二、怠速不穩(wěn)故障的診斷

怠速不穩(wěn)是電控汽油噴射式發(fā)動機最常見的故障之一。造成怠速不穩(wěn)的原因很多,常常是幾種原因綜合引起。在故障診斷與排除過程中,要根據(jù)故障的具體表現(xiàn)來分析故障原因。下面介紹幾種不同形式的怠速不穩(wěn)的故障診斷與排除方法。

1.故障現(xiàn)象

發(fā)動機怠速轉(zhuǎn)速不穩(wěn)定或上下波動,怠速轉(zhuǎn)速過低,發(fā)動機抖動、易熄火等。

2.故障原因

1)?進氣系統(tǒng)或真空系統(tǒng)中有漏氣。

2)怠速調(diào)整過低或未進行正確的調(diào)整、設定。

3)怠速開關調(diào)整不當,在怠速時怠速開關不閉合。

4)?怠速控制閥或怠速閥控制電路有故障。

5)噴油器霧化不良或堵塞。

6)?空氣流量計有故障。

7)冷卻液溫度傳感器信號不正確。

8)氧傳感器失效或反饋控制電路有故障。

9)EGR閥卡住常開,不能關閉。

10)?火花塞或高壓線不良等點火系統(tǒng)故障導致的缺火故障。

11)點火正時失準。

12)ECU搭鐵不良。

13)氣缸壓縮壓力過低。

14)可變配氣機構故障。

15)旋轉(zhuǎn)件如飛輪等動不平衡。

16)?平衡軸裝配錯誤(見于拆裝后,可能在高于怠速的某一轉(zhuǎn)速范圍振動更明顯)。

17)發(fā)動機支架損壞。

3.故障診斷與排除的一般步驟

1)驗證故障現(xiàn)象:詳細記下怠速運轉(zhuǎn)情況,并稍踩一點加速踏板,再比較一下發(fā)動機運轉(zhuǎn)情況。

2)目視檢查:線束插頭、真空管是否松動脫落等。

3)讀取故障碼、數(shù)據(jù)流,按故障碼、數(shù)據(jù)流提示分析查找故障原因。

4)檢查有無空氣濾清器過臟、真空泄漏、真空管插錯等。

5)檢查有無缺缸。

6)檢查怠速電動機、節(jié)氣門體是否過臟,怠速控制閥或節(jié)氣門電動機工作情況等。

7)檢查CO可變電阻(如有的話),重調(diào)初始怠速并進行基本設定。

8)檢查點火正時。

9)檢查節(jié)氣門位置傳感器、怠速開關、空氣流量計、各開關信號等。

10)檢查廢氣再循環(huán)系統(tǒng)。

11)檢查氧傳感器信號,結合尾氣分析,判斷混合氣濃稀等。

12)檢查炭罐電磁閥等。

13)檢查噴油器(泄漏、臟堵和平衡情況)。

14)檢查氣缸壓力、氣門間隙、配氣正時等。

15)檢查平衡軸裝配與發(fā)動機支架狀態(tài)。

各個步驟視車型不同可作相應的變動,也可參照圖1-31所示的程序進行檢查。

4.故障診斷與排除的相關要點

(1)深刻理解電控發(fā)動機怠速控制原理 在搭載了電控發(fā)動機的現(xiàn)代汽車上,發(fā)動機ECU能夠?qū)Πl(fā)動機的各種工況進行精確控制。對于發(fā)動機怠速工況的控制,一般可分為基本怠速設置、目標怠速調(diào)節(jié)及附件工作怠速調(diào)整。下面就分別對這三種控制進行說明。

1)基本怠速設置。發(fā)動機的基本怠速設置主要是由發(fā)動機節(jié)氣門的初始開度決定的,即進入進氣歧管內(nèi)的總空氣量由節(jié)氣門初始怠速開度決定。這個開度值是發(fā)動機在設計時計算出來的,也是保證發(fā)動機實現(xiàn)正常怠速的前提。但隨著車輛的使用,發(fā)動機節(jié)氣門處會出現(xiàn)不同程度的污物,當污物增加后,發(fā)動機的進氣量就會下降,從而也會導致怠速轉(zhuǎn)速下降。

2)目標怠速調(diào)節(jié)。發(fā)動機的目標怠速調(diào)節(jié)功能是通過發(fā)動機ECU的控制實現(xiàn)的。發(fā)動機ECU通過對怠速控制閥開度的大小進行調(diào)節(jié)(有些車型直接調(diào)節(jié)節(jié)氣門開度),達到目標怠速轉(zhuǎn)速。當節(jié)氣門開度變小或節(jié)氣門處的污物增加時,實際進入進氣歧管內(nèi)的總空氣量變小,將導致ECU內(nèi)設定的轉(zhuǎn)速值高于實際轉(zhuǎn)速。此時ECU將控制怠速閥開啟,以補充空氣量,使怠速轉(zhuǎn)速升高至發(fā)動機ECU設定的目標轉(zhuǎn)速。當實際轉(zhuǎn)速高于目標轉(zhuǎn)速值時,ECU又會通過怠速閥開度的減小,降低發(fā)動機的實際轉(zhuǎn)速達到目標轉(zhuǎn)速。

3)附件工作怠速調(diào)整。當發(fā)動機怠速工況被增加負荷時,如打開空調(diào)、發(fā)動機充電、掛檔滑行等,發(fā)動機ECU將通過調(diào)節(jié)怠速控制閥的開度,以適應怠速負荷的變化防止發(fā)動機熄火。

(2)怠速不穩(wěn)、發(fā)抖的常見原因之一就是缺火

1)查找缺火氣缸的方法。恒定的氣缸缺火是很容易查找的,這就是所謂的“排氣突突引擎抖,缸不工作是常有”。傳統(tǒng)的斷火試驗就可找出不工作的氣缸,在無分電器雙缸同時點火的點火系統(tǒng)中,為做到安全斷火,點火線圈高壓線插孔露在外面的,可事先(發(fā)動機熄火狀態(tài)下)用回形針或類似金屬絲別在點火線圈高壓線插孔上,再插上高壓線,回形針有一部分露出

圖1-31 怠速不穩(wěn)的故障診斷與排除程序

在外,用一條導線一端搭鐵,一端去靠近回形針露出部分,以檢查氣缸的工作情況。若是各缸獨立點火的無分電器點火系統(tǒng),可斷開點火線圈低壓插頭來檢查,也可斷開各缸噴油器插頭來檢查氣缸的工作情況。在斷火試驗的瞬間,發(fā)動機轉(zhuǎn)速應下降,各缸引起的轉(zhuǎn)速降應大體相同,如果斷開某缸,轉(zhuǎn)速下降明顯低于其他缸,則這個缸工作不良。

值得注意的是，在斷火或斷油試驗時，通常發(fā)動機處于怠速狀態(tài)。當試驗時發(fā)動機轉(zhuǎn)速下降，怠速控制系統(tǒng)會立即使怠速控制閥動作，轉(zhuǎn)速恢復到目標怠速值。試驗時還應注意斷火時間盡可能短，以免使三元催化轉(zhuǎn)化器過熱，而且現(xiàn)在大多數(shù)發(fā)動機都具有缺火監(jiān)測器功能，發(fā)現(xiàn)缺火過度，會斷開該缸的噴油器電路，此時即使重新恢復該缸點火，這個氣缸也不能工作了，因為這個缸的噴油器已不再噴油了?；谶@種情況，維修員最好采用專用診斷儀的執(zhí)行器動態(tài)測試功能來做這一試驗，由維修員操作發(fā)出斷開某缸噴油器的指令，觀察單缸轉(zhuǎn)速降，從而檢查各缸工作情況。

