第二章 怎樣診斷和維修發動機

第一節 發動機進氣和排氣系統診斷和維修

一、發動機進氣系統診斷和維修

16. 進氣壓力傳感器作用機理是什么?

進氣壓力傳感器測量進氣系統內的真空度。對于帶電子氣門控制系統的發動機，例如在怠速下設定一個約 50mbar（1mbar=100Pa）的真空度。進氣管真空度用作負荷信號的備用參數。

通過探測進氣管壓力可計算出各氣缸空氣量的準確數值。根據該數值對進氣門的開啟時間和噴射量進行相應調節。

進氣壓力傳感器應用壓電原理，根據進氣管壓力的大小變化，電壓值也會隨之變化。

進氣壓力傳感器有 3 個 PIN 腳：PIN1 為信號線，PIN2 為接地線，PIN3 為參考電源線。

當 VVT 出現故障進入緊急模式后，進氣歧管內的真空度和沒有電子氣門的發動機相同，進氣壓力傳感器測的是進氣歧管的實際真空度。

17. 雙氣流式進氣管作用機理是什么?

與發動機固定在一起的進氣消聲器構成雙氣流式進氣導管。該布置的特點是可以將吸氣和壓力側的壓力損失降至最低。空氣從 BMW 腎形格柵后方兩側吸入。通過每側一個未過濾空氣消聲器對系統噪聲進行優化。

僅在美規和韓規的車型中使用熱模式空氣質量流量計。這里使用了數字式 HFM 7。它安裝在進氣消聲器的出口處。將節氣門直接安裝在增壓空氣冷卻器的前部（圖 2-1）。

圖 2-1?寶馬 N73 發動機進、排氣系統

1—未過濾空氣進氣；2—未過濾空氣管；3—未過濾空氣消聲器；4—接口，曲軸箱通風，增壓運行模式；5—進氣消聲器；6—進氣裝置；7—增壓空氣冷卻器；8—增壓壓力傳感器；9—節氣門；10—增壓空氣管；11—熱模式空氣質量流量計（僅限美規和韓規）；12—廢氣渦輪增壓器；13—增壓空氣溫度傳感器；14—潔凈空氣管

18. 循環空氣減壓控制作用機理是什么?

循環空氣減壓閥集成在廢氣渦輪增壓器中。循環空氣減壓閥用于降低節氣門快速關閉時不希望出現的增壓壓力峰值，因此該閥對降低發動機噪聲起到了重要作用，并且有助于保護廢氣渦輪增壓器部件。

節氣門關閉時，系統將增壓壓力（節氣門前）及其提高值與存儲的規定值進行比較。如果實際值超出規定值達到一定程度，循環空氣減壓閥就會打開，從而使增壓壓力轉至壓縮機的進氣側，這樣可防止出現造成部件損壞的干擾性泵動作用。

19. 二次空氣系統作用是什么?

例如，寶馬 N73 發動機二次空氣系統。暖機階段將附加空氣（二次空氣）吹入氣缸蓋內的排氣通道中，實現高溫廢氣再燃燒，這樣即可減少廢氣中未燃燒的碳氫化合物和一氧化碳。此時產生的能量可以更快地加熱處于暖機階段的催化轉換器并提高其轉換率。催化轉換器的啟動溫度（開始工作穩定）約為 300℃，發動機啟動后幾秒內即可達到。新特點是在每個二次空氣閥前都安裝了一個壓力傳感器。可以通過記錄壓力比例對二次空氣系統的功能進行監控。

20. 二次空氣泵作用機理是什么?

例如，寶馬 N73 發動機二次空氣系統。電動二次空氣泵安裝在氣缸列 1 的氣缸蓋上。該泵在暖機階段從發動機室內吸入新鮮空氣。空氣通過集成在該泵內的過濾器進行清潔，并通過壓力管路輸送至兩個二次空氣閥。

發動機啟動后，二次空氣泵由 DME 通過二次空氣泵繼電器供電（車載電壓）。接通時間最多 20s，主要取決于發動機啟動時的冷卻液溫度。冷卻液溫度在 +5℃ 至 +50℃ 之間時才會啟用。

21. 二次空氣閥是怎樣工作的?

例如，寶馬 N73 發動機二次空氣系統。每個氣缸列都有一個用螺栓固定安裝在氣缸蓋后端的二次空氣閥。二次空氣泵產生的系統壓力大于閥門的開啟壓力時，二次空氣閥打開。通過有利于空氣流動的二次空氣管路將空氣送至氣缸蓋的縱向孔內。在縱向孔至 12 個排氣通道的 24 個針孔內進行高溫廢氣再燃燒。只要二次空氣泵關閉，二次空氣閥就會關閉，以避免廢氣回流至二次空氣泵。

22. 進氣正時電子控制系統異響是什么原因?

