电喷发动机怠速游车故障分析与检测.doc

电喷发动机怠速游车故障分析与检测怠速游车现象是怠速工况的一种常见故障，它与怠速不稳和怠速抖动有着根本的区别。怠速抖动一般为汽缸混合气燃烧作功不 平衡( 如缺缸) 或混合气过稀、过浓，混合气质量变差 (如尾气渗入) ，燃烧不完全，特别是在转速较低时易造成怠速抖动。而游车现象是一种有规律的转速忽高忽低故障。游车现象细分有两种: 一种为小范围的转速变化； 另一种为大范围的转速变化。虽然它们的故障现象较相似，但它们所发生的根本原因却有着质的差别。 前者所导致的原因较为复杂，其所发生的故障点也较为繁多，追其根本是由于外界的原因造成执行器在不断地反复调节所致，而后者发生的根本原因是断油控 制的结果所致，请参阅以下几个实例。例一 一辆雪佛兰子弹头，单点喷射(3.1L)发动机，怠速转速在700900r/min之间很有节拍的往复运转，加速时一切正常。故障诊断: 先后检测了 怠速信号、怠速阀执行器、节气门位置传感器，未发现异常，又清洗了怠速阀及节气门，检测进气压力传感器信号时，发现信号值不稳定。于是用真空表进行进气歧管真空度的测量，怠速下真空度在4755kPa之间有规律的变化，正常时其真空度是一 个较稳定的数值，一般应在5666kPa之间。为何此车的真空会出现有规律的变化，而且数值较正常值偏低，是否有漏气现象呢?于是认真检查了各真空软管，未有漏气现象。在用化油器清洗剂检查各接口密封处时，发现节气门底座密封不严。当用清洗剂喷涂此座时有小气泡产生，同时游车现象突然消失，怠速在800r/min左右波动。故障点找到了，却给我们留下一个疑问。在以往的工作中，处理真空漏气的故障常有发生，但漏气所造成的结果大都是怠速过高，为什么此车会游车呢?是否还有进气调节问题呢?根据这一思路又检查了怠速控制阀，果然怠速控制阀体及怠速气道孔脏堵较重，清洗后，怠速稳定，故障彻底排除。为了验证游车现象的根本原因，又做了如下试验。在不更换节气门座密封垫的状况下，由于清洗过节气门及怠速控制阀，发动机转速在1000r/min，有些高。怠速偏高，从而说明怠速游车与漏气和调节有关。故障总结：由于真空低，压力传感器信号增大，此时混合气量增加，而导致怠速转速上升。电控单元为了维持目标转速必然指令怠速控制阀关闭其开量，来阻止转速的提升，但由于怠速控制阀过脏，动作迟滞，在 转速提升不太高时，其控制电流变化较小，不足以使怠 速阀克服脏的阻力而动作；当转速提升较大时，其控制电流也变化较大，方能使怠速控制阀动作，而此时较大电流往往使怠速控制阀超量动作，关闭过量，转速开始下降。当下降较小时，怠速控制阀不动作，只有过大的转速变化，怠速阀才重新开大。由于怠速的动作不灵敏，只有较大电流时做超量调节，所以造成怠速进气量忽大忽小，从而使发动机转 速忽高忽低游车。例二 一辆桑塔纳 2000GSi (时代超人)，因怠速游车来 修理厂检修。故障诊断：首先用故障 诊断仪读取怠速工况下的数据：1.转速在8001000r/min 上下波动；2.节气门开度在35之间不断变化(标准为25);3.空气流量在35g/s之间不断变化(标准为25g/s);4.喷油时间在23ms之间不断变化(标准为 22.5ms)。4组数据是相关数据，它们的同步变化是正常的。但数据在不断变化，说明怠速下的进气量在不断的调节。节气门开度过大，说明进气受阻，节气门过脏或空气滤清器过脏。节气门开度频繁变化，说明怠速电机在不断的工作调节。故障诊断：通过数据流及故障现象的分析，是节气门体过脏。于是拆下节气门体，发现油泥过厚，在节气门翻板边缘处有一道23mm 的小山状脏物。彻底清洗后，游车现象消失，但转速升高至1000r/min 以上， 居高不下，经重新设定后，故障彻底排除。故障总结：直动式怠速控制形式在我国大众系列的车型中普遍采用，它的特点是取消了怠速旁通气道，怠速工况的进气量控制直接由 电机推动节气门翻板的形式来控制怠速工况的进气量，同时可以完成怠速的稳速及提速控制。当加速时节气门的开度完全由节气门拉线控制作用。由于主气道易受空气中的灰尘及油质的影响，形成油泥粘贴在主气道的管道上，正常怠速时的进气受到阻碍，进气量减少导致转速下降。