汽修案例：新福克斯报触媒系统效率低于临界值故障

故障车型：

2014款新福克斯，搭载1.6LSigma发动机和DPS6干式双离合器自动变速器

行驶里程：1656km。

故障现象：

车子在行驶中发动机故障灯常亮（如图1所示）。

图1 仪表显示情况

故障诊断：首先启动车子，发动机故障灯常亮，故障确实存在。用福特专用诊断仪IDS读取故障码为：P0430，触媒系统效率低于临界值（第2排）

由故障码的含义分析可知，造成发动机故障灯点亮的原因有以下几种可能：

（1）三元催化器系统本身效率低于临界值；

（2）氧传感器故障（氧传感不能真实反映废气中氧的浓度）；

（3）氧传感器到发动机控制单元板PCM的线路故障；

（4）发动机控制单元板PCM 故障。

三元催化转换器是安装在汽车排气系统中最重要的机外净化装置，它可以将汽车排出的CO、HC、NOx 等有害气体通过氧化和还原作用转变为无害的二氧化碳、水和氮气。当高温的汽车尾气通过净化装置时，三元催化器中的净化剂将增强CO、HC 和NOx 三种气体的活性，促使其进行一定的氧化- 还原化学反应，其中CO 在高温下氧化成为无色、无毒的二氧化碳气体；HC 化合物在高温下氧化成水和二氧化碳；NOx 还原成氮气和氧气。三种有害气体变成无害气体，使汽车尾气得以净化。现在许多发动机燃油反馈控制系统中，都安装了两个氧传感器，分别装在TWC 的反应前、后端，这种结构在装有OBD- Ⅱ代系统的汽车上，可以有效地监测TWC 的性能。OBD- Ⅱ诊断系统改进了TWC 的随车监视系统，安装在TWC 后端的氧传感器电压的波动要比安装在TWC 前端的氧传感器电压波动小得多，基本维持在0.65 ～ 0.8V左右，呈一条平直的直线。这是因为运行正常的TWC 转化CO 和HC 是需要消耗废气中的氧气的，当TWC 损坏或是中毒后，其转化效率基本丧失，使得TWC 前、后端的氧气浓度基本一致，此时，前、后氧传感器信号的电压波形和波动范围趋于一致，当出现此种情况时就需要更换TWC 总成。

此款发动机配有两个三元催化转换器，即1、2 缸共用一个三元催化转换器，3、4 缸共用一个三元催化转换器，所以此款发动机配有4 个氧传感器（如图3 所示）。

图3 氧传感器位置

为了确认具体的故障部件，用IDS进发动机控制单元板PCM 读取第一排、第二排的前、后氧传感器的数据流波形图（如图4 所示）。

图4 数据流波形图

反复的加、减油门，4 个氧传感器的数据都会发生相应的变化，这说明氧传感器本身和线路都是正常的，而第二排前、后氧传感器信号的电压波形和波动范围趋于一致。由此可以判断出故障的具体部件是第二排的三元催化转化器失效。拆下前、后氧传感器检查并观察三元催化转换器内部，如图5、如图6所示。

图5 氧传感器

从拆下的氧传感器和看到的三元催化转换器内部分析，氧传感器、三元催化转换器呈红褐色，很明显是锰中毒。现在国内的燃油普遍使用羟基锰（MMT）作为抗爆剂，直接造成燃油中锰元素含量大幅增加。锰化合物（MMT）中的锰元素经燃烧后，沉积在发动机火花塞和三元催化转化器内，造成火花塞失火，增加排放，降低发动机机械性能。同时锰元素沉积在催化器上，将导致催化转换器中毒、引起堵塞，起燃特性及稳态转化效率降低或丧失。到此故障原因已经基本查明，是由于车子使用了不达标的燃油引起的三元催化转换器中毒，催化转化效率丧失所致。更换新的三元催化转换器，读取氧传感器数据流，如图7 所示。从数据流可看出后排氧传感器的电压值基本维持在0.65 ～ 0.68V之间，呈一条直线状态，故障彻底排除。