有些車輛采用了進氣正時電子控制系統，如豐田、大眾等車型。該系統在使用一段時間后極易產生異響，特別是低速時更易出現。檢查時，一般采用的方法是在發動機怠速時，將控制電磁閥插頭拔下，接入 12V 電壓，令電磁閥工作。若響聲消失，則可判定電磁閥本身正常，是調節機構的問題。當然也應檢查機油壓力，以排除機油壓力過低的原因。

23. 為什么通風管路堵塞會導致發動機異響?

發動機運轉時能聽到 “哧哧”的非正常吸氣聲。認真檢查，這種聲音一般出自發動機機油加注口和油尺口處，這時，斷開進氣歧管上的通風管，斷開曲軸箱上的主通風管，就會發現“哧哧”聲沒有了。這說明曲軸箱通風裝置上的真空系統有問題，拆下主通風管發現加熱電阻處堵塞。主通風管堵塞造成曲軸箱內形成負壓，這樣就會使機油加注口和油尺口吸入空氣。

24. 進氣管真空度失常對發動機性能有哪些影響?

（1）進氣管真空度失常會導致發動機運轉無力

如果怠速時進氣管的真空度很低，則說明有空氣從旁路進入了進氣管，由于這部分空氣沒有經過空氣流量計的計量或未經節氣門控制，空氣流量計的測量值必然低于實際進氣量，而電控單元（ECU）是根據空氣流量計等信號決定基本噴油量的，這樣就導致噴油量偏少，混合氣過稀，因此發動機運轉無力。

（2）進氣管真空度失常會造成發動機啟動困難

例如，某車型進氣歧管上部穩壓箱末端的一個圓形悶蓋脫落，由于空氣量過多，造成混合氣太稀，造成發動機啟動困難。

（3）進氣管真空度失常會導致怠速不穩

如果進氣管漏氣，空氣流量計無法測出真實的進氣量，造成 ECU 對進氣量的控制不準確，導致發動機怠速不穩定。

（4）進氣管真空度失常會影響排放

進氣管真空度降低，發動機的負荷和燃燒室溫度增加，從而提高每循環廢氣的最高溫度，導致尾氣中的 NOx 含量增加。

25. 進氣系統問題會導致哪些故障?

當發動機出現動力不足、加速不良等故障時，都有可能是進氣系統的某個部件損壞所導致。例如，節氣門故障、進氣道積炭、真空管路破裂、空氣流量計故障。

這些情況需要及時維修或者更換相關部件，需要遵照規范的程序執行拆解，進行各種參數的檢查和測量，對不能維修的，只能更換。

26. 全變量進氣系統作用機理是什么?

寶馬 N46B20 發動機有一個雙級可變進氣系統（DISA）（圖 2-2）。DISA 伺服電機驅動每個氣缸的一個滑動套筒。這些滑動套筒可延長或縮短進氣管道。這樣在低發動機轉速下能達到豐富的轉矩變化，同時在高轉速時不會丟失發動機功率。

圖 2-2?雙級可變進氣系統（DISA）

1—滑套；2—電機；3—節氣門接口；4—進氣裝置

通過活塞的進氣行程，在進氣管中生成周期性的壓力波。這些壓力波通過進氣管擴散。壓力波在關閉的進氣門處反射。一個根據氣門的配氣相位精確調整的進氣管長度的作用是，在進氣門就要關閉前反射空氣波的一個壓力峰值到達進氣門。因此實現一次后續掃氣。這個后續掃氣將較大成分的新鮮空氣輸入到氣缸中。

通過雙級可變進氣系統可以同時利用長進氣管和短進氣管的優點。短進氣管或具有大直徑的進氣管在高的轉速范圍內產生的功率高（同時在中等轉速范圍內轉矩低）。長進氣管或具有小直徑的進氣管在中等轉速范圍內能夠獲得高的轉矩。

DME 控制單元通過 DISA 伺服電機（12V）與集成的傳動機構調整滑動套筒。DME 控制單元存儲是否已換高擋或已換低擋。在發動機轉速低于 4400 r/min 時，DME 控制單元借助 DISA 伺服電機關閉滑動套筒。在發動機轉速高于 4500 r/min 時滑動套筒重新打開。這些切換轉速已相互推遲（滯后），以防頻繁地打開和關閉。

發生系統故障時滑動套筒保持在當時的位置上。駕駛員可通過功率損耗和最終速度減小識別系統故障。發動機關閉后，滑動套筒一次移動到極限位置，借此防止較長時間低轉速行車時積炭和滑動套筒卡住。

二、廢氣渦輪增壓系統診斷和維修

27. 渦輪增壓器作用機理是什么?