查找工作不良的缸除用上述的斷火或斷油的方法,還可以用紅外線測溫儀在發(fā)動機剛起動后不久時測量各缸的排氣歧管的溫度的差異。

現(xiàn)在,在診斷儀上一般都具備“主動測試”功能,主動測試可以對包括繼電器、VSV(真空開關閥)和執(zhí)行器在內(nèi)的組件執(zhí)行測試,而無需拆除任何部件,其中就包括對每個氣缸進行燃油切斷的功能,在主動測試時通常還可顯示數(shù)據(jù)表。如豐田的專用診斷儀選擇Active Test(主動測試)功能下的菜單項目“Control the Cylinder#1 Fuel Cut”便可控制1號氣缸燃油切斷;選擇“Control the Cylinder#2 Fuel Cut”、“Control the Cylinder#3 Fuel Cut”、“Control the Cylin- der#4 Fuel Cut”便可分別控制2號、3號、4號氣缸燃油切斷,這樣便可很方便地進行斷缸試驗。

2)自診斷系統(tǒng)對氣缸失火的監(jiān)控。在不同車系中,對點火系統(tǒng)工作情況的監(jiān)控方式不同,前面在發(fā)動機不能起動的章節(jié)中提到的豐田車系電控點火系統(tǒng)中采用IGF信號來監(jiān)控點火系統(tǒng)的工作情況,它對點火次級電路故障(如火花塞)造成的不點火是不能監(jiān)測的。

OBD-Ⅱ診斷系統(tǒng)能夠?qū)Πl(fā)動機失火(Misfire)進行連續(xù)地、精確地監(jiān)控,這主要是由發(fā)動機ECU的失火監(jiān)控器(Misfire Monitor)來完成。

工作較差的氣缸燃燒時會導致發(fā)動機失火,如果氣缸的壓縮比不夠,油量控制不精確,又或者是火花強度不夠,都會導致排氣管中的碳氫(HC)含量上升。一般地,HC的增加會使催化劑的工作負荷過度,當三元催化轉(zhuǎn)化器把這些過多的碳氫化合物轉(zhuǎn)化成二氧化碳和水時,三元催化轉(zhuǎn)化器就會過熱。三元催化轉(zhuǎn)化器中的蜂窩狀陶瓷塊可能熔為一團實心物質(zhì)。假如發(fā)生這種情況,三元催化轉(zhuǎn)化器減少排放物的效率將變得很低,加速催化劑失效的過程,縮短其壽命。因此,OBD-Ⅱ診斷系統(tǒng)必須能夠監(jiān)控和提示車主發(fā)動機出現(xiàn)失火時潛伏的對催化劑的破壞或引起發(fā)動機排放超標。

汽車制造商通過幾條途徑來監(jiān)控失火,監(jiān)測氣缸缺火要求測量出每個氣缸對發(fā)動機功率的貢獻。缺火監(jiān)測主要是根據(jù)氣缸在失火時導致燃燒壓力下降,從而使活塞的活動速度減慢,發(fā)動機的轉(zhuǎn)速也會降低,因而,曲軸位置傳感器就能夠用來監(jiān)測發(fā)動機失火,PCM監(jiān)測每次氣缸發(fā)火時的曲軸加速時間。如果某個氣缸提供正常的功率,那就有一個規(guī)定的曲軸加速時間。氣缸缺火時就不會給發(fā)動機提供動力,與那個氣缸對應的曲軸加速度將下降。在正常情況下,曲軸位置傳感器(CKP)產(chǎn)生的信號的尖峰值,波長都是較為平均的,當發(fā)動機出現(xiàn)失火時,曲軸轉(zhuǎn)速會忽然下降,因此,CKP的信號就會出現(xiàn)不平均的波形。通過對比CKP與凸輪軸位置傳感器(CMP)的信號,ECU就能夠判斷哪一個氣缸在失火。

在OBD-Ⅱ系統(tǒng)中,缺火被分為兩大類型,即甲類缺火(A類缺火)和乙類缺火(B類缺火)。

甲類缺火:監(jiān)測器檢查的是氣缸在曲軸200個曲軸循環(huán)期間的缺火情況。如果缸內(nèi)缺火率在2%～20%之間,監(jiān)測器便認為缺火過度。在這種情況下,PCM會切斷供給缺火氣缸的燃油,以限制三元催化轉(zhuǎn)化器的發(fā)熱。PCM可能同時關閉兩個缺火氣缸的噴油器。不過,當發(fā)動機大負荷運行時,PCM將不關閉缺火氣缸的噴油器。超過15%的氣缸失火會使ECU設置故障碼,關閉噴油器。

如果缺火監(jiān)測器檢測出一個甲類缸內(nèi)缺火,而PCM未關閉噴油器,MIL燈就開始閃爍。當缺火監(jiān)測器檢測出一個甲類缸內(nèi)缺火而PCM已關閉噴油器時,MIL燈將連續(xù)發(fā)光。

乙類缺火:監(jiān)測器檢查的是氣缸在曲軸1000個曲軸循環(huán)期間的缺火情況。如果氣缸缺火率在2%～3%之間,監(jiān)測器便認為缺火過度。這種程度的氣缸缺火不會引起三元催化轉(zhuǎn)化器過熱,但會引起排放過多。當檢測出一個乙類缺火時,一個未定故障碼(DTC)被置入PCM的存儲器中。若在連續(xù)第二個行駛循環(huán)中檢測到這個故障,MIL燈就會點亮。

故障指示燈的狀態(tài),各車型是有所不同的,應以原廠資料為準。

缺火監(jiān)測器可以連續(xù)不斷地對曲軸傳感器信號的波動進行監(jiān)控,如果缺火現(xiàn)象比較穩(wěn)定,PCM就用凸輪軸位置傳感器來確認發(fā)生故障的氣缸。要注意單個氣缸缺火的DTC,比如P0304,表明4號氣缸有故障,而不是按點火順序的第4個氣缸。如果缺火現(xiàn)象不太穩(wěn)定或在多缸上均有發(fā)生,則DTC為P0300。

PCM確認缺火所采用的算法十分精確,這樣從曲軸位置傳感器獲得的信號就必須十分完整以利于監(jiān)控器工作。另外還必須考慮到由于制造公差所引起的各個發(fā)動機間彼此的差異,PCM感知這些差異后便能對曲軸位置傳感器產(chǎn)生的信號進行校正,從而衰減了這些差異帶來的影響。校正系數(shù)是在發(fā)動機運轉(zhuǎn)但不處于燃燒狀態(tài)期間進行計算的。選擇的最佳時機應是從一個相當高的轉(zhuǎn)速往下降的時候,因為這時PCM關掉了噴油器。例如剛剛更換了一個曲軸位置傳感器,這就需要進行這一校正程序。

用診斷儀除了讀取缺火的故障碼,還應讀取有關缺火的數(shù)據(jù),以便迅速縮小故障范圍,如數(shù)據(jù)流項目中的“Cylinder#1 Misfire Rate”即表示1號氣缸缺火率。相應的“Cylinder#2 Mis- fire Rate”、“Cylinder#3 Misfire Rate”、“Cylinder#4 Misfire Rate”就分別表示2號、3號、4號氣缸缺火率。

(3)真空泄漏的檢查 最直觀的檢查方法是使發(fā)動機處于怠速狀態(tài)下,在進氣歧管附近被懷疑漏氣的地方噴化油器清洗劑,觀察發(fā)動機轉(zhuǎn)速有無變化,如果轉(zhuǎn)速改變說明存在漏氣,應作進一步檢查。也可用真空表檢查,但需要足夠的經(jīng)驗?，F(xiàn)代轎車發(fā)動機怠速時真空度較大(寶馬公司采用VALVE TRONIC系統(tǒng)的發(fā)動機除外),一般為65～70kPa,當一根小真空管漏氣時,其真空度下降大約5kPa,這還要視進氣量的檢測方式不同而不一樣,因為若采用進氣歧管絕對壓力傳感器的速度密度型燃油噴射系統(tǒng),當真空輕微泄漏時怠速轉(zhuǎn)速會升高或輕微游車,怠速轉(zhuǎn)速升高后,真空度在下降的同時又得到一些彌補,故下降幅度不大,而大多數(shù)采用空氣流量計檢測進氣量的發(fā)動機一般會出現(xiàn)轉(zhuǎn)速偏低而不穩(wěn),故真空度下降略大一點。當一個缸不工作時,真空度一般會比平均值低5～7kPa,當一缸氣門漏氣時,真空度一般會比平均值低10～15kPa,掛檔時,怠速控制閥動作瞬間,真空度先降幾千帕再回升是正常的,進氣歧管真空泄漏只是發(fā)動機進氣歧管真空度降低的眾多原因中的一個,實踐中還需要仔細區(qū)分。真空管的漏氣最好用帶真空表的真空槍進行檢查,方法是:拔下進氣歧管側(cè)的真空管接頭,用真空槍對真空軟管側(cè)施加真空,注意觀察真空是否能保持,如不能保持,則可分段彎折、堵塞再用真空槍試驗檢查。此方法對真空管較長的地方很有效,能診斷真空管路是否存在細微的泄漏。實踐中真空管路漏氣的檢查不可憑感覺,而靈活應用真空槍則可以用數(shù)據(jù)十分肯定地確診真空管路漏氣問題。

