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确理解电控汽油发动机进气量与喷油量的关系(下)
来源:汽车维修与保养  作者:佚名  2015-02-11 08:47:00

   例如,一辆2009款别克君越轿车,2.4L排量发动机,行驶10min后出现混合汽稀的故障码,经检测,发现其怠速时的数据流如下所述。发动机转速796r/min,MAF传感器2.83g/s,计算气流量3.50g/s,喷油脉宽2.16ms,发动机负载25%,TP指明角度4%,短期燃油修正值-3%,长期燃油修正值17%。其中MAF传感器与计算气流量中间有0.7g/s的差异,这究竟是空气流量计偏离特性还是后方有漏气情况呢。此时可以采用人为堵塞部分进气道的方式进行验证。
    以下是我将一根手指放入空气流量计旁进气道后所采集到的数据。发动机转速796r/min, MAF传感93.17g/s,计算气流量3.52g/s,喷油脉宽2.31 ms,发动机负载26%,TP指明角度4%,短期燃油修正值由-16%降低到-2%,长期燃油修正值由17%降低到10%。因为节气门开度不变,通过减少实际进气量,长期燃油修正值有了明显的降低,这说明存在空气流量计偏离特性的可能性,但能否排除节气门后方漏气的可能呢?显然,现有的数据还无法完全确认。
    此时的MAF与计算气流量之间的差值比较接近,而人为控制实际进气量,改善后的长期燃油修正值降低只能说明混合汽稀的情况得以缓解,但真正的故障原因还无法确定。首先更换空气流量计测试,结果发现MAF传感器数据依然低于计算的气流量,这说明故障与空气流量计没有关系。进一步对节气门后方的元件进行检查,发现3缸喷油器的密封圈存在泄漏的情况,检查发现,密封圈居然是用生料带缠裹的。更换新的31缸喷油器密封圈,读取数据流,得到如下数据。发动机转速795r/min, MAF传感器3.46g/s,计算气流量3.73g/s,喷油脉宽2.27ms,发动机负载29%,TP指明角度6%,短期燃油修正值0,长期燃油修正值一4%。此时的节气门角度比漏气时明显增加,由4%增加到6%,这说明确实存在节气门后方漏气的故障,故障原因至此查明。
    如果进气量信号数据正常、发动机转速正常、节气门开度正常、喷油器喷油时间偏大、燃油修正值为正值,则说明燃油系统存在供油量不足的问题,这可能是喷油器堵塞或燃油泵压力低所致。
    如果出现进气量信号偏大、发动机转速过低、喷油器喷油信号偏大、节气门开度偏大的情况,则要观察燃油修正值,如燃油修正值正常,点火正时正常,则发动机可能存在点火不良或汽缸压力低的故障;如燃油修正值为正值,点火正时正常,则存在点火不良的故障。
    三元催化转换器堵塞后,会导致发动机动力不足、高速无力。这是由于排气管堵塞时,废气排出受阻,表现为背压过高,进入汽缸的新鲜空气量减少,这会导致混合汽燃烧不完全。从数据流上可以看到氧传感器电压高于0.45V,燃油修正系数为负值。发动机高转速运行时(3000r/min以上)突然放松加速踏板,此时,短期燃油修正系数会呈现较高的数值。一般高于-15%,表示此时混合汽过浓。
    而当活性炭罐电磁阀卡滞在常开状态时,除了会导致发动机热车停驶后一段时间内不易启动外,还会导致发动机在正常工作中出现混合汽稀的故障现象。这是因为,燃油箱中的燃油蒸发速度追赶不上发动机炭罐进气补偿的量,所以,在发动机刚开始工作时,混合汽呈现浓的状态,但随着发动机工作时间的增加、速度的提高,出现混合汽偏稀的故障现象。数据流显示的是启动一段时间后,混合汽由浓转稀,燃油修正值,尤其是短期燃油修正值呈现先减少后增加的趋势。
      以上数据均是在氧传感器工作正常的基础上做出的数据分析,但实际上,氧传感器在长期工作后,时常会出现偏离特性的问题,这将导致发动机控制出现混乱。即使电脑检测到的进气量信号是正常的,并且按此做出的喷油量控制是正确的,也会由于氧传感器的错误信号,导致燃油修正值出现错误,致使实际进入汽缸的混合汽出现过浓或过稀的故障,导致发动机出现怠速抖动、加速不良、尾气排放超标的问题。
    在发动机实际工作中,在一定工况下,其运转阻力是不变的,需要的发动机输出功率、扭矩也是一定的。对于正常混合汽来说,只要有合适的混合汽量,再辅以正确的点火时刻和燃烧作功产生的驱动力,即可以满足此时发动机输出扭矩的要求。但如果由于进气量、节气门开度、喷油器等原因导致进入汽缸的量或浓度发生偏差,或者由于点火时刻不正确、点火能量不足导致燃烧产生的最大扭矩无法满足此时扭矩需求,就会发生电脑通过增大总的进入汽缸混合汽量来弥补输出功率不足的问题。所以,从数据流中,我们经常见到过大的进气量数据、正常或较大的节气门开度、过大的喷油时间以及较大的发动机负荷。对于我们技术人员来说,需要做的是理解各数据之间的关系,找出数据中的异常数据并作出分析。
    表3是笔者总结的一般情况下发动机各数据流关系对照表,希望能够对工作在一线的技术人员有所帮助。