廢氣渦輪增壓系統利用發動機排出的廢氣達到增壓目的。增壓器與發動機無任何機械聯系，由發動機排出的廢氣驅動的渦輪來帶動（圖 2-3）。它的優點是增壓效率高于機械增壓系統，但與機械增壓系統相比，增壓效果有滯后于節氣門開啟的表現。

圖 2-3?渦輪增壓器

這種發動機是利用發動機排出的廢氣的能量，沖擊裝在排氣系統中的渦輪，使之高速旋轉，同時帶動壓氣機一同旋轉，壓氣機壓縮進氣，強制地將進氣增壓后壓送到氣缸中。由于發動機功率與進氣量成正比，因此可提高發動機功率。現代的增壓發動機一般是指渦輪增壓發動機。

當渦輪工作時，內部會產生極高的壓力，渦輪本體雖然有釋放高壓氣體的孔，但是面對連續增壓狀態，仍顯得有些不足，通過減壓閥可使高壓氣體得以迅速釋放，以便下一次的增壓動作。這樣不僅可保護渦輪，也可消除部分的渦輪遲滯現象。

28. 機械增壓器作用機理是什么?

機械增壓并不是依靠排出的廢氣能量來壓縮空氣的，而是通過一個機械式的空氣壓縮機與曲軸相連，通過發動機曲軸的動力帶動空氣壓縮機旋轉來壓縮空氣。壓縮機是通過兩個轉子的相對旋轉來壓縮空氣的（圖 2-4）。正因為需要通過曲軸轉動的能量來壓縮空氣，所以機械增壓會使發動機輸出的動力有一定程度的損耗。

圖 2-4?機械增壓器

機械增壓器的特性剛好與渦輪增壓器相反，由于機械增壓器始終在“增壓”，因此在發動機低轉速時其轉矩輸出也十分出色。另外，由于空氣壓縮量完全是按照發動機轉速線性上升的，整個發動機運轉過程與自然吸氣發動機極為相似，加速十分線性，沒有渦輪增壓發動機在渦輪介入那一刻的突然性，也沒有渦輪增壓發動機的低速遲滯。但由于高轉速時機械增壓器對發動機動力的損耗巨大，因此在高轉速時其作用就不太明顯。

29. 雙增壓發動機作用機理是什么?

渦輪增壓與機械增壓一直是汽車廠家所能接納的主要增壓方案，兩者的優劣無法簡單判斷，前者的作用在中高速時明顯，而后者在中低速時作用更大。大眾 1.4L TSI 發動機早在 2005 年就開始應用雙增壓發動機，在進氣系統上安裝一個機械增壓器，而在排氣系統上安裝一個渦輪增壓器，從而保證在低速、中速和高速時都能有較佳的增壓效果。

機械增壓器就像發動機的附件轉向助力泵一樣安裝在發動機上，并由發動機皮帶驅動，將壓縮空氣輸送到進氣歧管。機械增壓器結構簡單，工作溫度介于 70～100℃，不需特殊冷卻系統，機件維護簡單。不過增壓值會隨發動機轉速的提高而降低，當達到某一界限時，由于本身的阻力增壓器反而會成為發動機的負擔，嚴重影響發動機轉速的提升。

渦輪增壓是利用發動機排出的廢氣驅動增壓器，由于廢氣有上千攝氏度，需要增設空氣中間冷卻器來對高溫壓縮空氣進行冷卻。其優點是增壓效率高于機械增壓，缺點是受發動機轉速影響，低轉速時效果不明顯，待發動機提升到一定轉速時才會有出色表現。渦輪遲滯也是渦輪增壓發動機的最大難題。

機械增壓有助于低轉速時的轉矩輸出，但是高轉速時功率輸出有限；渦輪增壓在高轉速時擁有強大的功率輸出，但低轉速時則力不從心。把機械增壓和渦輪增壓結合在一起，來解決兩種技術各自的不足，同時解決低速轉矩輸出和高速功率輸出的問題（圖 2-5）。

圖 2-5?雙增壓系統

30. 增壓壓力調節裝置作用機理是什么?

渦輪增壓器的增壓壓力與到達渦輪增壓器渦輪處的廢氣氣流以及因此而產生的廢氣渦輪增壓器轉速有直接關系。無論是廢氣氣流的速度還是質量都直接取決于發動機轉速和發動機負荷。

持續運行的發動機真空泵產生真空并將其存儲在兩個真空蓄能器內，這樣可以確保這些真空控制部件不會對制動助力功能產生不利影響。

通過廢氣旁通閥可影響輸送至渦輪的廢氣流量。達到所需增壓壓力時，廢氣旁通閥就會打開并使部分廢氣通過渦輪。這樣可防止通過增大廢氣流量繼續提高壓縮機轉速（圖 2-6）。在滿負荷運行模式下，N74 發動機進氣管內的最高壓力為 0.7 bar （1bar=0.1MPa）。

圖 2-6?寶馬 N74 發動機渦輪增壓器

1—排氣歧管接口（廢氣氣流流入）；2—冷卻液管路接口；3—催化轉換器接口（廢氣氣流流出）；4—廢氣旁通閥；5—廢氣旁通通道；6—渦輪；7—排油管路接口；8—循環空氣減壓閥；9—壓縮空氣冷卻器接口（壓縮氣體排出）；10—進氣消聲器接口（壓縮氣體進入）；11—壓縮機葉輪；12—用于控制廢氣旁通的真空罐

發動機管理系統通過廢氣旁通閥調節增壓壓力。通過真空罐操縱廢氣旁通閥，由發動機管理系統通過電子氣動壓力轉換器（EPDW）來控制。

31. 增壓空氣冷卻系統作用機理是什么?