图7 正常的数据流波形图

故障总结：

三元催化转换器中的催化剂对硫、铅、锰、磷、锌等元素非常敏感，硫、铅和锰来自于汽油，磷和锌来自于润滑油，这五种物质及它们在发动机中燃烧后形成氧化物颗粒易被吸附在催化剂的表面，使催化剂无法与废气接触，当达到一定量后就会引起催化转化效率降低或丧失，即所谓的“中毒”现象。看三元催化器，其表面有明显粉末，特别是靠发动机端，颜色不一定（油品仅是锰过高形成的锰中毒为褐色，但是也有硫中毒形成的黑色，硅化物形成的白色等）。一般情况下，因为中毒形成的粉末，会影响气流的通畅性，然后三元催化温度会升高，温度到达一定程度后（1200°左右，非发动机等正常工作温度），催化剂载体会破裂，慢慢就烧结了，气流更不通畅……恶性循环下去最终造成三元催化失效。TWC通常的使用寿命为8万千米左右。当车主使用的燃油不达标，极易引起TWC装置的中毒、胶化、堵塞、功能失效等，从而引起发动机的加速不良、怠速不稳、不易发动等，所以车主一定要使用达标的燃油。

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案例：长安福特福克斯氧传感器中毒（原创案例转载请注明出处）

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故障现象

一辆2012款长安福特公司生产的福克斯1.6AT轿车，行驶里程4430km，客户反映发动机故障灯亮，怠速抖动严重，加速不良、油耗增多等现象。

故障诊断与排除

首先验证故障，发动机故障灯点亮，路试中该车故障现象与客户反映一致。用IDS(福特原厂诊断仪)，调取两个故障码：①P2A00，36-EC-PCM(O2电路范围/性能，第1排，传感器1，信号频率过低)；②P2A03，36-EC-PCM(O2电路范围/性能，第2排，传感器1，信号频率过低)。新福克斯排气管布局为4-1-3-2，1与4缸、2与3缸分别用一个排气管(图1)。每个排气管安装前、后两个氧传感器(图2)，传感器1指前氧传感器，传感器2指后氧传感器。第一排指1与4缸排气管，第二排指2与3缸排气管，该排气管设计使排放控制更加精确。

图1 排气管布局

图2 四个氧传感器位置

根据故障码分析，可以认为该车两个前氧传感器存在问题，信号频率过低是指传感器的反馈信号变慢，属于性能故障。随后调取参数记录器，观察两个前氧传感器参数(图3)，截取时间10s内信号分别变化2个周期。

对同款的商品车调取参数记录器(图4)，两个前氧传感器在10s内信号分别变化3个周期以上。

图3 故障车氧传感器波形

图4 正常车氧传感器波形

通过理论分析及波形对比都指向两个前氧传感器工作都不良，我们考虑传感器受油品污染的可能性大，于是拆下两个前氧传感器，看到传感器已经受到油品的严重污染(图5)。

图5 受污染的前氧传感器

根据以往经验：①氧传感器硅中毒，是纯白污染物附着；②氧传感器锰中毒，是棕色物污染附着；③氧传感器铅中毒，是褐色污染物附着。从颜色上判断该车是铅或锰中毒，从而导致发出信号不正常，因此建议客户更换两个前氧传感器，更换后该车报修的故障现象消失。

虽然更换了两个前氧传感器，但还要考虑三元催化器、两个后氧传感器污染情况以及加注的燃油，所以告知客户还可能存有隐患，并在DMS系统的工作单上写清楚，要求客户签字,为后期维修做好准备工作。

维修小结

本次故障是燃油问题导致两个前氧传感器损坏，氧传感器中毒是不可逆的，再换用合格汽油也不能使氧传感器恢复正常。由于该车行驶里程少，客户会产生抱怨情绪，还要向客户讲清楚故障原因。我们在故障诊断中理解故障码的含义，调取波形分析，并调取同款商品车数据对比，避免陷入故障车“两个前传感器波形对称就正常”的误区。

通过拆下故障车的前氧传感器，向客户讲明传感器外观不正常，揭露故障原因真相，让客户心平气和地接受对该车的维修。同时做好纸质维修记录并让客户签字，避免出现客户投诉。此类问题比较常见，我们将这个案例编制培训课件，对店内全体服务、维修人员进行讲解，提高相关人员的话术水平和故障诊断能力。

点评

几乎是新车的福克斯，出现发动机警告灯报警等故障，对于客户来说一般都会动怒，本案例作者妥善处理了这个问题。一是检查技术路线正确，不仅凭借所修车辆的故障码，还凭借该车和商品车的前氧传感器波形对比，确认两个前氧传感器失效，经更换后故障排除。二是故障虽与使用燃油有关，但作者没有生硬告知客户该车故障就是使用原因，而是艺术地讲清故障原因，使客户对车辆本身和售后服务表示满意。可见诊断技术至关重要，“话术”极为关键。

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