四、怠速空燃比反馈值范围与发动机状态
在这些条件均满足后,发动机正式进入闭环控制阶段。此时我们就可以根据长、短期修正值来判断发动机的工作状态,并且可以通过分析来锁定一些常见故障。在分析发动机故障时我们应该了解,发动机怠速稳定时修正值的变化范围是如何受发动机工作状态影响的。
图2中,短期修正在绿色区域为正常,也就是“6”代表的区域,一般来说长期和短期修正的叠加值在±15%以内。如果处于“5”代表的黄色区域,则有可能是发动机存在故障,如发动机转速不稳。从数值看,长短期修正叠加在+15%~+35%之间和-15%~-35%之间,或者单独的短期修正在+15%~+20%之间和-15%~-20%之间,在这两个区域内发动机的尾气可以被修正补偿到合格范围内。此时,如果进行尾气检测,一般会合格,发动机抖动的原因只能通过数据分析才能查明。
如果短期燃油修正值超过图2所示的“1”线,即小于-20%,说明由于混合汽过浓引起发动机工作失火;如果短期燃油修正超过图2所示的“2”线,即大于+20%,说明混合汽过稀引起发动机工作失火。
如果短期燃油修正值在图2所示“3”区域(-35%-r-60%)或在“4”区域(+35%~+60%),说明发动机的反馈控制已经无法修正混合汽的状态,此时发动机会激活故障码P0172(混合汽过浓)或故障码(P0171),同时发动机故障指示灯点亮。
五、利用动态数据变化分析典型故障
了解了怠速时燃油修正与发动机状态的关系,我们就可以通过一些辅助数据和改变发动机的转速和负荷来诊断一些发动机故障。
1.进气管漏气
进气管漏气其实就是有一部分没有被空气流量计检测到的空气进入了进气道,实际上发动机喷油量不足,燃油修正值为正,通常在+20%以上(修正值会随漏气量的变化而变动),而且通常会导致发动机抖动。此时,如果将发动机转速提高并保持在2000r/min以上,长短期燃油修正值将趋于正常(+15%以下)。因为发动机转速提高后,节气门开度变大,进气管真空变小,未被检测的空气与流量计可检测到的空气的比例明显缩小,对发动机状态的影响明显减小。因此,进气管漏气只会引起怠速不稳,而不会影响汽车的加速性能。
图3所示红色曲线为发动机转速、蓝色为短期修正值、绿色为长期修正值。发动机怠速时,短期修正值为+19%左右,长期修正值为+9%,并且在不断上涨,但是在发动机转速达到3 500r/min左右时,长短修正叠加在±2%之间,趋于正常。遇到这种情况,对讲气系统进行检查,一般即可顺利找到故障原因。
2.燃油压力不足
与进气管漏气时发动机怠速时的表现一样,燃油压力不足也会使混合汽过稀,修正值正向偏离。此时如果提高发动机转速,进气量突然增大,由于燃油压力低,喷油量会减少,高速时的混合汽浓度将更低,从数据上看正向修正趋势比怠速时更大(图4)。
图4中,红色曲线为短期修正、蓝色曲线为长期修正、绿色曲线为发动机转速。怠速时,长期燃油修正值为+20%、短期燃油修正值为0,说明虽然混合汽偏稀但可以修正到正常范围;加速时,长期燃油修正达到+45%左右,这是典型的燃油供给不足引发的燃油修正数据变化。遇到这种情况,检查燃油系统油压、测试喷油嘴的喷油量,一般就可找到故障点。
3.空气流量计失准
空气流量计失准有两种情况:测量值偏大,造成混合汽浓;测量值偏小,造成混合汽稀。无论是测量值偏大还是偏小,都会导致发动机在怠速和高速时,燃油修正值异常,且对怠速和加速过程均有比较明显的影响。
如图5所示就是空气流量计测量数值偏大时的燃油修正值与发动机转速之间的关系。不管发动机转速如何变化,混合汽均过浓,就像在正常数据中叠加了一个常数。遇到这种情况,一般需要借助其他状态下的数据进行综合分析。最有效诊断方法是做空气流量计的无风测试,即:在发动机停机后读取空气流量计的静态数据。正常情况下,静态测试数值为0.14~0.18g/s,如果过大或过小,则说明空气流量信号存在偏差。
图6显示的就是热线型空气流量计的热线电阻被异物缠缚,这些异物有很多枝权,增大了热线电阻的散热面积,使其测量值较正常值大,静态测试值达到了0.3g/s,使得所有工况下的燃油修正值均为负。如果热线电阻被油泥类的异物覆盖,则会减少热线电阻的散热量,使其测量值偏小,造成混合汽过稀,使得燃油修正值为正。