例如寶馬 N63 發動機的間接增壓空氣冷卻系統。增壓空氣的熱量不是直接通過空氣熱交換器釋放到環境中，而是釋放到冷卻液里。由一個獨立的冷卻液散熱器將冷卻液中的熱能釋放到環境空氣中。通過該系統可以盡量縮短增壓空氣導管的長度，以達到降低壓力損失的目的。使用螺栓將氣缸蓋罩上的增壓空氣冷卻器固定在發動機上，并直接與進氣裝置相連接。

32. 怎樣診斷渦輪增壓器漏氣導致提速慢故障?

某寶來轎車，汽車加速時車速提升慢，有發動機動力不足的感覺。

排除電控系統其他導致該故障的元件問題，也檢查了燃油系統壓力符合標準。3 擋以發動機轉速 2000r/min 全負荷加速，進入 01-08-115 讀取 4 區數據在 960～990mbar（1mbar=100Pa）之間，壓力不在參數范圍內。檢查渦輪增壓器，在熱車時發現壓氣端有裂縫，為渦輪增壓器漏氣故障。更換渦輪增壓器，故障排除。

影響急加速車速提升的部件有：進氣系統中的渦輪增壓器、可變進氣相位裝置等；排氣系統中的三元催化轉化器；燃油系統中的燃油泵、燃油壓力調節器；電控系統中的空氣流量計、節氣門電位計、氧傳感器等。

33. 怎樣診斷 EGR閥問題導致發動機加速慢故障?

某寶來 1.8T 轎車，汽車行駛過程中踩下加速踏板加速緩慢，且發動機無力。

執行故障診斷儀檢測，發動機控制單元存儲 1 個故障碼“17608，渦輪增壓器空氣再循環閥 N249 機械故障”，清除故障碼后試車，當發動機轉速為 3000r/min 時，故障碼 17608 重現，測量空氣再循環閥 N249 電阻值符合規定，再測量再循環閥的線路也正常。

發動機控制單元存儲該故障碼，應與檢測到渦輪增壓系統的增壓壓力不正常有關。檢查與 N249 的真空管相連接的再循環機械閥，發現汽車急加速超過 3000r/min 時該機械閥有明顯的“嘶嘶”漏氣聲。拆下再循環機械閥，對準閥的進氣口吹氣，比較明顯感覺漏氣。更換再循環機械閥，路試，提速正常，再次檢測發動機故障碼消除，數據流正常。

廢氣再循環機械閥為真空膜片式 EGR 閥，由進氣歧管真空度控制。真空膜片式 EGR 閥由膜片、彈簧、推桿、錐形閥等組成，膜片上方是密閉的膜片室，進氣歧管與膜片室的真空入口相連，推桿下部安裝有錐形閥，沒有真空作用到膜片室時，膜片上方的彈簧向下壓迫膜片，這時錐形閥位于閥座上，EGR 閥關閉。當發動機啟動后，進氣歧管的真空作用到 EGR 閥上方的密閉膜片室，推桿將克服彈簧的壓力向上運動，帶動錐形閥向上提起，EGR 閥打開，這時廢氣就可以從排氣管進入進氣歧管。

34. 增壓空氣冷卻系統作用機理是什么?

寶馬 N63 發動機第一次使用了間接增壓空氣冷卻系統（圖 2-7）。增壓空氣不直接進入氣對氣熱交換器。增壓空氣通過一個空氣/冷卻液熱交換器來冷卻。為此 N63 發動機配備了一個獨立的封閉式低溫冷卻循環回路。

圖 2-7?N63 發動機的增壓空氣冷卻器

1—增壓空氣冷卻器；2—增壓空氣溫度和壓力傳感器；A—熱增壓空氣；B—冷卻后的增壓空氣；C—冷卻的冷卻液；D—加熱的冷卻液

增壓空氣冷卻系統用于提高功率和降低耗油量。廢氣渦輪增壓器內因其部件溫度和壓縮作用而受熱的增壓空氣，在增壓空氣冷卻器內可降至 80℃，這樣可提高增壓空氣的密度，從而達到更好的燃燒室充氣效率，由此可降低所需增壓壓力，此外還能降低爆燃危險性并提高發動機效率。

間接增壓空氣冷卻系統的優點是可以減小安裝空間，因為它可以直接安裝在發動機上。此外由于安裝位置靠近發動機，還有助于明顯減少增壓空氣導管的長度，這樣可以明顯降低壓力損失，從而改善輸出功率和發動機響應速度。

三、燃油蒸氣排放控制系統診斷和維修

35. 油箱通風閥作用機理是什么?

