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2002年款欧宝欧美佳轿车发动机故障警告灯点亮

  • 2014-05-15
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故障现象:一辆2002年款欧宝欧美佳2.2 L轿车,行驶里程为7万 km,搭载Z22XE型发动机,用户反映发动机故障警告灯点亮。

检查分析:根据该车的故障症状,我们先连接故障诊断仪TECH-2对发动机、变速器系统进行检测,结果只在发动机控制系统发现了故障含义为“混合气过稀”的故障码。根据故障码的提示,我们先后对喷油器、进气道及怠速控制阀进行了免拆清洗。清洗工作完成后,清除故障码试车发现,该车在冷车状态下发动机故障灯不会点亮,但当发动机达到正常工作温度后,只要发动机进入闭环状态约1 min,发动机故障警告灯便会点亮,并出现相同的故障码。

经询问用户该车的维修保养情况得知,该车从未对喷油器、进气道进行过清洗,因此我们怀疑该车因长期未进行积炭清洗,积炭长时间积存固化,从而影响了正常喷油。虽然我们之前进行了免拆清洗操作,但根据该车的具体情况,清洗工作收效甚微,因此我们决定拆下喷油器将其置于超声波喷油器清洗试验台上进行清洗和校验,并用内窥镜观察进气道的积炭。经在试验台上加压检查喷油器的泄漏情况,可以确定喷油器不存在漏油的现象;检查喷油器的雾化状况,有2个喷油器雾化性能良好,另外2个雾化性能较差;测量喷油器的电阻约为13.8 Ω,符合标准12~14 Ω。用超声波清洗后,再次检查喷油器的泄漏、雾化状态及动态电阻都达到标准,对4个喷油器的喷油量进行对比测试,测试结果也正常。用内窥镜检查气门口和进气道发现,在气门头部结有厚厚的一层积炭。

如果想彻底清除气门积炭,最好的办法是拆下缸盖进行人工清理,但这样费用较高,另外,我们也不能完全肯定该车的故障就是积炭所致。一般气门口、进气道积炭多会导致发动机冷起动困难、起动后怠速抖动,热车后怠速抖动减轻,出现加速无力现象等,并不会出现发动机控制单元存储混合气过稀故障码的情况,所以还需要检查其他影响混合气过稀的因素。一般导致发动机混合气偏稀的原因包括,燃油压力异常,燃油品质问题,节气门体后方泄漏,检测空气质量的传感器失准(如空气流量计、进气压力传感器及进气温度传感器),氧传感器自身故障反馈错误,配气正时错位,排气管堵塞,以及发动机控制单元故障等。

图1  氧传感器

图1 氧传感器

我们先在热车状态下对燃油压力进行测试,压力值为245 kPa,测量结果正常。用喷水壶向节气门体、进气道及喷油器密封圈处喷水测试,未发现有泄漏的地方。用免拆清洗喷油器的清洗罐加入自加的汽油进行尝试,故障依然存在。拆下氧传感器,连接排气背压表测量排气压力,压力指针在表的绿色区域内,压力正常。拆下正时盖检查配气正时,正时良好。与其他工况正常的同型号车辆进行对比,发动机控制系统数据流中的空气流量计数据、进气温度数据及水温信号等数据没有明显差异。为确定空气流量计是否存在故障,我们对空气流量计进行了替换,但试车故障依旧。用万用表测量前氧传感器的信号电压,在开环状态下约为440 mV,诊断仪TECH 2上显示的数据约为420 mV,数据基本一致。当发动机控制系统刚进入闭环状态时,氧传感器(图1)的信号电压变化数据在0.1~0.9 V变化,也与TECH 2上显示的数据相符。约1 min后,发动机故障警告灯点亮,此时氧传感器信号电压保持在320 mV不变化,万用表也出现了相同的显示。将发动机熄火后,清除故障码,再次起动发动机观察发现,TECH 2数据清单中有一项短期燃油配平值,当该值达到9后,发动机控制单元就会点亮故障警告灯。查阅相关资料得知,短期燃油配平值是发动机控制单元用来根据氧传感器信号判断混合气状况的。如果氧传感器反馈信号电压过低,发动机控制单元就会增加短期燃油配平值,指令喷油器将接通时间增长,从而实现混合气向浓的方向转变。当该值达到9后,发动机控制单元就会指令故障警告灯点亮,控制程序进入开环状态。

图2  发动机控制单元

图2 发动机控制单元

通过以上分析,说明发动机控制单元已经监测到氧传感器的信号电压较低,认为混合气过稀。但为什么信号电压会偏低呢?测试氧传感器插头到发动机控制单元之间的线束电阻值0.3 Ω,线路正常。检查发动机控制单元的接脚也未发现问题。在发动机熄火状态下打开点火开关,测试传感器的信号线对蓄电池负极的参考电压为450 mV,测试信号线到参考接地的电压为320 mV。它们之间存在着较大的电压差,笔者判断为发动机控制单元(图2)内部的参考电压电路有接触不良的现象。为了验证自己的判断,在参考信号接地的线路上跨接搭铁线到蓄电池负极试车,观察其信号电压变化一直正常,并且短期燃油配平值在发动机怠速工况下为1,路试加大负荷的状态下最大为4,发动机故障警告灯不再点亮。至此,可以判定发动机控制单元损坏。

图3  氧传感器电路图

图3 氧传感器电路图

此时需要更换发动机控制单元,但因配件订货周期较长且费用较高,用户一再要求修复。笔者仔细观察发动机控制单元的外观发现,控制单元的外壳为一次性压制而成的,不能分解。如果将传感器的参考接地直接跨接到发动机控制单元外的搭铁位置,本身氧传感器的信号电压范围就不大,这样因外界电压的变化会影响发动机控制单元的监测精度。考虑到该车设有前后2个氧传感器且2个氧传感器的工作类型相同,笔者决定在发动机控制单元插接器的根部将2个传感器的信号参考接地线跨接在一起(图3)。

故障排除:在完成上述操作后,试车故障排除。

回顾总结:对该车故障的维修,不但为用户节约了维修费用,也锻炼了自己。如果我们只做到确定出故障原因后就结束维修,也不会再去思考更深入的问题,更谈不上去验证自己的推断。因此我们在维修时应该尽量多开动脑筋,多问自己几个为什么,只有这样才能不断提高维修技术水平。(刘海龙)

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