當出現(xiàn)真空泄漏時,所有的真空管、進氣歧管墊、進氣歧管本身、噴油器安裝處的密封膠圈等都應是檢查的對象。

(4)數(shù)據(jù)流分析 使用診斷儀讀取數(shù)據(jù)列表,可以讀取開關、傳感器、執(zhí)行器及其他項的數(shù)值或狀態(tài),而無需拆下任何零件。這種非解體式檢查非常有用,因為可在拆下零件或配線之前發(fā)現(xiàn)間歇性故障或信號。在故障排除時,盡早讀取數(shù)據(jù)表信息是節(jié)省診斷時間的方法之一。

表1-2為豐田智能測試儀測試豐田凱美瑞2AZ-FE發(fā)動機控制系統(tǒng)所顯示的數(shù)據(jù)說明。

表1-2 豐田凱美瑞2AZ-FE發(fā)動機控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)

(續(xù))

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①帶智能進入和起動系統(tǒng)。

②僅在進行以下主動測試時才顯示的數(shù)據(jù)表數(shù)值:VVT B1。對于其他主動測試,數(shù)據(jù)表數(shù)值為0。

一輛2006年別克凱越,出現(xiàn)怠速不穩(wěn),發(fā)動機抖動,易熄火且有時起動困難的故障。對該車進行診斷,發(fā)動機怠速時,用診斷儀讀到如圖1-32所示的數(shù)據(jù),從這些數(shù)據(jù)里就很容易看出EGR位置傳感器顯示的數(shù)據(jù)不正常。

根據(jù)數(shù)據(jù)的提示,很容易地找出了故障部位,EGR閥卡在部分打開狀態(tài)。排除故障后再次讀得數(shù)據(jù),如圖1-33所示。這樣,就實現(xiàn)了故障排除前后的數(shù)據(jù)對比。

在實際維修中,除進行讀取數(shù)據(jù)流,還應充分發(fā)揮智能測試儀的主動測試功能的用處,主動測試可以對包括繼電器、VSV(真空開關閥)和執(zhí)行器在內(nèi)的組件執(zhí)行測試,而無需拆除任何部件,將進行主動測試作為診斷執(zhí)行器及其電路的第一步可以縮短診斷時間。

(5)怠速不穩(wěn)檢查歌訣(僅供參考)

排氣突突引擎抖，缸不T作是常有：

斷火斷油試驗證，查完點火查噴油：

真空漏氣管插錯，一一檢查莫放過：

點火正時不準確，廢氣循環(huán)亂工作：

節(jié)氣門體怠速閥，清洗調(diào)整設定它：

油氣配比要恰當，過濃過稀均不好；

看看有無調(diào)節(jié)器，閉環(huán)]二作好不好①：

故障碼與數(shù)據(jù)流，尾氣測量細分析；

氣缸壓力若過低，氣門缸墊活塞環(huán)：

配氣正時記號錯，氣門間隙小和無；

彈簧過軟積炭多，氣門發(fā)卡回位慢：

可變配氣正時閥，機油過臟可發(fā)卡：

平衡軸來支架墊，檢查校對視情換。

注釋:

①對于一些老舊車輛,可能裝有CO調(diào)節(jié)器,有的是一個可變電阻,對葉片式空氣流量計來說是一個旁通氣道調(diào)整螺釘,如有這些裝置的話應予調(diào)整。還應看一下氧傳感器工作情況如何,以判斷發(fā)動機是否處于良好的閉環(huán)控制狀態(tài)。

(6)初始怠速調(diào)整設定問題 各種發(fā)動機通常有原廠規(guī)定的怠速調(diào)整及對發(fā)動機ECU進行重新設定的程序。所謂對發(fā)動機ECU進行重新設定,即清除發(fā)動機ECU中的故障記憶,讓其重新學習怠速。

圖1-32 2006年別克凱越怠速不穩(wěn)故障排除前的數(shù)據(jù)

圖1-33 2006年別克凱越怠速不穩(wěn)故障排除后的數(shù)據(jù)

在大眾車系中,有相當多的地方,要求進行基本設定。所謂基本設定,是通過數(shù)據(jù)通道將一些數(shù)據(jù)寫入到控制器中,將數(shù)據(jù)調(diào)整到生產(chǎn)廠家指定的基本值,或?qū)⒛承┰骷?shù)寫入控制單元。

仔細閱讀數(shù)據(jù)流會發(fā)現(xiàn),當節(jié)氣門變臟污后,發(fā)動機在怠速運轉(zhuǎn)時,節(jié)氣門開度會增大。這是因為節(jié)流閥體變臟后,在相同的開度下,進氣量會減小,將不足以維持發(fā)動機的額定怠速運轉(zhuǎn),節(jié)氣門開度會增大。對于怠速控制采用步進電動機的車型,當步進電動機變臟污后,它的開啟步數(shù)會增大,清洗干凈后開啟步數(shù)會減少。這說明電控單元具有學習功能,不但能夠檢測到元件參數(shù)的變化,還能夠適應這種變化。但是,電控單元是如何知道該元件的初始基本參數(shù)呢?這就需要基本設定,在未作基本設定之前,假如電控單元收到了一個節(jié)氣門怠速位置的電壓信號,但并不知道其開啟角度,這是因為電控單元還不知道節(jié)氣門最小怠速位置、最大怠速位置的電壓值等基本參數(shù)。如果電控單元知道了節(jié)氣門最小怠速位置、最大怠速位置的電壓值,就知道了怠速節(jié)氣門電位計的電壓范圍。電控單元知道了怠速節(jié)氣門電位計的幾個中間位置的電壓值就知道了怠速節(jié)氣門電位計的特性。這樣,當電控單元接收到任一位置的信號電壓時,都能判斷出節(jié)氣門的開度?；驹O定就是讓電控單元了解節(jié)流閥體的基本特性、基本參數(shù),這樣才會在以后的運行過程中自動地調(diào)整它與節(jié)氣門的動作。

基本設定是指人為地創(chuàng)造一個特定的初始狀態(tài),即用故障診斷儀命令電控單元做一次基本設定的過程,它由電控單元控制進行,不能人工干預。不同車型利用不同的儀器進行基本設置,這是可以理解的。但是利用相同的儀器進行基本設定時,為什么不同車型基本設定的“通道”不一樣呢?