油箱通風閥借助吹洗空氣使活性炭過濾器再生。根據活性炭的負載情況將通過活性炭過濾器吸入的吹洗空氣與碳氫化合物（HC）一起加濃，然后將吹洗空氣供給發動機進行燃燒。油箱通風閥在斷電狀態下關閉，因此在發動機靜止狀態時燃油蒸氣不會從活性炭過濾器到達進氣管。

36. 怎樣診斷炭罐電磁閥損壞導致的故障?

2005 款 1.8T 帕薩特 B5 轎車，發動機在怠速狀態有時抖動。

執行故障診斷儀檢測，發動機有故障碼“16524，即氧傳感器電路，氣缸列 1 傳感器 2 未檢測到任何活動（間歇式）”。該故障碼不會影響到發動機怠速抖動，造成發動機抖動的原因可能有其他故障。

清除故障碼再查看發動機的數據是否正常，發現發動機在轉速 710～750r/min 之間抖動，噴油脈寬在 2.5～4.0ms 之間變化，空氣流量在 2.6～4.9g/s 之間變化，節氣門開度也變化頻繁。

關閉點火開關 10min 后，重新啟動發動機，發現怠速轉速偏高，再次查看發動機的數據，發現短期燃油修正為 25.5%，空氣流量為 2.2g/s，節氣門開度為 0.0%。這樣的數據流表明在節氣門之后的進氣歧管存在輕微漏氣現象，有少量的空氣泄漏到進氣歧管內使混合氣過稀，而氧傳感器檢測到廢氣中的含氧量過多。將混合氣過稀的信號反映給發動機控制單元，發動機控制單元會采取短期燃油修正來增加噴油脈寬，使混合氣達到理論空燃比。泄漏的空氣量加上短期燃油修正增加的噴油量，就造成了發動機轉速超過怠速時的規定轉速，控制單元檢測到轉速超過怠速時的轉速時，就采取關閉節氣門的方法來減少進氣量，盡量使發動機轉速達到怠速時的轉速，當節氣門開度被關到最小時，發動機轉速才能達到怠速時的轉速。

經檢查連接進氣歧管的管路及單向閥都沒有漏氣現象。再次查看發動機的數據，發現節氣門開度由之前的 0.0% 增加到 0.8%，短期燃油修正也有所下降，這個數據客觀講比較正常。

活性炭罐電磁閥是間歇性工作，拔下活性炭罐電磁閥連接炭罐的軟管，等待電磁閥工作時，用手堵住電磁閥的一部分，能感覺到電磁閥一直吸氣，正常應該間隙吸氣，這說明電磁閥損壞。

37. 怎樣診斷廢氣管漏氣導致的故障?

寶馬 760Li，底盤型號為 E65，搭載 N73 發動機。怠速抖動，加速無力。

執行故障診斷儀檢測，故障信息顯示 2 缸工作不良。清除故障碼，重新啟動車輛，該故障碼再次出現。

繼續查詢 DME2 控制模塊的故障信息，內容為 8 缸工作不良，也存在缺火故障。

導致氣缸工作不良的原因涉及多個系統，燃油壓力正常，點火線圈和火花塞也正常。

該發動機的結構非常復雜，必須拆卸進氣歧管，才能測量氣缸壓力。在檢查過程中，發現有曲軸箱廢氣管沒有插牢，有可能導致發動機怠速不穩。將其重新插牢，測量各缸壓力，均正常。故障徹底排除。

帶有電子氣門裝置的發動機對漏氣是非常敏感的，這是因為進氣量通過進氣門直接控制，進氣歧管內部接近于真空，一旦漏氣便會對混合氣造成影響，影響氣缸內部燃燒，導致發動機工作不良。

38. 發動機啟動困難有哪些重要原因?

發動機啟動困難一般表現在冷車啟動困難和熱車啟動困難，原因有以下幾種。

① 混合氣濃度：有混合氣過稀和混合氣過濃兩種情況。

② 供油系統：供油的故障可能出現在燃油質量、燃油泵、燃油濾清器、燃油壓力調節器、噴油器和冷卻液溫度傳感器上。

③ 進氣系統：進氣濾清器堵塞、進氣系統漏氣和怠速控制故障。

④ 機械系統。發動機正時。

⑤ 啟動和點火系統。

四、廢氣再循環系統診斷和維修

39. 怎樣診斷冷車啟動后發動機嚴重抖動故障?

