传感器脉宽 案例:长城哈弗H6故障两例
案例:长城哈弗H6故障两例
案例一:长城哈弗H6发动机怠速不稳、排气管烧红
故障现象
一辆哈弗H6因发生事故导致发动机损坏,修理厂从另一辆事故车上拆下发动机为车主更换,维修完毕后出现怠速不稳、排气管烧红、起步及低速行驶中( 转速在1500 ~2000r/min) 有明显窜车现象。
故障诊断与排除
接车后首先确认故障现象,并进行分析。排气管烧红现象多为某种原因(燃油质量差、点火线圈或火花塞故障导致失火、喷油器卡滞导致燃油过浓等等) 使燃油在排气管中燃烧,俗称 “后燃”。因此重点检查点火线圈、火花塞和喷油器,但检查发现均无异常。
使用X-431PAD诊断仪读取发动机系统,无历史故障码,热车怠速状态下与正常车对比动态数据流:故障发动机“相对负荷”为78%( 正常车为20% 左右);“一缸点火提前角”为-36Grad kW( 正常车为3 ~ 10 Grad kW) ;“平均喷油脉宽”为 5.8 ~7.5ms( 正常车为2.7~3.2ms)。结合数据流中的异常信号,初步怀疑发动机正时系统异常导致点火正时错乱。拆下正时罩盖, 确认正时机构装配无异常,但发现此发动机并非原厂装配状态,VVT相位器有拆装过的痕迹。
拆检VVT 相位器后,发现内转子外缘端的密封片/ 弹簧片安装位置有3 个方向装反( 图1),密封片/弹簧片装反后导致机油无法密封,提前室与延迟室贯通,造成两个油压室无法建立油压差,怠速工况下进气凸轮轴位置无法正常保持在最大延迟角度,进气门提前打开。因发动机ECU接收到错误信号(进气凸轮轴信号盘位置、进气温度、压力信号等),发动机ECU误认为发动机处于低速大负荷工况,发动机燃烧出现异常,为平衡此异常工况,ECU控制并推迟一缸点火提前角,进而出现发动机滞后燃烧及排气管烧红的异常现象。重新装配相位器后故障排除。
图1 VVT相位器
案例二:长城哈弗H6高速行驶有顿车现象
故障现象
一辆长城哈弗H6,车辆五挡行驶车速在110km/h时,明显可以感觉到动力突然消失,同时增压器工作的声音消失,间隔几秒钟后恢复动力,如此往复。使用低挡位进行路试,发现发动机转速达到3 000r/min左右时,也会出现同样的故障。
故障诊断与排除
接车后使用检测仪读取故障码,故障码为:P0234,增压压力过高。在车辆路试时使用检测仪对增压器(图2)数据流进行查看,发现故障出现时进气压力从200kPa 左右迅速下降至100kPa 左右。将万用表打到欧姆档, 测量增压压力控制阀电阻为24Ω 左右(正常阻值为24±2Ω),排除增压压力控制阀故障。
图2 车辆涡轮增压器
检查进气旁通阀及相关连接管路未发现堵塞现象。怀疑增压器泄压机构出现异常,导致增压器不能正常泄压,检查废气旁通阀推杆并无卡滞现象。
对增压压力控制阀的连接管路进行仔细检查,退掉连接管路外部的防护层,发现胶管上有一个针眼大的小孔( 图3), 更换此连接管后试车,故障彻底排除。
图3 连接管路上有针孔
维修小结
若增压压力控制阀与稳压器连接管路处破裂,直接导致废气阀门不能按照要求正常打开进行泄压,增压压力不断升高。当发动机燃烧后废气压力克服废气阀门开启阻力时,废气阀门瞬间开启进行泄压,发动机动力下降,废气压力变小,此时阀门关闭,发动机重新恢复动力,因此车辆在急加速行驶过程中会出现瞬间动力下降的情况。
ECU 连续3 个驾驶循环( 启动成功后5 秒算1 个驾驶循环) 均检测到增压压力过高,点亮MIL 灯;连续3 个驾驶循环均检测到故障已修复,熄灭MIL灯;连续无故障40 次暖机循环后故障删除。
第一篇文章作者的维修过程,包括前面分析的发动机怠速不稳、排气管烧红的原因推测均没有问题,但作者在发现发动机VVT装置内部安装不正确后所做的分析,我认为存在极大的不妥。我们先看作者所述“因发动机ECU接收到错误信号(进气凸轮轴信号盘位置、进气温度、压力信号等),发动机ECU误认为发动机处于低速大负荷工况,发动机燃烧出现异常,为平衡此异常工况,ECU控制并推迟一缸点火提前角,进而出现发动机滞后燃烧及排气管烧红的异常现象”,这其中作者谈到ECU接收到错误信号,这肯定是没有问题的,因为VVT装置内部的安装错误,导致其无法使凸轮轴在怠速时保持在最大延迟状态,此时凸轮轴的位置应该是处于向提前的方向移动,电脑接收到的信号,肯定是凸轮轴的位置处于提前的位置信号。但发动机怠速不稳、排气管烧红是因为发动机电脑接收到几个错误的信号就会如此吗?答案显然是否定的,发动机电脑现在都带有判断曲轴与凸轮轴位置信号的功能,即使出现凸轮轴传感器位置信号偏差,也不会导致排气管烧红的,至少从理论上作者解释的不够令人信服。