原來“基本設定(BASIC SETTING)”這一功能(FUNCTION)取決于儀器,但是基本設定的“通道(CHANEL)”取決于電控系統(tǒng)所采用的軟件。比如奧迪、捷達、紅旗轎車都采用相同的故障閱讀器V.A.G1551,其基本設定功能的命令代碼都是“04”,但通道不同。

細心的修理工可能會聽到在進行基本設定時,節(jié)流閥體處會發(fā)出“咔噠、咔噠”聲,如果此時打開發(fā)動機蓋,會看見節(jié)氣門在抖動。實際上,節(jié)氣門是在節(jié)流閥體內(nèi)怠速電動機的驅(qū)動下做如下動作:從“初始位置”關閉到最小位置,然后再從最小位置開啟到最大位置(45°),最后重新回到“初始位置”。此時,電控單元會把最大、最小及最大與最小之間的三等分點位置記錄下來,這樣,電控單元就識別了節(jié)流閥體的特性。

由以上原理分析不難得出,在影響到電控單元與節(jié)流閥體協(xié)調(diào)工作的因素時,需要進行基本設置。以下幾種情況需要進行基本設定:

①在更換新電控單元后,新電控單元內(nèi)還未存儲節(jié)流閥體的特性,需進行基本設定。

②在電控單元斷電后,電控單元存儲器的記憶丟失,需進行基本設定。

③更換新節(jié)流閥體后,需進行基本設定。

④更換或拆裝進氣道后,影響到電控單元與節(jié)流閥體協(xié)調(diào)工作及對怠速的控制,需進行基本設定。

⑤在清洗節(jié)流閥體后,怠速節(jié)氣門電位計的特性雖然沒有變化,但在相同的節(jié)氣門開度下,進氣量已發(fā)生突變,怠速控制特性已發(fā)生突變,也需進行基本設定。

對上述部件進行維修或更換后,如果不進行基本設定,電控單元與怠速控制元件的工作會出現(xiàn)不協(xié)調(diào),表現(xiàn)就是怠速控制不精確、不穩(wěn)定,如怠速偏高或偏低、怠速不穩(wěn)等不良現(xiàn)象。但這種不良表現(xiàn)是暫時的,這是因為電控單元具有學習并自動適應過程,只是不如基本設定快速、準確而已。

也有的車型對以上部件進行維修或更換后,不但要進行基本設定,還要清除原學習值,這與車輛的軟件有關。比如,捷達前衛(wèi)轎車在清洗氣門后,如果只進行基本設定,發(fā)動機怠速轉(zhuǎn)速會偏高,這是因為電控單元還記憶著怠速時原節(jié)氣門的開度值。使用V.A.G1551的功能“10”,選擇通道00,執(zhí)行“清除學習值”功能后,發(fā)動機怠速會恢復正常。

基本設定應具備的條件如下:

①故障存儲器中無故障碼。

②關掉用電設備,如收音機、空調(diào)等。

③冷卻液溫度在80～90℃。

④蓄電池電壓不低于11.5V。

⑤變速器處于N位或P位。

常見大眾車型節(jié)氣門基本設定通道號如表1-3所示。

表1-3 常見大眾車型節(jié)氣門基本設定通道號

(7)點火順序問題

①直列四缸。1-3-4-2(絕大多數(shù)直列四缸發(fā)動機采用);1-2-4-3(如BJ 492)。

②對置四缸。1-3-2-4,以富士2.2L無分電器式發(fā)動機為例,如圖1-34所示。

③直列五缸。1-2-4-5-3(如奧迪、富豪,見圖1-35)。

圖1-34 富士2.2L無分電器式發(fā)動機點火順序

圖1-35 奧迪2.2L和2.3L發(fā)動機點火順序

④直列六缸。1-5-3-6-2-4(絕大多數(shù)直列六缸發(fā)動機采用);1-4-2-6-3-5(五十鈴部分發(fā)動機)。

⑤V形六缸(見圖1-36～圖1-39)。1-2-3-4-5-6;1-6-5-4-3-2(如通用魯米娜);1-4-2-5-3-6;1-4-3-6-2-5。

⑥對置6缸。1-6-3-2-5-4,如富士對置6缸3.3L無分電器式發(fā)動機,見圖1-40。

⑦V形八缸。1-8-4-3-6-5-7-2(如雷克薩斯1UZ-FE發(fā)動機,見圖1-41);1-8-7-3-6-5-4-2(如日產(chǎn)無限Q45發(fā)動機,見圖1-42);1-5-4-8-6-3-7-2(如奔馳、奧迪、寶馬發(fā)動機等,見圖1-43);1-2-7-3-4-5-6-8(如三菱8DC)。

圖1-36 豐田、日產(chǎn)、三菱V6發(fā)動機 點火順序(1-2-3-4-5-6)

圖1-37 奧迪2.8L無分電器式發(fā)動機 點火順序(1-4-3-6-2-5)

圖1-38 福特3.8L V6發(fā)動機 點火順序(1-4-2-5-3-6)

圖1-39 道奇捷龍3.3L無分電器式發(fā)動機 點火順序(1-2-3-4-5-6)

圖1-40 富士對置6缸3.3L無分電器式發(fā)動機點火順序(1-6-3-2-5-4)

圖1-41 雷克薩斯1UZ-FE發(fā)動機點火順序(1-8-4-3-6-5-7-2)

圖1-42 日產(chǎn)無限Q45發(fā)動機點火順序(1-8-7-3-6-5-4-2)

圖1-43 奔馳、奧迪、寶馬發(fā)動機點火順序(1-5-4-8-6-3-7-2)

⑧V形十缸。1-2-7-8-5-6-3-4-9-10,如三菱10DC發(fā)動機。

⑨V形十二缸。1-12-5-8-3-10-6-7-2-11-4-9(如奔馳V12發(fā)動機,見圖1-44);1-7-5-11-3-9-6-12-2-8-4-10(如寶馬M70/M73/S70發(fā)動機,見圖1-45)。

⑩W形十二缸1-12-5-8-3-10-6-7-2-11-4-9,如奧迪W12發(fā)動機,見圖1-46。

(8)噴油器的檢查 發(fā)動機某缸不工作的故障原因是缺火、噴油器不噴油、漏氣或壓縮壓力過低。在車上可以檢測噴油器線圈電阻是否正常,電磁閥是否動作和是否有噴油信號,但不能檢測噴油霧化情況、噴油量和噴油控制脈沖信號是否與發(fā)動機工況相匹配。

圖1-44 奔馳V12發(fā)動機點火順序(1-12-5-8-3-10-6-7-2-11-4-9)

圖1-45 寶馬M70/M73/S70發(fā)動機點火順序(1-7-5-11-3-9-6-12-2-8-4-10)

圖1-46 奧迪W12發(fā)動機點火順序(1-12-5-8-3-10-6-7-2-11-4-9)

1)噴油器的就車檢查

①測量噴油器線圈的電阻:斷開點火開關,拔下噴油器的插頭,用萬用表電阻擋測量噴油器線圈的電阻值,如圖1-47所示。噴油器按阻值可分為低阻和高阻兩種,低阻1～3Ω,高阻13～16Ω。

②檢查噴油器電磁閥是否動作:發(fā)動機怠速運行時,用手接觸噴油器,應有振動感,如圖1-48所示,或?qū)⒁话研叽钤趪娪推魃?把耳朵放在旋具另一端應聽到清脆的“嗒嗒”聲(電磁閥開、關聲)。如用手摸無振動感或聽不到電磁閥動作聲音,說明該噴油器不工作,但如果手摸有振動感或聽到電磁閥動作聲音,應再進行噴油情況檢查。

圖1-47 測量噴油器線圈電阻

圖1-48 檢查噴油器電磁閥是否動作

③噴油器控制電路的檢查。噴油器控制電路一般均由點火開關或主繼電器供電,由ECU控制噴油器的搭鐵回路。檢查方法如下:

a.檢查噴油器控制電路的電源供應:拔下噴油器插頭,接通點火開關,不要起動發(fā)動機。測量噴油器控制線插頭上的電源線的電壓,應為12V(有的車型必須在起動狀態(tài)下)。若無電壓,則應檢查點火開關及熔斷器或主繼電器及線路。

b.噴油控制信號的檢查。檢查噴油控制信號有四種方法:

方法一:用示波器檢測噴油信號波形。

方法二:用診斷儀讀取噴油脈寬(ms)。

方法三:用萬用表交流電壓擋測量交流電壓。以豐田四缸發(fā)動機為例:怠速時約1.67V,急加速時交流電壓可達2～9V。

方法四:將一個330Ω電阻串聯(lián)一個發(fā)光二極管作試燈。斷開點火開關,拔出噴油器電線插頭,在線束插頭上接上發(fā)光二極管試燈,起動、運行時觀察發(fā)光二極管,信號正常時發(fā)光二極管閃爍,如不閃爍說明沒有噴油脈沖控制信號。如果沒有噴油脈沖控制信號,應檢查線路及ECU等。