电控单元为了控制怠速转速，将不断指令怠速电机开大节气门的角度，当油泥堆积过厚时，将形成一个死区，即节气门有开度而无进气流的区段。当节气门翻板再有一个较小的增量来越过死区时，会突然有一个较大的进气流通过，已不再是线性的缓慢的进气控制。这种进气量的突变，造成怠速转速突然升高，电控单元便指令电机关小进气量。当节气门翻板刚刚进入死区时，进气量又突然变得很小，转速又下滑，电机又开大节气门，由于进气控制不是线性控制，而是突变控制，这样必然造成怠速电机往返在开、关状态下，进气量也是 在忽大忽小的变化中，怠速转速必然忽高忽低，形成有规律的游车现象。这种游车故障在直动式的车型中极易发生。例三 一辆帕萨特B5(1.8L)，因怠速游车来厂检修。 故障诊断：试车中发现此车怠速不稳，抖动。再细心观察，转速在850900r/min之间波动，且波动的时间较长。据车主介绍，此车怠速不稳、耗油大，在一家修理厂曾更换过空气流量计，清洗过节气门和喷油器，故障现象好转，但怠速始终不稳。接车后，做了常规检查，油压、缸压、正时、火花等均工作正常，检测真空度55kPa，也正常。用诊断仪检测无故障，读取数据流发现氧传感器变化缓慢，喷油脉宽在2.5ms上下变化，转速也随之上下缓慢变化，其他各数据均在标准范围之内。特别注意观察节气门的开度，始终为4，没有变化，从而排除进气量调节不当的原因。从数据流中所发现的问题可以肯定，氧传感器信号变化缓慢(标准变化频率为10s左右变化大于 8 次)是氧传感器失效的特征。首先取下氧传感器检查，为棕黑色，的确失效。更换后，试车，游车现象消失。重新读取数据流，转速稳定在850r/min，喷油脉宽为2.2ms，氧传感器信号变化频率大约1次/s， 一切正常。故障总结：怠速游车现象是一种较常见的故障，但它所发生的原因及部位却让人较难判断。无论何种原因，其根本是燃烧作功在有规律的变化，这种燃烧作功的变化一般为混合气的量值忽大忽小，另一种为混合气的浓度在不断忽浓忽稀，此车的游车正是混合气浓度随着氧传感器信号在改变。正常情况下，氧传感器在不断的监测当前发动机燃烧状况，随时报告尾气中的氧含量，也就是混合气的浓度，当信号高于0.5V时，报告的是浓混合气，电控单元立刻减小喷油量，而后氧传感器测到0.5V以下时，又报告的是稀混合气，电控单元又立刻增大喷油量。经过氧传感器信号的不断变化，喷油控制也在不断地调节，从而使混合气的浓度始终为一个标准的动态的平衡。如若氧传感器反应迟钝，只有较大的浓度变化或较长时间才正确反映浓度状况，电控单元对喷油控制调节一样显得迟缓，调节的量值将超出标准范围。较浓时，动力较强，转速较高；较稀时，动力较弱，转速较低，这样便会产生游车现象，不过这种游车波动不会很大。例四 一辆本田雅阁(2.2L)，F22B4发动机，怠速游车严重，来修理厂检修。故障诊断：试车中发现，怠速转速过高，并且大幅度有规律的上下波动(15002000r/min)，当加速时，一切正常，游车现象消失。从故障现象及试车情况看，此车为怠速控制故障。首先用诊断仪读取故障码，无故障码存储。继续读取数据流，怠速下，转速在15002000r/min之间波动，节气门位置信号为0.5V，进气压力传感器信号为1.4V，喷油脉宽在02.5ms之间 变化。从以上几个数据可以看出，发动机转速大幅度变化是喷油控制的变化而引起。为什么在怠速下喷油脉宽会为零呢？这是一种断油控制。那么，哪些情况和条件会使电控单元出现断油控制呢?我们为了确认有断油现象，拔下一个喷油器插头，接入一个发光二极管试灯( 注意应串联一个 100 1000电阻)。启动后，明显看到试灯有规律地闪闪停停，与喷油脉宽数据变化一致，从而可以确定电控单元正在进行断油控制。现在的电喷发动机均具有断油控制功能，一般情况有三种 工况: 超转速达到发动机转速极限时。超车速达到最高车速时。减速时从加速工况突 然松开加速踏板时。很明显，怠速游车不会是前两种状况，应该为减速工况，怠速工况与减速工况有关系吗?可以肯定地说，的确有关系，而且与怠速控制有着直接的关系，我们从两个方 面来分析：1.