◆文/廣東 柯文遠
一輛2010款的長安悅翔1.5三廂車型,行駛里程約30000km。該車因為追尾導致前龍門架、發動機艙蓋、水箱和冷凝器等部件損壞,于是進廠維修。各部件裝配完成后,啟動發動機時出現了怠速突然熄火的情況,同時出現故障碼。重新啟動車輛,故障碼消失,但是怠速幾分鐘后,還是會突然熄火,故障燈又亮起。經過反復試車,發現熄火狀況只出現在怠速工況中,當踩油門加速狀態下正常,怠速時轉速維持在800~900r/min,屬于正常范圍。
長安悅翔轎車的怠速系統主要由發動機轉速水溫等傳感器、電腦ECU和怠速電動機三部分組成(圖1)。該控制系統可利用ECU控制怠速閥開口大小始終保持發動機的轉速穩定,但當發動機的怠速轉速在有負載(如在加上電器負載或A/C開關打開等),怠速就會有所改變。另外,當發動機隨著時間變化時,怠速系統自身也會學習變化。
當發動機啟動后,電腦ECU會根據車上各傳感器送來的信號(例如冷卻液溫度信息、A/C開關信息、發動機轉速信息和節氣門位置信息等)來檢測發動機的運行狀態,再經過運算比較后,得出最后合適的控制指令,驅動怠速電動機動作,控制怠速旁通氣道的空氣量,從而保證怠速的穩定(見圖2)。
引起間隙性怠速熄火的故障原因非常多,而且大部分都是隱性的故障。有時候遇到怠速熄火,但各種零部件或線路都是完好無損的,而發動機偶爾熄火后重新啟動又可以恢復正常,所以盡管是由于傳感器的原因導致發動機怠速熄火,電子控制單元也會認為這種現象不是故障而沒有記錄下來,所以也無法通過解碼器從車輛OBD故障診斷系統中獲得有關故障的信息。另外,即使電腦ECU診斷系統中記錄有故障碼,維修人員也不能盲目相信,因為這些故障碼很可能是虛碼,是間接產生的,容易誤導維修思路。
基于維修習慣,先從簡單入手,考慮該車是因為追尾事故而進廠維修的,在維修過程是否存在操作不當而引起的線束插頭連接不良呢?帶著這一疑問,對發動機進行了基本檢查,認真檢查了各電器插頭是否有錯插、漏插或連接松動的情況,以及檢查了發動機總線束與電控單元的線插連接是否良好和接地有無松脫,檢查,均沒有發現問題。
根據以往的維修經驗,常見的“間隙性怠速熄火”原因是發動機積炭。連續幾次深踩油門踏板,讓發動機轉速達到4000r/min并運行一會,故障依舊存在。之前維修案例中有因汽油品質有問題造成這種故障的,但經過與駕駛員的溝通,基本排除了這一可能性。
考慮到故障燈已經亮起,需要用診斷儀器做進一步的檢查。車輛熄火后使用KT600解碼器連接位于駕駛員左側儀表板下位置的16針OBD診斷插座,打開點火開關,讀取故障碼為“相位傳感器對地短路”。于是先更換凸輪軸相位傳感器,重新讀取則故障碼不再出現,但是啟動發動機怠速一會兒后,熄火現象同樣出現,說明問題不是出在相位傳感器中,這個故障碼是虛碼。
重新整理思路,試車初期熄火現象出現在開關汽車空調的時候,難道是車上副廠怠速步進電機出現了問題?考慮到發動機怠速電動機可能有卡滯,怠速電動機的電線外皮有些磨破或是怠速空氣孔太臟導致無法完成空調開啟時的怠速控制,所以熄火。對怠速步進電機進行更換(圖3),但是啟動發動機故障依舊。
為了盡快找出問題所在,筆者利用解碼器程序讀取數據流進行分析,但從測得的數據來看,各主要傳感器的反饋信號也沒有異常,也說明發動機電子控制單元ECU中的怠速控制程序沒有問題。