某寶來車，配置 BAF 型 1.8L 發動機和自動變速器，行駛里程約為 115000km，冷車啟動后發動機抖動嚴重，熱車仍有些抖動現象，但癥狀有所減輕。

使用診斷儀對發動機系統進行自診斷，故障碼為“16787，廢氣再循環閥（N18）故障”。拆下廢氣再循環閥總成，檢查發現其錐形閥上有較厚的積炭，這會導致閥門關閉不嚴、漏氣，造成發動機怠速運轉時抖動。

清洗廢氣再循環閥，重新安裝好，然后執行故障診斷儀 01-04-077 廢氣再循環閥的基本設定，從而使發動機控制模塊記憶廢氣再循環閥的最大和最小開度位置。路試，故障消失，車輛工作正常。

診斷提示

廢氣再循環系統是一種發動機凈化系統，主要目的是降低氮氧化合物的排放。對于汽油機，廢氣再循環系統只在中小負荷下將一定量的廢氣引入燃燒室參與燃燒，怠速、全負荷時廢氣再循環系統不起作用。

BAF 型發動機的廢氣再循環系統將廢氣再循環電磁閥（N18）與機械閥合二為一，直接由發動機控制模塊控制，并且在同一個閥體內還有一個廢氣再循環電位器（G212）。該電位器用于檢測廢氣再循環閥的開度，如果閥門卡住，則閥門的不正常開度信號就會被廢氣再循環電位器傳到發動機控制模塊，發動機控制模塊就會設定相應的故障碼。

40. 怎樣診斷行車時發動機加速無力故障?

某寶來柴油車（TDI 車型），行駛里程約 82000km，車輛行駛期間，發動機加速無力。

使用故障診斷儀對發動機進行自診斷，無故障碼。測量氣缸壓力，正常。檢查柴油油質，有不良現象。更換柴油，試車，故障依舊。

檢查進氣閥體，能夠保持在最大開度位置，熄火后能自動關閉且再打開。檢查廢氣再循環控制的真空管，發現怠速時一直有真空，說明發動機一直處于過多廢氣再燃燒狀態。拔下廢氣再循環控制電磁閥，仍有真空存在。更換真空閥，故障徹底排除。

診斷提示

斷開廢氣再循環控制電磁閥后，如果真空管內有真空，則說明真空閥內部的閥門損壞。

41. 怎樣診斷發動機怠速運轉不穩故障?

某寶來車，配置 1.8L 發動機，行駛里程約為 73000km，車輛啟動后，發動機怠速運轉不穩，且波動幅度較大。

使用故障診斷儀對發動機進行診斷檢測，故障信息為“廢氣再循環控制信號偏差”。對廢氣再循環閥的控制線路進行檢查，顯示正常。拆下廢氣再循環閥，發現閥門部位有臟物堆積，導致卡滯。

對廢氣再循環閥進行清潔，清洗后按規程安裝好，進行路試，正常，故障徹底排除。

42. 怎樣診斷加速有漏氣故障?

途觀 2012 款車型，配置 CEA 型 1.8T 發動機，行駛里程約 9000km，客戶反應加速時感覺有漏氣聲。根據客戶描述進行路試，故障現象很難試出，加速時類似漏氣的聲響短暫且不明顯，難以找到故障點。

再次進行路試，當發動機加速至 2000r/min 左右時，感覺有微弱的漏氣聲傳出，該聲音很像渦輪增壓器在急加速后突松油門所發出的聲音，但還不能立即確定就是增壓器有問題，此時還有發動機動力下降感。

使用診斷儀對發動機進行自診斷，故障碼為“00564，增壓壓力控制超出控制極限，靜態”。清除故障碼，再進行試車，同時讀取增壓數據流，115 組的 3 區數據為增壓實際值，4 區數據為增壓理論值。當加大油門或保持油門狀態不變時，實際值和理論值應該非常接近，否則增壓系統就存在故障。實際查看結果，怠速狀態或松開油門時，實際值和理論值之間存在較大的偏差，增壓系統不正常。

再次試車，讀取故障信息，故障碼 00564 重現，增壓壓力實際值偏高，直接原因是組合閥不能及時打開進行排氣。對渦輪增壓器系統進行檢查，使用故障診斷儀對排氣控制閥（N75）進行測試，排氣控制閥有振動感，說明線路完好。檢查排氣控制閥的管道，用壓縮空氣吹動組合閥，發現組合閥泄漏，不能使推桿移動，導致旁通閥不能及時打開排氣。路試所聽到的異響，也就是該處漏氣時產生的，更換損壞的部件，故障徹底排除。

診斷提示

通過數據流對比，相對比較容易判定渦輪增壓器系統故障。

當增壓壓力傳感器感知到增壓壓力過高時，發動機控制模塊將控制排氣控制閥，使組合閥打開，使驅動廢氣渦輪的氣流減小，增壓壓力降下來。

五、發動機排氣系統診斷和維修

43. 氧傳感器作用機理是什么?

