检修描述:一辆行驶里程约8.1万km、配置LTD发动机的2016年雪佛兰迈锐宝。用户反映:该车发动机故障灯异常点亮。
故障检测:连接诊断仪读取故障码,发动机控制单元中存储故障码有P0131加热型氧传感器电路电压过低,传感器1; P0171燃油修正系统过稀,如图1所示。
该车采用窄带前氧传感器,其内部结构为氧电池,检测废气中氧含量与大气中氧含量产生浓度差,进而产生电压变化。废气中氧少浓度差大则氧传感器输出电压高,废气中氧多浓度差小则氧传感器输出电压低。即混合气稀时氧传感器输出电压低,混合气浓时氧传感输出电压高。其输出特性曲线如图2所示。
故障码所指的是前氧传感器输出电压低,即是混合气稀的含义,两个故障码含义相同。读取数据流显示,前氧传感器电压为0.8V持续不变,后氧传感器电压为0.8V持续不变,燃油修正为0.35%。
怀疑由于故障已经进入了开环控制。清除故障码后重新读取数据流,前氧传感器电压在0.1~0.8V之间来回变化,但长期燃油的修正却达到了-27%,空气流量为3g/s,如图3所示,明显是混合气浓。
拔下前氧传感器插头使用尾气分析仪检测尾气,CH与CO含量偏大,如图4所示。
该车怠速混合气的确偏浓,混合气调节也做出了负调节,对比正常车数据,该车空气流量数值稍微偏大,其他方面暂时没有发现异常。
发动机怠速时混合气浓,前氧传感器在怠速时也检测到混合气浓,所以混合气调节也向负方向调节,看似都很正常,但发动机控制模块只报混合气稀的故障。
导致混合气异常的原因:
·空气流量检测信号漂移
·发动机系统存在漏气
·供油系统异常
·氧传感器故障
·发动机控制模块及其他故障
读取进气压力传感器数据为38kPa,原地加油3000r/min时进气压力为32kPa,说明进气系统压力正常,排除漏气可能性。
测量燃油压力为420kPa,急加速持续不变,正常。
连接示波器测量空气流量、4缸喷油信号、前后氧传感器信号,并连接诊断仪外出试车,发现前氧传感器在行驶时信号电压突然下降至0.1V,与发动机控制模块所报故障码相吻合,空气流量与4缸喷油脉宽、前后氧传感器变化如图5所示(蓝色通道为前氧传感器电压信号,红色通道为后氧传感器电压信号,绿色为4缸喷油器电压信号,棕色为空气流量传感器电压信号)。
由于空气流量传感器为频率型传感器,使用示波器数学通道计算出频率并对异常之处放大,如图6所示(蓝色通道为前氧传感器电压信号,红色通道为后氧传感器电压信号,绿色为4缸喷油器电压信号,浅黄色为示波器计算空流频率)。
从故障波形中看出该车在发动机加速时出现异常。空气流量信号没有异常下跌,喷油脉宽达到最大(约12ms),此时发动机需要浓混合气保证正常提速,但前氧传感器却输出了混合气稀的信号,该信号异常,推断前氧传感器损坏。
为什么怠速混合气浓呢?分析可能是前氧传感器故障时持续输出混合气稀信号,控制模块调节加浓导致。怠速后前氧传感器恢复正常,检测状态又使混合气向稀方向调节。
故障排除:更换前氧传感器后测到正常波形,如图7所示。
波形中共有A、B、C、D四个阶段,从绿色喷油器信号波形和空气流量传感器计算频率波形中可以看出:A为加速阶段、B为减速阶段、C为断油阶段,D为加速阶段。前氧传感器在C阶段从0.9V下跳至0.1V,由于控制模块此时切断了供油,所以此时混合气稀,反应灵敏。
读取怠速时混合气修正数据在正负10%之间,故障排除。
维修小结:该车是由于前氧传感器损坏,导致车辆加速工况检测错误。怠速时检测正常并不代表所有工况都正常,检测时还需多测试,避免走入误区。