④噴油器平衡測試。對發(fā)動機上的噴油器進行噴油器平衡測試,以診斷是否有節(jié)流。進行噴油器平衡測試需要一只燃油壓力表和一個噴油器平衡測試儀。在進行噴油器平衡測試之前,要檢查燃油壓力。噴油器平衡測試儀包括一個定時電路,它可以在定時按鈕按下時按照精確的時間周期激勵每一個噴油器。

某發(fā)動機噴油器平衡測試結果如表1-4所示,表中4號和6號噴油器不良。

表1-4 噴油器平衡測試表

2)噴油質(zhì)量的檢查。噴油器噴油質(zhì)量的檢查主要包括噴油量、霧化質(zhì)量和泄漏的檢查。

①以豐田車為例。斷開點火開關,拆下蓄電池搭鐵線;將進油管與回油管拆開,裝上豐田專用的軟管接頭和檢查用的軟管,接頭和軟管旋緊;把噴油器、壓力調(diào)節(jié)器和油管用接頭和連接卡夾連接好,如圖1-49所示。在噴油器噴口處套上塑料管,塑料管伸入量筒中;用連接線把連接插頭中+B與FP端子連接起來,重新裝上蓄電池搭鐵線。

圖1-49 組裝噴油器測試件

如圖1-50所示,接通電源15s,檢查噴油器噴油霧化情況,用量筒測出噴油量。每個噴油器測2～3次,標準噴油量70～80cm3/15s,各噴油器允許誤差9cm3,噴油霧化良好。

停止噴油后檢查噴油器噴口處有無漏油,在3min內(nèi),泄漏一滴或更少為正常,否則應更換噴油器。

②將各噴油器拆下,全部放置在超聲波噴油器清洗機上,直接觀察噴油狀況和噴油量。

③有的氣動式或電動式燃油噴射清洗機有專門檢測單個噴油器噴油情況的油管、接頭或噴油脈沖發(fā)生器。將單個噴油器安裝在清洗機的出油管上,噴油器插座上接上噴油脈沖發(fā)生器的控制線插頭,調(diào)節(jié)清洗機輸出油壓,觀察噴油狀況和是否有漏油。

圖1-50 檢查噴油量

④將化油器清洗劑的細塑料管前端纏上電工用絕緣膠帶,將纏上膠帶的塑料細管插入噴油器進油口(纏膠帶的目的是防止化油器清洗劑噴入時反濺),供電方式與圖1-51相同。負極導線搭鐵幾秒后放開,再搭鐵幾秒,模擬一個人工脈沖信號,間歇搭鐵的同時噴入化油器清洗劑,這樣既可清洗噴油器,又可以觀察噴油狀況。這里特別強調(diào)注意:檢查前必須首先測量噴油器線圈的阻值,對于低阻的噴油器,電路中必須串入一個電阻或燈泡,否則,電流過大會燒毀噴油器線圈。

(9)怠速控制執(zhí)行機構的檢查

1)豐田車步進電動機型。步進電動機安裝在怠速控制閥(ISC)內(nèi),由四只線圈、磁性轉(zhuǎn)子、閥軸和閥組成。發(fā)動機ECU根據(jù)節(jié)氣門位置傳感器、冷卻液溫度傳感器、發(fā)動機轉(zhuǎn)速等信號,控制怠速閥的步級數(shù),閥前后移動控制怠速旁通道開啟截面積,即控制怠速空氣量,從而控制怠速轉(zhuǎn)速。ISC閥工作原理如圖1-51a所示,電路如圖1-51b所示。

圖1-51 豐田2JZ-GE發(fā)動機ISC閥工作原理與電路圖

①在車上檢查怠速控制閥?；使?JZ-GE發(fā)動機當發(fā)動機熄火時,怠速控制閥會“咔嗒”一聲,如果不響,應檢查ISC閥和ECU。雷克薩斯1UZ-FE發(fā)動機在暖機剛結束時,怠速控制閥應發(fā)出“咔嗒”聲(閥關閉)。

②檢查ISC閥的電阻。檢測B1-S1、B1-S3、B2-S2和B2-S4四個線圈電阻,一般應是10～30Ω(視車型而定),如電阻不符合要求,應更換ISC閥。

③檢查ISC閥的工作情況

a.在B1和B2端子上接上蓄電池正極,然后依次將S1、S2、S3、S4接負極(搭鐵),閥應逐步關閉(閥芯伸出),如圖1-52所示。

b.在B1和B2端子上接上蓄電池正極,然后依次將S4、S3、S2、S1接負極(搭鐵),閥應逐步開啟(閥芯縮回),如圖1-53所示。

圖1-52 檢查ISC閥關閉情況

圖1-53 檢查ISC閥開啟情況

如果按上述檢查,ISC閥不能關閉或打開,則應更換ISC閥。

c.用診斷儀檢測ISC閥步級數(shù):豐田車步進電動機型怠速控制執(zhí)行機構步級數(shù)量為0～125,0表示怠速控制閥全部伸出,怠速空氣旁通道全部關閉;125表示怠速控制閥全部收回,怠速空氣旁通道全部開啟。測試某輛工作狀況良好的皇冠3.0L發(fā)動機數(shù)據(jù)如下:冷車時,ISC＝55(步級數(shù)),熱車后ISC＝52,接通空調(diào)A/C開關,ISC＝63,切斷空調(diào)A/C開關,恢復到ISC＝52。

2)豐田車旋轉(zhuǎn)電磁閥型。旋轉(zhuǎn)電磁閥型怠速控制閥控制電路如圖1-54所示,控制原理如圖1-55所示。在整個怠速范圍內(nèi)ECU通過占空比(0%～100%)對怠速轉(zhuǎn)速進行控制。

圖1-54 旋轉(zhuǎn)電磁閥型怠速控制閥控制電路

圖1-55 旋轉(zhuǎn)電磁閥型怠速控制閥 控制原理

①檢查ISC閥的電阻值。如圖1-56所示,+B與ISC1及+B與ISC2之間的電阻均為18.8～22.8Ω,如電阻值不符合要求,應更換ISC閥。

②檢查ISC閥的工作。在正常冷卻液溫度、發(fā)動機正常運轉(zhuǎn)及變速器位于空檔位置時,將檢查插接器中TE1和E1端子用連接線連接起來,標準是發(fā)動機以轉(zhuǎn)速1100～1200r/min運轉(zhuǎn)5s后,轉(zhuǎn)速會降低200r/min,如不符合要求,應檢查ISC閥、ISC閥至ECU的線路和ECU。

3)美國通用公司步進電動機型。通用汽車公司的步進電動機型怠速控制閥(IAC)的結構與電路如圖1-57所示。

在節(jié)氣門全關位置(怠速狀態(tài))下,發(fā)動機ECU根據(jù)電源電壓、冷卻液溫度信號、發(fā)動機負載信號(空氣流量計/進氣壓力傳感器、空調(diào)開關信號、動力轉(zhuǎn)向開關信號、駐車/空檔開關信號)、發(fā)動機轉(zhuǎn)速信號和車速信號,輸出控制命令控制怠速控制閥(IAC)的動作,改變怠速空氣旁通道開啟截面,從而改變控制怠速轉(zhuǎn)速,針閥的移開(離開底座)可以增加怠速進氣量,提高怠速轉(zhuǎn)速,針閥的移入(靠近底座)可以減少怠速進氣量,降低怠速轉(zhuǎn)速。

怠速控制閥通過蝸輪機構,將帶有四個磁極的轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)變?yōu)殄F形閥的直線運動,其調(diào)節(jié)范圍為0～255步級,怠速空氣旁通道全關為0,怠速空氣旁通道全開為255。