真正的原因我想应该是这样的:由于VVT装置的机械故障,导致凸轮轴向提前方向移动,进气门提前打开(发动机结构先按照单进气VVT系统分析)。大家知道,在怠速时进气门提前打开的时刻过早的话,将导致发动机进排气门重叠角过大,进气歧管压力降低,这直接影响发动机怠速时的稳定性,严重时发动机会由于混合汽稀释太多导致熄火。发动机电脑为了防止发动机熄火,不得不提高进气量来平衡发动机怠速的转速,而此时由于燃烧效率不高,进入汽缸的混合汽(参杂有大量废气)做的功也不高,从数据流上会显示较大的发动机负荷信号,由于进气量大,所以喷油器的燃油喷射时间也随之升高(平均喷油脉宽为5.8~7.5ms)。作者没有列出此时的节气门开度信号,但可以确定的是:此时的节气门开度一定远远大于正常怠速时的开度,否则就无法补偿发动机怠速转速的下降量。
由于在怠速时有大量的混合汽进入汽缸,并且其燃烧速度远低于正常速度,这导致燃烧会一直持续到排气阶段,造成排气温度过高。再加上混合汽稀释导致进气歧管压力的降低,电脑会误认为发动机处于大负荷状况,一是继续增加喷油量、二是推迟点火时刻,这进一步使得后燃的几率上升,从而造成排气管烧红。
第二篇是关于涡轮增压器故障的文章,作者的整个诊断思路应该说是非常正确的,对于故障的机理分析的也比较到位透彻,这里也不再赘述。
了解发动机八大传感器,看懂了你也是老师傅
发动机告别化油器之后电控系统大显身手,电控系统控制精度更高,发动机工作更稳定效率也更高,排放也更洁净。而电控系统则离不开传感器,各种传感器就是眼睛、鼻子,用来感知发动机各种数据,电脑根据数据控制发动机工作。
因此,传感器出故障后,电脑就成了瞎子、聋子,自然也就无法正常工作,发动机也会出现各种故障。
发动机电控系统组成
发动机运行离不开空气,空气与汽油混合后得到易燃的混合气。但是混合气与空气的比例是有要求的,过浓过稀都不行。怎么控制呢?这就离不开空气流量计, 一个用来测量进气量的传感器。电脑根据空气流量计回传数据来控制喷油量也就控制了混合气浓度,使空燃比维持在14.7:1附近。
空气温度传感器
除了流量计之外还有空气温度传感器 。空气温度传感器顾名思义就是测量空气温度的,空气密度与温度有关系,因此精细控制时不仅要采集空气流量还要感知空气温度,以便电脑根据温度修正喷油量。
与空气有关都还有一个进气压力传感器。 进气压力传感器位于节气门后方,用来检测进气歧管内绝对压力。发动机转速高低与负荷大小检会影响进气歧管绝对压力,电脑根据压力信号控制基本喷油量的大小。
进气压力传感器
发动机工作同样离不开冷却液,检测冷却液温度自然离不开水温传感器。 水温传感器比较容易理解:测量检测水温温度,控制散热风扇运转、电脑根据水温信号控制喷油量,修正喷油量。
实物图如下:
水温传感器
控制尾气排放标准离不开氧传感器 。氧传感器安装在排气管上,一般车型都带有两个传感器,前后方各一个。氧传感器检测尾气中氧气含量从而推断出燃烧室内空燃比,发出负反馈信号给电脑修正喷油脉宽,把空燃比维持在理论值附近,让尾气排放更洁净。
氧传感器
除了温度、空气传感器用来检测机外条件外,发动机工作时还需要对运动部件检测。例如检查曲轴位置、凸轮轴位置、节气门位置等。根据曲轴位置传感器 感知曲轴转角,确定活塞在气缸中位置来确定喷油时间与点火正时。
曲轴位置传感器
凸轮轴传感器 则是 用来采集感知配气凸轮轴位置信号,电脑根据凸轮轴位置传感器信号可以识别确定某一缸活塞上止点 ,根据此信号来确定喷油顺序,点火时刻,还可以抑制爆燃。
凸轮轴位置传感器
节气门位置传感器 用来检测节气门开度,传感器与节气门轴联动。这个传感器用来告知电脑节气门真实开度,开度信号有什么用呢?电脑可以感知发动机当前工况,例如急加速、怠速、起步加速、减速等工况,根据工况发出相应的指令来控制发动机,甚至控制变速箱换挡。
节气门位置传感器
当然发动机还有其他传感器存在,例如爆震传感器 用来感知发动机爆震,电脑根据爆震传感器信号控制点火提前角来抑制爆震。
爆震传感器
总之电控发动机工作需要众多传感器配合,传感器就是发动机控制电脑感知器官,也是电脑的眼睛、鼻子,把发动机当前工况传递给电脑,电脑根据内置程序控制各种执行器工作,保证发动机工作正常,尾气排放达标。一旦传感器出故障,电脑也就无法正确指挥执行器工作,发动机也会出现各种问题。
前几天一辆老款H6来修配厂咨询,问题现象是冷车不好启动。在别的修配厂更换了火花塞、汽油泵,机油,又在汽车电器那换了新电瓶,换了新起动机,症状稍有改善但是冷启动仍然吃力,温度低于-15摄氏度就需要外加电瓶启动。征得车主同意后把车辆停放在修配厂户外,次日早上启动发现发动机转速正常,启动有力,就是不着车。
拆火花塞发现系统有供油,跳火也正常,听声音缸压也正常。怀疑电脑稳定性变差,于是拆下电脑到室内,温度上升后装回汽车仍然无法启动。在一边想了一会,与低温有关系的影响车辆启动的只有水温传感器,数据不正常会导致喷油量过大,因为电脑会认为当前环境温度过低,结果过大喷油量直接淹缸。但是拆火花塞发现并没有发现淹死,接下来怀疑的就是曲轴位置传感器不稳定,因为用户说车子启动后一切正常。直接更换曲轴位置传感器后冷启动一次就可以着车,故障排除。
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