区行驶时发动机故障灯异常点亮,车辆起步无力,1挡换2挡时车辆发冲。
故障诊断:接车后,首先试车,确认故障属实。用故障诊断仪读取故障代码,为P0171一一燃油修正系统低电压(图1),引起P0171的故障原因主要是混合气过稀,可能有部分未经空气流量传感器检测的空气进入气缸,造成混合气过稀。氧传感器检测到尾气中氧含量过多,ECM根据氧传感器信号进行燃油修正,修正值超出闭值时即点亮发动机故障灯。查看该车数据流,发现长期燃油调整已达到+30%(图2),正常车燃油修正值基本上在±5%变化,数据流显示不正常燃油修正值进一步说明发动机混合气过稀。
对比发现在怠速同等转速下,故障车与正常车的空气流量传感器、进气歧管绝对压力传感器(MAP)、节气门数据,基本接近(图3、图4)。对比数据分析故障车空气流量传感器测量数据是准确的,ECM根据空气流量传感器测定的数据进行喷油,喷油脉宽已达3.30 ms,远远高于正常车的喷油脉宽,氧传感器测量到混合气依旧呈现过稀,长期燃油修正值达到+30%,喷油量依然无法满足发动机燃烧需求。对比MAP数值与正常车基本接近,初步排除节气门后方进气歧管有漏气的可能性,因为如果怠速时节气门后方漏气,将导致进气歧管内真空度下降,随之进气歧管内压力将升高,MAP数值也随之升高,ECM为维持发动机怠速时目标转速的恒定值,会令节气门开度减小,通过降低节气门开度来减少进气流量,降低发动机转速,向怠速目标转速靠拢。对比故障车与正常车节气门开度误差极小,原因是积炭程度不同而略有误差,如是节气门后方漏气,真空抽吸加大,将有大量空气进入进气歧管,节气门的开度将会进一步变小。
通过上面的数据分析可以初步确认发动机进气系统是正常的,氧传感器是ECM进行燃油修正的主要反馈传感器,混合气过稀会不会是氧传感器测量值偏移引起的呢?接下来查看氧传感器波形。
通过对比故障车与正常车氧传感器数据变化(图5、图6),从氧传感器波形图时间轴上看故障车氧传感器波形周期内波形变化较大,波形形状一致性差,反映了ECM在对混合气做周期性的浓稀快速修正,以期能满足发动机对混合气的需求。另外,氧传感器信号电压周期内穿越0.45 V频率较好,说明氧传感器性能较好;在进气系统空气流量数据正常的情况下,氧传感器1和氧传感器2的信号电压在低位时间比在高位的时间要长,反映了尾气中氧含量比正常要高,混合气确实过稀,造成氧传感器内、外氧浓度差小。氧传感器1和氧传感器2的信号电压波形周期性变化接近一致,说明ECM对尾气的快速修正,使三元催化转换器对尾气催化反应已趋向饱和,导致氧传感器2的信号电压趋向接近氧传感器1的信号电压。
为排除氧传感器异常电压是不是由发动机缺火导致的,查看数据流中气缸缺火数据。气缸不点火数据显示气缸无缺火。氧传感器异常信号电压不是由于气缸缺火,未燃烧完全的氧气排入尾气造成的。另外,当前数据、历史数据中没有缺火记录,也可以排除燃油品质不良、喷油雾化不良、气缸压力不均导致的气缸工作不均匀。