圖1-56 檢查旋轉(zhuǎn)電磁閥型怠速控制閥電阻

圖1-57 美國通用公司步進電動機型怠速控制閥

發(fā)動機每次關閉時,動力控制模塊PCM(不但控制發(fā)動機,而且控制自動變速器的換檔)均向IAC發(fā)出步級指令,按校準步驟,讓針閥移動到底座(伸出),然后離開底座(縮回)至上一次起動時的位置,這為重新起動發(fā)動機建立了一個正確的工作參數(shù)。

在檢修IAC閥時,不要用手推或拉動針閥,否則可能損壞蝸輪螺桿的螺紋;也不要將控制閥浸沒在任何清洗液中,因為控制閥是個微型電動機,浸在清洗液中可能會損壞;針閥及底座錐面上有亮點是正常的,并不是接觸不密封;要注意檢查O形圈,安裝時涂一點機油;更換新IAC閥要注意型號,新閥到安裝法蘭座距離應不大于28mm,否則可輕輕壓回;若拆過電源線或ECU插頭,在裝回后,點火開關先置于“ON”5s,再置于“OFF”5s,然后起動發(fā)動機,以便使PCM恢復怠速控制記憶。

①測量IAC閥上A-B和C-D端子間的電阻應為40～80Ω。

②檢測IAC閥動作是否正常。可用診斷儀檢測,下面是檢測魯米娜3.8MPV車的數(shù)據(jù):

4)大眾車系節(jié)氣門直動式怠速控制執(zhí)行機構。怠速控制裝置是通過節(jié)氣門體控制部件中的怠速穩(wěn)定控制器直接控制節(jié)氣門的開啟來實現(xiàn)怠速穩(wěn)定控制的,它沒有怠速空氣旁通道。怠速穩(wěn)定控制器是由一個直流電動機通過齒輪傳動控制節(jié)氣門開啟。圖1-58為捷達車節(jié)流閥體的內(nèi)部構造。節(jié)流閥體電路及節(jié)流閥體插座端子布置如圖1-59、圖1-60所示。

圖1-58 節(jié)流閥體的內(nèi)部構造

圖1-59 節(jié)流閥體電路

J220—電控單元 J338—節(jié)流閥體 F60—怠速開關 G69—節(jié)氣門電位計 G88—怠速節(jié)氣門電位計 V60—怠速直流電動機

圖1-60 節(jié)流閥體插座端子布置

1—怠速電動機正極 2—怠速電動機負極 3—怠速開關正極 4—電位計正極 5—節(jié)氣門電位計 6—未占用 7—怠速開關負極、電位計負極 8—怠速節(jié)氣門電位計

節(jié)流閥體是一個電動機系統(tǒng)組件ESB,它由怠速直流電動機、怠速節(jié)氣門電位計、節(jié)氣門電位計、怠速開關、應急彈簧等組成。按技術要求,節(jié)流閥體外殼不能打開檢修,也不允許人工調(diào)整,只能用大眾公司專用故障診斷儀V.A.G1551、V.A.G1552、V.A.S5051或V.A.S5052的04功能“基本調(diào)整”來進行設定。其各部件及作用分別是:

①節(jié)氣門電位計(G69):節(jié)氣門電位計與節(jié)氣門軸連接,它的阻值變化反映了節(jié)氣門在全部開度范圍的位置,此信號作為主要的負荷輔助信號,直接影響發(fā)動機噴油量和點火角,電控單元還根據(jù)節(jié)氣門位置信號的變化率來識別加減速工況。當節(jié)氣門位置信號中斷時,電控單元用發(fā)動機轉(zhuǎn)速信號和空氣流量計信號計算出一個替代值,發(fā)動機仍能運轉(zhuǎn)。

②怠速節(jié)氣門電位計(G88):怠速節(jié)氣門電位計與怠速直流電動機連在一起,向控制單元提供節(jié)氣門的當時位置及怠速范圍內(nèi)怠速電動機的位置。當?shù)∷俟?jié)氣門到達調(diào)節(jié)范圍內(nèi)極限時,如果節(jié)氣門繼續(xù)開啟,怠速節(jié)氣門電位計將不再起作用。如果其信號中斷,應急彈簧將節(jié)氣門拉動進入機械應急運轉(zhuǎn)狀態(tài),發(fā)動機怠速轉(zhuǎn)速將有所提高。

③怠速開關(F60):怠速開關在整個怠速調(diào)節(jié)范圍內(nèi)閉合,電控單元通過怠速開關的閉合信號來識別怠速工況。若怠速開關信號中斷,電控單元將比較節(jié)氣門電位計和怠速節(jié)氣門電位計的值,根據(jù)兩者的相位關系判別節(jié)氣門的怠速位置。

④怠速直流電動機(V60):它能在怠速調(diào)節(jié)范圍內(nèi)通過齒輪驅(qū)動來操縱節(jié)氣門開度。發(fā)動機電控單元不斷地采集轉(zhuǎn)速傳感器送來的轉(zhuǎn)速信號并與理論怠速轉(zhuǎn)速進行比較,如果存在偏差,電控單元將根據(jù)節(jié)氣門電位計當時的位置信息,在怠速范圍內(nèi)通過控制怠速直流電動機來調(diào)節(jié)節(jié)氣門開度,實現(xiàn)對怠速進氣量的調(diào)節(jié),以控制發(fā)動機怠速轉(zhuǎn)速。如果怠速電動機損壞或電路故障,則應急彈簧將節(jié)氣門拉到一個特定的應急運轉(zhuǎn)位置,以保證車輛繼續(xù)行駛。

目前,發(fā)動機大多采用電子節(jié)氣門系統(tǒng),其結構原理參見“加速不良故障的診斷”。

(10)氧傳感器、空燃比傳感器與廢氣分析 怠速不穩(wěn)經(jīng)斷缸檢查,以判斷這種故障是“影響某個氣缸”還是“對所有氣缸都有影響”。如果這種故障只影響某個氣缸,就檢查這只氣缸的“發(fā)動機三要素”;如果這種故障對所有氣缸都有影響,就檢查空燃比。

為判斷空燃比是否合適,一般先通過診斷儀讀取氧傳感器或空燃比傳感器信號。

對于氧化鋯式氧傳感器,當空燃比值為14.7∶1時,氧傳感器電壓在0.45V左右。其信號電壓范圍是0.1～0.9V,若信號電壓小于0.45V,氧傳感器反饋給ECU的信號是混合氣稀;若信號電壓大于0.45V,反饋信號表示混合氣濃。在新型的發(fā)動機控制中,給氧傳感器加裝了加熱線圈,以提高它在發(fā)動機怠速運轉(zhuǎn)時的工作溫度,使氧傳感器在發(fā)動機低溫和怠速時也能正常工作,所以此種氧傳感器變?yōu)?線或4線。它常安裝在排氣總管三元催化轉(zhuǎn)化器前,用于混合氣的短時調(diào)節(jié)。目前最常見的氧傳感器為加熱型氧化鋯式氧傳感器,它的檢測最好是用示波器檢測信號電壓波形。在空燃比控制適當時,氧傳感器信號是計算機系統(tǒng)的最好指示。一般說來,一個工作良好的電控汽油發(fā)動機在閉環(huán)工作狀態(tài)下怠速時,氧傳感器在10s內(nèi)應有不少于8個濃/稀振幅;轉(zhuǎn)速為2500r/min時,10s內(nèi)應有10～40個濃/稀振幅。當空燃比由稀變到濃時,氧傳感器的響應時間應小于100ms;當空燃比由濃變到稀時,氧傳感器的響應時間應小于125ms。評定氧傳感器信號的第一步是證明該傳感器處于良好的狀況。用數(shù)字存儲示波器測試氧傳感器的響應時間。用丙烷使空燃比變濃,而用真空大量泄漏使空燃比變稀。在正確的時間內(nèi),將開關從濃切換到稀,再從稀切換到濃,應符合上述要求。