寶馬公司在 N46TU2 發動機中使用調控用傳感器 LSU4.9（N46：LSU4.2），每兩個氣缸有一個廢氣催化轉換器前的氧傳感器和一個廢氣催化轉換器后的氧傳感器（氣缸 1 和 4，氣缸 2 和 3）。N46 發動機只有兩個氧傳感器。

氧傳感器（圖 2-8）測量廢氣中的含氧量。該信號可使發動機管理系統準確控制噴射量，從而實現 λ=1。

圖 2-8?氧傳感器

由于該傳感器僅在 250～300℃ 時才進行工作，因此對其進行電動加熱。在此使用兩個氧傳感器。第一個氧傳感器安裝在催化轉換器前，稱為控制傳感器，負責進行過量空氣系數調節，可以準確探測廢氣中的氧氣濃度，從而計算出燃燒室內的燃油空氣混合比。第二個氧傳感器安裝在催化轉換器后，稱為監控傳感器，用于監控催化轉換器的功能，并不提供廢氣中含氧量的準確數值，而是識別與 λ=1 的偏差情況。

診斷提示

當發動機處于閉環控制狀態時，短期燃油修正程序對空燃比進行小的、臨時的修正。短期燃油修正程序持續監測氧傳感器的電壓，并以 0.45V 為參考點判斷混合氣偏濃或偏稀。發動機控制模塊根據氧傳感器信號電壓的變化情況來調整噴油量，從而使空燃比盡量接近 14.7。

短期燃油修正數據用 –100%～100%之間的百分數來表示，中間點為 0%。如果短期燃油修正數據為 0%，那么表示空燃比為理想值 14.7。如果短期燃油修正數據顯示為正值，那么表示混合氣較稀，發動機控制模塊正在進行增加噴油量的調整。如果短期燃油修正數據顯示為負值，那么表示混合氣較濃，發動機控制模塊正在進行減少噴油量的調整。如果混合氣過稀或過濃的程度超出了短期燃油修正的范圍，這時將進行長期燃油修正程序，從而將混合氣濃度控制在短期燃油修正程序的控制范圍內。

44. 寬帶氧傳感器作用機理是什么?

（1）特性和結構

用寬帶氧傳感器可以在 0.8～2.5 之間無級地測量燃油空氣比（連續的特性線）。寬帶氧傳感器以比常規氧傳感器更低的加熱功率工作。此外，寬帶氧傳感器可更快達到準備就緒狀態。

寬帶氧傳感器由二氧化鋯陶瓷層（層壓板）組成。嵌入層壓板中的加熱元件負責將工作溫度快速提高到至少 750℃。寬帶氧傳感器有兩個，一個測量元件和一個參考元件，兩個元件都有鉑電極（圖 2-9）。

圖 2-9?寬帶氧傳感器結構

1—廢氣；2—泵室（測量室）；3，10—參考室鉑電極；4—加熱電極；5—加熱元件；6—參考空氣間隙；7—鋯陶瓷層；8—測量間隙；9—參考室；11，12—泵室（測量室）鉑電極

（2）工作機理

電流施加在測量元件上，許多氧離子被抽入參考元件中，直到在參考元件的電極之間形成一個 450mV 的電壓為止。測量元件上施加的電流是燃油空氣比的測量參數。這樣空燃比控制可在燃燒室內建立所需的燃油空氣比。

寬帶氧傳感器有 6 個 PIN 腳：PIN1 為氧傳感器產生的電壓信號；PIN2 為氧傳感器反饋給 DME 的正向或反向電流信號；PIN3 為氧傳感器的加熱電源線；PIN4 為氧傳感器的加熱接地信號；PIN5 為氧傳感器的接地信號；PIN6 為氧傳感器的反饋信號。

在正常怠速情況下，從診斷儀上測量得到氧傳感器的電壓為 2V，當大于 2V 說明混合氣稀，小于 2V 說明混合氣濃。

45. 后氧傳感器作用機理是什么?

（1）作用

后氧傳感器（監控用傳感器）用于監控控制傳感器，此外還用于監控廢氣催化轉換器。

后氧傳感器是普通的氧傳感器，有 4 個 PIN 腳：PIN1 為加熱電源線；PIN2 為加熱地線；PIN3 為傳感器接地線；PIN4 為傳感器信號線。

后氧傳感器的工作原理是通過比較廢氣和大氣中的氧的濃度差，當廢氣中氧的含量高，濃度差小，電壓值就小，接近零；當廢氣中氧的含量低，濃度差大，電壓值就高，接近 1V；當濃度差變化了，電壓值會在 0～1V 之間隨之變化。

為使廢氣催化轉換器后的氧傳感器達到運行準備狀態，需要約 350℃的溫度。出于這個原因，對所有氧傳感器進行加熱。

（2）調校

氧傳感器調校（混合氣調校）用于補償混合氣引起的部件公差和老化影響。過剩空氣和燃油壓力同樣影響氧傳感器調校（部分補償）。由于這些原因，無法給出一個故障的準確調節極限。

氧傳感器調校可按如下方式區分：混合氣加法調校；混合氣乘積式調校。

混合氣加法調校在怠速下或者在接近怠速的范圍內起作用。隨著發動機轉速的增大，影響越來越小，重要的因素如過剩空氣。混合氣乘積式調校在整個特性曲線上起作用，重要的因素如燃油壓力。

46. 廢氣催化轉換器作用機理是什么?