當故障排除陷入困境時,筆者無意中用手摸了一下正在怠速的發動機,感覺到有一點點發麻的感覺,第一反應是該發動機有點火漏電的問題。于是使用金德發動機綜合分析儀檢查該車發動機怠速狀態的點火波形圖。連接分析儀與發動機,啟動示波器程序,檢測該車輛在怠速工況下的各缸點火波形圖如圖4所示。從圖中數據分析可知,各缸點火峰值電壓在6000V左右,屬于正常范圍,可第二缸點火電壓明顯低了。點火電壓太低,表明點火次級電路電阻低于正常值,故障原因可能有火花塞污蝕或破損、火花塞間隙太窄、火花塞導線搭接在發動機上以及點火線圈故障等。根據維修經驗分析可知該缸點火波形極可能由于是火花塞漏電導致,于是更換第二缸的火花塞,重新啟動發動機,再沒有出現怠速熄火的狀況,故障徹底排除。
在本次案例當中,為什么第二缸火花塞點火漏電會導致怠速熄火的現象呢?實際上原因很明顯,由于第二缸火花塞出現漏電問題,高壓線路中有高頻紊亂電流,產生了較強的電磁脈沖,使得曲軸位置傳感器的信號受到干擾。而悅翔車型的點火時刻的確定是由曲軸位置傳感器和凸輪軸相位傳感器共同完成的,當信號出現錯誤時,ECU首先根據曲軸位置傳感器信號判斷凸輪軸相位傳感器出現故障,于是出現凸輪軸相位傳感器對地短路的故障碼,并且被ECU記錄下來,同時故障燈亮起。發動機怠速時點火時刻信號受到干擾,而停止點火,才是真正導致怠速熄火的原因。
筆者通過此次檢修領悟到了很多,主要包括以下幾點:第一,要熟悉怠速系統的組成和工作原理,還有系統里各電氣元件的特性,例如怠速電動機和電子節氣門等;第二,要學會查看相關車型的發動機系統維修資料,包括電路圖、系統構造布局圖等;第三,掌握現代汽車檢測設備的使用方法,包括解碼器、示波器等,以便快捷找問題所在;最后,維修檢測的步驟應按照從簡到繁、由表及里的原則,切勿亂拆亂換。
作為一名汽車維修人員,要想安全、快速、高效地完成維修工作,除了需要全面的技術知識外,還要懂得利用現代化檢測設備來診斷,另外不能盲目相信儀器診斷的結果,根據故障現象積極思考和嘗試,也是不可或缺的職業素質。
專家點評——張憲輝
在本案例中,作者進行了較為深入的故障分析,也采用了多種檢測方法,其認真的態度值得肯定,但維修思路和技能水平還不夠成熟。看了本案例,有種“將簡單問題復雜化”的感覺。車輛維修后出現的故障大都是由于維修過程中的粗心大意造成的,也是處理起來較為費時、棘手的,因此,確認故障現象在維修前是否存在就顯得尤為重要。在本案例中,作者似乎缺少了“問詢”這一環節,因而未知車輛事故前的技術狀況,導致增加了復查已維修項目的環節。
“試車”是車輛故障排查中另一個重要環節,這其中就包括“路試”。本案例中的車輛在原地怠速熄火,但行駛起來是什么情況呢?文中沒有提及。如果路試了,發動機點火系統漏電的癥狀很容易就會試驗出來,也就減少了后續諸多的檢測環節。可見在本案例中,將“簡單問題復雜化”的主要原因是作者忽略了常規的排查流程,這一點應當引起大家的重視。
另外需要注意的是,在本案例中,車輛采用的是分組點火系統,即使其相位傳感器出現故障,也不應該影響到發動機怠速熄火,所以,作者更換相位傳感器的舉動說明對相位傳感器作用的了解還不夠透徹。