對于裝用空燃比傳感器的發(fā)動機(以豐田車為例),為了確定故障是空氣燃油混合物過稀還是過濃,使用一臺智能檢測儀(手持式測試儀),檢查氧氣傳感器、空燃比(A/F)傳感器的電壓及短期燃油校正數(shù)值。智能檢測儀上顯示的A/F傳感器的電壓應為3.3V,這個電壓值是ECM內(nèi)部數(shù)值。因為A/F傳感器是電流輸出元件,在ECM內(nèi)部電流被轉(zhuǎn)化為電壓,直接測量A/F傳感器或ECM插接器接線處的電壓會發(fā)現(xiàn)電壓是恒定的,因此,如不使用智能測試儀就無法確認A/F傳感器輸出電壓。該傳感器電壓用來給ECM提供反饋,以便能控制空燃比。

ECM對偏離理論空燃比值的情況作出判斷,并控制燃油噴射時間。如果A/F傳感器故障,ECM則不能準確控制空燃比。

A/F傳感器為平面式,如圖1-61所示,與加熱器集成在一起,加熱器用來加熱固體電解質(zhì)(氧化鋯元素)。加熱器由ECM控制。在進氣量低(廢氣溫度低)時,電流流入加熱器以加熱傳感器,從而準確地檢測氧氣濃度。另外,傳感器和加熱器部分比常規(guī)形式傳感器窄。加熱器產(chǎn)生的熱量通過氧化鋁傳導到固體電解質(zhì),這樣就加快了傳感器的啟動。

如果檢測到A/F傳感器故障,ECM設定DTC P2195或P2196。

如果A/F傳感器電壓大于3.8V持續(xù)10s或更長時間(第二行程邏輯),ECM設定DTC P2195;如果A/F傳感器電壓小于2.8V持續(xù)10s或更長時間(第二行程邏輯),ECM設定DTC P2196。

圖1-61 A/F傳感器

過濃混合氣體會造成A/F傳感器低電流,過稀混合氣體會造成A/F傳感器高電流。因此,加速期間傳感器輸出變低,節(jié)氣門全關的減速期間傳感器輸出會變高。ECM在燃油切斷期間監(jiān)控A/F傳感器電流并檢測異常電流值。

如果A/F傳感器輸出電流≥3.6mA累計3s以上,ECM判斷A/F傳感器故障并且設定DTC P2195(高側(cè)卡住)。如果A/F傳感器輸出電流≤1.0mA累計3s以上,ECM設定DTC P2196(低側(cè)停留)。

一旦設定任一DTC,通過選擇智能測試儀中的下列菜單來檢查A/F傳感器輸出電壓。Power-train(傳動系)/Engine and ECT(發(fā)動機和ECT)/Data List(數(shù)據(jù)表)/A/F Control System(A/F控制系統(tǒng))/AFS B1 S1。還可用智能測試儀讀取短期燃油修正值。ECM控制其A1A+和A1A-端子的電壓保持恒定水平。因此,如不使用智能測試儀就無法確認A/F傳感器輸出電壓。

采用智能測試儀,用主動測試的“Control the Injection Volume for A/F Sensor”(為A/F傳感器控制噴油量)功能可以識別故障區(qū)?！盀锳/F傳感器控制噴油量”功能可以幫助確定A/F傳感器、加熱型氧(HO2)傳感器和其他有潛在故障的區(qū)域是否存在故障。

用智能測試儀進行“為A/F傳感器控制噴油量”功能的操作方法如下:

1)將智能測試儀連接到DLC3上。

2)起動發(fā)動機,并打開測試儀。

3)以2500r/min的發(fā)動機轉(zhuǎn)速使發(fā)動機暖機約90s。

4)在測試儀上選擇以下菜單項目:Powertrain(傳動系)/Engine and ECT(發(fā)動機和ECT)/Active Test(主動測試)/Control the Injection Volume for A/F Sensor(為A/F傳感器控制噴油量)。

5)在發(fā)動機怠速條件下執(zhí)行“為A/F傳感器控制噴油量”功能[按下RIGHT(右)鍵或LEFT(左)鍵來改變噴油量]。

6)監(jiān)控測試儀上顯示A/F和HO2傳感器的輸出電壓(AFS B1 S1和O2S B1 S2)。

說明:①“為A/F傳感器控制噴油量”的操作會使燃油噴射量降低12.5%或增加25%。傳感器根據(jù)噴油量的增加和減小作出反應。

②當燃油噴射量增加25%時智能測試儀顯示的“AFS B1 S1”應小于3.0V,當燃油噴射量降低12.5%時智能測試儀顯示的“AFS B1 S1”應大于3.35V。

③A/F傳感器存在幾秒鐘的輸出延遲。

也可選擇以下菜單項目:Powertrain(傳動系)/Engine and ECT(發(fā)動機和ECT)/Active Test(主動測試)/Control the Injection Volume(控制噴油量)。用測試儀改變噴油量,將噴油量控制在-12%～+12%的范圍之內(nèi)。在該范圍內(nèi)可以用1%的梯度改變噴油量,并監(jiān)控測試儀上所顯示的空燃比(A/F)和加熱型氧(HO2)傳感器的電壓圖形輸出,如圖1-62所示。

圖1-62 用測試儀改變噴油量時空燃比(A/F)和加熱型氧(HO2)傳感器的電壓圖形輸出

根據(jù)燃油噴射量的增加和減少,HO2傳感器(O2S B1 S2)將會輸出正常電壓。如果HO2傳感器顯示為正常反應,但A/F傳感器電壓仍保持在小于3.3V或大于3.3V,則A/F傳感器存在故障。

當判定混合氣濃的時候,應考慮引起燃油系統(tǒng)噴油量增大,或者連續(xù)噴油的因素,主要有各傳感器范圍/性能問題;與傳感器系統(tǒng)的地線接觸不良;噴油器滴漏等。

當判定混合氣稀的時候,應考慮引起燃油系統(tǒng)噴油量減少的因素,主要有各傳感器范圍/性能問題;燃油壓力低;與噴油器系統(tǒng)的地線接觸不良;氧傳感器系統(tǒng)故障(信號顯示混合氣濃);由于積炭,燃油被吸收等。

本田雅閣2.4L轎車的K24A8發(fā)動機上裝的是四線型A/F傳感器。這種A/F傳感器的插接器處有四個接線頭,其主要用于直列四缸發(fā)動機的本田車,從外觀上看與氧傳感器基本沒有變化,因此比較難以區(qū)分。

四線型A/F傳感器前端部分的構造如圖1-63所示,在氧化鋯元件與加熱器之間設有一個排出氣體不能進入的大氣檢測室;氧化鋯元件與擴散層之間有一個排氣檢測室,這是為了限制擴散層通過的排氣量;而在氧化鋯元件的大氣側(cè)與排氣側(cè)各有一個白金電極。

與氧傳感器的主要不同就是擴散層,還有就是在兩個電極上加載了電壓。A/F就是通過流過電極間的電流值來進行判斷的。

圖1-63 本田四線型A/F傳感器

這個電流值如圖1-64所示,濃度高時為正值,濃度低時為負值。端子線共有4根,分別是氧化鋯元件兩個電極上的2根,以及加熱器正負極的2根。

進入排氣檢測室的排出氣體,被擴散層控制在一定量,因此,對氧化鋯元件加載電壓,當濃度低時將排氣檢測室的氧氣吸到大氣檢測室,而在濃度高時從大氣檢測室吸入到排氣檢測室內(nèi),這樣就可以用排氣檢測室內(nèi)的A/F來得到理論空燃比。為了使排氣檢測室內(nèi)保持理論空燃比,加載電壓后使氧氣移動時,與排氣A/F相對應的氧氣就會通過氧化鋯元件。由于通過AFS+與AFS-間的電流值與其氧氣量是成比例的,因此通過測定電流,就可以得到此時排氣的A/F。