    四、标准数据流的获取
    在发动机数据中,我们可以将进气量数据作为一个基本数值来进行分析,这是因为发动机的基本燃油喷油时间及基本点火时刻都是建立在发动机转速与进气量基础上的,当这一基础发生异常时,就会导致喷油时间及点火时刻异常。而如何确定进气量数据是否正常,其值是否正确呢?我们可以根据进气量信号与实际进气量数据之间的相符程度来进行区分。根据电脑检测的进气量数据与实际进气量数据之间的相符程度,可以将MAF数据区分为真值与假值两个范围,真值指的是电脑检测的进气量数据与实际进气量基本相符,差异不大的数据;而假值指的是电脑检测的进气量数据与实际进气量之间有较大的差异。前者的特征是实际进气量的数值较大,电脑检测的MAF信号也会偏高,但发动机转速有可能不高,并且发动机输出功率有很大程度的降低。而后者则会有两种情况,一是实际进气量正常,但电脑检测的进气量信号偏大;二是实际进气量正常或较大,但电脑检测的进气量信号偏小。
    对于假值来说,实际进气量与电脑检测的进气量信号之间有较大出入,这样导致实际喷油量信号与进气量信号之间严重不符,短期及长期燃油修正值也会与实际进气量数据显示的相反。比如,当空气流量传感器偏离特性,检测的进气量信号高于实际进气量时,就会导致喷油脉宽小于电脑根据进气量信号计算的喷油脉宽,同时,长期及短期燃油修正值显示为减少喷油量。反之,如检测的进气量信号小于实际进气量时,会出现喷油脉宽大于电脑根据进气量计算的喷油脉宽,同时,长期及短期燃油修正值显示为增加喷油量。造成进气量数据假值出现的原因,一是空气流量传感器元器件偏离特性,二是空气流量计后方出现了漏气或额外空气或混合汽进入(活性炭罐电磁阀卡滞常开)的情况。
    对于真值来说,原因则复杂得多。虽然电脑检测的进气量信号与实际进气量数值基本一致,但有多种情况都会造成发动机电脑控制的喷油量与进气量信号不匹配,比如点火系统故障导致的混合汽燃烧不完全的情况。常规情况下,对于真值来说,会出现进气量正常、过大两种情况。一般情况下,燃油压力低,喷油器堵塞,混合汽稀造成的发动机输出功率降低情况,会由电脑根据氧传感器信号做出修正,增加喷油脉宽得到补偿,而此时的进气量基本正常。除此之外,无论是火花塞失火还是汽缸压力低等造成的发动机功率下降,都需要增加进入汽缸的混合汽总量,以此来提高输出功率,适应发动机的负载。从数据上看,呈现进气量较大、喷油脉宽增加的状态。

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