廢氣催化轉換器（三元催化器）診斷通過廢氣催化轉換器前的連續式氧傳感器和廢氣催化轉換器后的切換式氧傳感器工作。此診斷檢查廢氣催化轉換器的氧氣儲存容量。氧氣儲存容量是廢氣催化轉換器轉換能力的一個尺度。為此在廢氣催化轉換器診斷的第一階段（約 3s）規定濃混合氣，直至氧傳感器電壓達到某個規定值為止。因為濃廢氣含氧量低，所以廢氣催化轉換器中存儲的氧氣減少。在第二階段中設定廢氣含氧量豐富的稀混合氣。達到最大氧氣儲存容量之前的持續時間越長，廢氣催化轉換器的轉換能力就越高。

當前氧傳感器出現故障，發動機會在開環下工作，發動機的動力性、經濟性及運轉平穩性都會受到影響。

當后氧傳感器出現故障，車輛將無法監控廢氣催化轉換器的工作是否正常，發動機的故障燈會點亮，排放會超標。

47. 怎樣診斷寶馬汽車氧傳感器導致的故障?

寶馬 523Li（E60 底盤），搭載 N52 發動機，怠速不穩且抖動明顯。

執行故障診斷儀檢測，沒有故障碼。從空燃比監控數據流可以看出，氣缸列 1 前氧傳感器前信號明顯低于 2V （正常時應約為 2V），后氧傳感器信號為 0.12V（正常時應約為 0.7V），可判定氣缸列 1 的混合氣偏稀，導致故障的原因是氣缸列 1 廢氣催化轉換器前氧傳感器性能不良。

由于氣缸列 1 廢氣催化轉換器前氧傳感器性能不良，導致信號過低，發動機控制模塊認為混合氣過稀，于是通過增加噴油量與進氣量和提前點火時間等方式來調節混合氣濃度，反復調節便出現怠速轉速忽高忽低的現象，通常稱為游車現象。

更換前氧傳感器，刪除調校值，故障排除。

48. 怎樣進行氧傳感器反饋電壓測試?

（1）萬用表檢測

氧傳感器達到工作溫度 350℃ 或啟動后以 2500r/min 的轉速運轉 3min，對氧傳感器的輸出電壓進行測試，也就是發動機熱車至正常工作溫度且穩定運轉時，接線正常情況下用萬用表檢測氧傳感器信號線（灰色和黑色）間電壓應在 0.1～0.9V 跳變周期快速波動。

（2）用故障診斷儀檢測

將發動機熱車至正常工作溫度，觀察“氧傳感器電壓”項顯示數值應在 0.1～0.9V 跳變周期快速波動。

49. 怎樣利用電壓診斷氧傳感器故障?

① 使用氧化鋯加熱型氧傳感器，混合氣在接近理論空燃比時，輸出 0.45V 電壓。

② 尾氣稍微偏濃時，輸出電壓就突變為 0.6～0.9V。

③ 尾氣變稀后，輸出電壓突變為 0.3～0.1V。

④ 電壓值為 0、0.4～0.5V、1.1V 的恒定值時，說明氧傳感器線路出現故障。

50. 怎樣利用電阻診斷氧傳感器加熱器故障?

用萬用表電阻擋（歐姆擋）測量氧傳感器接線端中加熱電阻接柱（白色）與搭鐵接柱（白色）之間的電阻，其阻值為 20℃ 時 1～6Ω 或 1～12Ω（具體車型和參數要參考車型手冊）。電阻值若為無窮大，則是加熱電阻燒斷，如果不符合標準，應更換氧傳感器。

51. 怎樣診斷發動機怠速時偶爾出現抖動故障?

某寶來 1.8L 發動機，啟動車輛后，發動機怠速運轉時偶爾有抖動現象。

使用故障診斷儀對發動機進行檢測，故障信息為前氧傳感器故障。該車在廢氣催化轉換器兩端各裝了一個氧傳感器，其前端安裝的是寬帶式氧傳感器，可在很大范圍內確定排氣中含氧量和燃燒室內過量空氣系數。

讀取前氧傳感器數值，調節值為 0%，電壓值為 1.5V 且不變動，正常情況下，氧傳感器電壓應在 1.0～2.0V 之間變化。由此判定前氧傳感器損壞。

更換前氧傳感器，故障消失。查看數據流，前氧傳感器的調節值和電壓值均恢復正常。

診斷提示

前氧傳感器的損壞最大可能是汽油的質量。當前氧傳感器損壞后，其信號是定值，空燃比調節失常，發動機控制模塊無法得知當前運轉情況下空燃比是否正常，因此啟用開環控制模式，這樣會導致發動機工作性能下降，怠速運轉出現抖動現象。