圖1-64 本田四線型A/F傳感器輸出特性

A/F傳感器是一個檢測電流值的傳感器。由于電流值的直接檢測會使ECM/PCM或是傳感器產(chǎn)生故障,因此直接測電流比較困難。在這里說明一下如何檢測電壓。這種類型的A/F傳感器在工作時,AFS+與SG(信號地線)之間的電壓常常是2.2V的附近值。實測一臺K24A8發(fā)動機,在發(fā)動機運轉(zhuǎn)時,AFS+與搭鐵之間的電壓為2.23V,AFS-與搭鐵之間的電壓為1.78V。

ECM/PCM如果要變更AFS值的話,就要控制流過氧化鋯元件的氧氣量。

AFS+與AFS-之間的電壓在理論空燃比時輸出為0.45V,濃度高時會稍低(0.4V等),濃度低時則會稍高一點(0.5V)。但是,實際上為了取得電流值而使用的電壓值,有可能會由于老化而出現(xiàn)變動,因此有可能出現(xiàn)與上述不同的數(shù)值,這一點需要注意。

四線型A/F傳感器的工作情況如圖1-65所示。

圖1-65 本田四線型A/F傳感器的工作原理

當混合氣濃度高時,氧化鋯元件會產(chǎn)生電動勢,從而對A向加載電壓。對與此相反方向的B則是由ECM/PCM來稍加電壓,形成電動勢大,且朝向A的加壓狀態(tài),所以氧氣由大氣側(cè)向排氣側(cè)(A′)移動。另外,由于從擴散層進入的排出氣體受到限制,與吸入的氧氣反應,排氣中的HC或CO也受到限制。由于這些作用,排氣檢測室內(nèi)的A/F在達到理論空燃比之前,氧氣就一直在移動。因此,氧化鋯元件中是只流過為達到理論空燃比所必要的氧氣,這時通過檢測電流就可以得到排氣中的空燃比。

當混合氣濃度低時,由于氧化鋯元件不會產(chǎn)生電動勢,根據(jù)ECM/PCM對B向加載的電壓,使氧氣由排氣側(cè)向大氣側(cè)(B′)移動,強制性地使排氣檢測室的A/F達到理論空燃比。氧化鋯元件在特性上,不能使排氣檢測室內(nèi)比理論空燃比的濃度高,即使再加大加載電壓流過的電流也不會增加(增加是指向A方向流動的氧氣)。這個電流稱為極限電流,測定出這個時候的電流值就可以得到A/F。

實際上電流值不能直接用ECM/PCM來測量,要利用并聯(lián)電阻來變換為電壓,再將此電壓增幅以及經(jīng)AD變換來測定。

為判斷當前的空燃比是否正確,在讀取數(shù)據(jù)流時同時用廢氣分析儀檢測汽車尾氣排放不失為一種好的方法。對汽車尾氣排放進行檢測時,對于裝有三元催化轉(zhuǎn)化器的車輛,一般發(fā)動機怠速運轉(zhuǎn)時CO的排放應低于0.3%,HC的排放應低于100×10-6;當發(fā)動機轉(zhuǎn)速在2500r/min時,CO的排放應低于0.2%,HC的排放應低于50×10-6～70×10-6。O2的排放為1.0%～2.0%,CO2的排放為13.8%～15%。NOx的排放約為50×10-6～80×10-6,怠速時為20×10-6或更低。注意測量時二次空氣噴射系統(tǒng)應不工作。

然而,有些時候,怠速不穩(wěn)僅是有時出現(xiàn)一下,也就是說故障是間歇出現(xiàn)的。這時在讀取故障碼的同時查看一下定格數(shù)據(jù),也許能幫助維修員迅速地縮小故障范圍。如一輛本田雅閣2.4L轎車出現(xiàn)了有時怠速抖動的現(xiàn)象,讀得的故障碼為48-17:HO2S(A/F SENSOR)S1 AFS- LINE VOLTAGE LOW,即為加熱型氧(空燃比)傳感器AFS-線電壓過低。進入讀取定格數(shù)據(jù)界面,并通過點擊打印功能,打印成的圖表如圖1-66所示。

圖1-66 打印出來的定格數(shù)據(jù)

定格數(shù)據(jù)顯示,AF SENSOR為-1mA,AF LAMBDA為1.81,F INJECTOR為4.10ms,這表示故障發(fā)生時發(fā)動機的空燃比傳感器信號電流為-1mA,空燃比為1.81,噴油脈寬為4.10ms。在空燃比傳感器正常的情況下如果AF SENSOR電流為負值(-1mA),說明混合氣過稀。當發(fā)動機完全正常,熱車怠速進入閉環(huán)控制狀態(tài)后,空燃比應約為1,空燃比傳感器信號電流應約為0mA,噴油脈寬為2.8ms左右。從上述定格數(shù)據(jù)上看,說明空燃比傳感器正向ECU傳送混合氣過稀的信號,ECU已增大噴油脈寬?，F(xiàn)在關鍵的問題就是區(qū)分故障發(fā)生時,混合氣是否是真的過稀。如果空燃比傳感器信號正確,那么說明空燃比過大(混合氣過稀);如果因某一原因?qū)е驴杖急葌鞲衅鱾魉偷男盘栧e誤,那么可能混合氣并不過稀。經(jīng)尾氣分析儀檢測故障出現(xiàn)時的尾氣排放,HC和CO讀數(shù)過高,說明混合氣過濃狀態(tài)。這就說明發(fā)動機抖動并不是混合氣過稀導致的,而是ECM在接收到空燃比傳感器傳送的錯誤的過稀信號后迅速加濃混合氣導致怠速運轉(zhuǎn)粗暴。檢查空燃比傳感器線路,查得此車故障為空燃比傳感器AFS-線絕緣材料磨破有時搭鐵所致。

(11)發(fā)動機平衡軸 在直列4缸發(fā)動機內(nèi),1號和4號氣缸、2號和3號氣缸的曲軸轉(zhuǎn)角相隔180°。因此,前兩個氣缸的活塞和連桿的慣性力與后兩個氣缸的慣性力幾乎互相抵消。但是,由于活塞達到其最高速度時的位置位于從行程中心指向上止點處,即位于上半行程中,如圖1-67所示,這樣,活塞在上止點換向時的減速度比在下止點時的大,因此活塞產(chǎn)生的向上的慣性力大于向下的慣性力。曲軸每轉(zhuǎn)一圈產(chǎn)生兩次不平衡的二次慣性力,如圖1-68所示。

直列4缸發(fā)動機的二次振動可以通過兩根具有配重的平衡軸來消除。兩根平衡軸以曲軸轉(zhuǎn)速的兩倍旋轉(zhuǎn)并產(chǎn)生反方向的慣性力以抵消不平衡的二次慣性力。此外,平衡軸實際上由反向旋轉(zhuǎn)的兩根軸組成,以抵消平衡軸自身產(chǎn)生的慣性力,如圖1-69所示。

圖1-67 活塞的最高速度位置位于上半行程

圖1-68 直列4缸產(chǎn)生的慣性力

圖1-69 平衡軸在各曲軸轉(zhuǎn)角的質(zhì)量方向

圖1-70為豐田漢蘭達1AR-FE發(fā)動機的平衡軸結構圖,曲軸直接驅(qū)動1號平衡軸,從動側(cè)采用樹脂齒輪以抑制噪聲和減輕質(zhì)量。

具有平衡軸的發(fā)動機轉(zhuǎn)動非常平穩(wěn),但平衡軸的正時必須絕對準確。在安裝平衡軸時,必須保證其安裝正時。

(12)可變配氣正時機構 現(xiàn)在很多發(fā)動機上帶有可變配氣正時機構,如奔馳111發(fā)動機、較新款的寶馬等,它們通常具有一個電磁閥,如果機油太臟等原因可能引起電磁閥卡滯,造成怠速抖動。當懷疑其卡滯時,可在電磁閥上輕輕敲擊,這樣有可能使它回位。發(fā)動機怠速時,直接通電給這個凸輪軸正時調(diào)整電磁閥,此時發(fā)生怠速抖動,說明系統(tǒng)正常。具體結構原理請參見“動力不足故障的診斷”。

圖1-70 豐田漢蘭達1AR-FE發(fā)動機的平衡軸結構圖