减速断油的目的：当从加速工况突然松开加速踏板时，为了使车辆滑行达到省油和减少污染，所以此时断油使发动机不再燃烧。2.减速断油的条件：当松开加速踏板时，节气门处于全关状态，也就是在怠速工况下松开加速踏板时，发动机转速较高，超出怠速转 速控制极限。电控单元就是根据这两个因素来判定是否断油。其条件：怠速开关闭合( 怠速工况) 。大于2000r/min(电喷车怠速控 制极限) ，当转速下降到1500r/min时供油(防止下降过大而熄火)。通过以上的检测与分析，我们不难看出，此车的游车现象正是由于在怠速工况下怠速升高， 超出了 2000r/min 这个极限，从而符合断油的两个条件，导致断油控制性游车。在这里游车只是一种故障现象，而故障的实质却是怠速转速过高。那么怠速过高的原因又何在呢? 通过分析认为，对于 D型喷射系统轿车而言，漏气是最主要原因，应首先检查 漏气的两个方面：外漏，指节气门体各真空管以及进气歧管各部位密封处或外伤。内漏，指主气道、节气门 关闭不严或旁通气道、怠速控制阀和怠速螺钉控制不良。故障诊断: 为了确认是否漏气或漏气程度，首先用真空来测量歧管内的真空度，结果为 41kPa(标准为5168kPa)。再核对真空电压对照表：41kPa，电压信号为1.5V，与读数据流的压力传感器信号基本相符。真空度过低，证明漏气较严重，检查各真空管，无问题， 用化油器清洗剂喷涂相关部位时，发现节气门体与歧管密封不严。当喷涂此部位时，游车现象突然消失，转速也正常了，这是清洗液堵住了漏气的结果，经处理后，故障排除。在此应说明两点： D 型喷射系统轿车漏气较小时，怠速正常；较大时，怠速偏高; 过大时，怠速游车。断油转速条件因车而异，以资料为准。 例五 一辆奥迪 100(2.2E)5缸K型喷射发动机，因怠速不稳来修理厂检修。 故障诊断：试车中发现发动机抖动，并且游车现象明显，发动机转速有规律的在12001400r/min之间上下波动，是怠速控制出了问题，还是断油功能在起作用呢?故障诊断：K型机械喷射的发动机，喷油器的开启是由油压大小来决定，一般开启油压在 300350kPa。由于不是电控喷油器，故无法用试灯的方法判别喷油器是否在断油。于是还是从怠速控制查起。1.首先拔下怠速开关插头( 位于进气软管附近上方)，准备测量怠速开关状态，然而拔下插头的同时，怠速游车现象消失，此时的发动机转速升至1600r/min。检查怠速开关，正常，从这一现象可以确认，怠速开关信号在起着关键作用。2. 拔下怠速控制阀插头，故障依然存在，调节怠速螺钉无效。拆下怠速控制阀检查，发现油泥较重，清洗后装复。测其电阻正常， 测量怠速控制阀工作电流为400mA，说明怠速控制阀已工作，并在低位开量。3.检查真空度，偏低，却未发现漏气部位，但检查中却发现一种异常现象，真空表针在大幅度上下摆动，真空度不稳定。我们在以往 的检查中真空表针指示过低，有漏气的可能；表针抖动，说明燃烧作功不平衡 (如缺缸)。还未见过这样大幅度摆动，好像是进气有意在控制，从怠速控制阀工作电流保持 400mA不变化，说明进气量的变化不是怠速控制阀控制所引起，是否为减速断油阀在控制呢?4.拔下减速断油控制阀插头( 与怠速开关插头并排)，游车现象突然消失，怠速转速升至1600r/min。从以上的试验检测及故障分析，问题一下明朗化，此车的游车现象是减速断油功能引起的，其故障实质是怠速过高(1600r/min)。故障实质确定以后，重点还是检查漏气问题：外漏部位全部仔细检查，无外漏。重新拆下怠速控制阀，插上插头，打开点火开关，怠速控制阀有振动感，但阀芯却不动作，已卡死，更换怠速控制阀，故障消失。重新调节怠速螺钉，使怠速控制阀工作电流为 430mA，怠速工作稳定。故障总结：通过这辆车的检修过程，使我们又增加了许多知识和积累了许多经验。在这里更值得一提的是，现代轿车大都装有减速断油控制功能，目的只有一个，那就是考虑它的燃油经济性和排放污染性。电子喷射和机械喷射的两种车型在此结构上、控制上、条件上有着相同处，也有不同处。1.相同之处：它们同是控制喷油器断油。断油功能启动条件均是由怠速信号和转速信号所决定。2.不同之处：电子喷射车