李 英,何寶文
(北京現代職業技術學院,北京 101300)
一輛東風雪鐵龍凱旋DC7205,發動機型號為PSA RFN 10LH3X,2006年8月出廠,2006年9月6日銷售,行駛里程49527km,2010年7月21日進廠維修。
該車維修記錄如下:因漏油換過方向機;因ESP故障燈亮,更換了制動燈開關;因交通事故維修過右后門和右后翼子板;車輛在7月14日剛剛做完保養。
車主描述的故障現象是:發動機故障燈和維修燈點亮,踩油門沒有反應,有時急踩油門發動機轉速不升反降,且伴有熄火。
接通點火開關 (發動機不運行),如圖1和圖2所示,發動機故障燈不亮而維修燈點亮,多功能顯示屏提示 “抗污染系統故障”。運行發動機,發動機轉速保持在1500r/min,踩油門不提速,但發動機無抖動,排氣管無異味。
根據故障現象分析,此時發動機處于降級模式運行,進行發動機扭矩限制控制,可能是節氣門控制的相關元件 (油門踏板位置傳感器、節氣門位置傳感器或節氣門電動機等)失效,或者是電控節氣門的初始化丟失。
東風雪鐵龍凱旋轎車發動機采用電控節氣門,電控節氣門組件安裝在進氣濾清器后方的進氣總管上,其安裝位置如圖3所示。
電控節氣門的控制原理如圖4所示,發動機ECU根據油門踏板位置傳感器、空調、車速等信號,確定節氣門開度的理論值,根據節氣門位置傳感器檢測節氣門開度的實際值,根據理論值和實際值的差值計算輸出控制信號,調節節氣門電動機中的電流,從而調節節氣門開度,使節氣門實際開度達到理論值。
電控節氣門的結構如圖5所示,包括節氣門、節氣門電動機、節氣門位置傳感器等。
電控節氣門組件的電路如圖6所示。節氣門位置傳感器采用霍爾式雙信號輸出型,端子1是節氣門位置傳感器的供電,端子2是節氣門位置傳感器1信號,端子3是節氣門電動機的供電,端子4是節氣門電動機的控制線,端子5是節氣門位置傳感器的搭鐵,端子6是節氣門位置傳感器2信號。
油門踏板位置傳感器采用霍爾式雙信號輸出型,其外形如圖7所示。
油門踏板位置傳感器的電路如圖8所示。當發動機ECU檢測到油門踏板位置傳感器、節氣門位置傳感器或節氣門電動機失效,或者是電控節氣門的初始化丟失時,發動機ECU控制進入降級模式,進行發動機扭矩限制控制,此時發動機ECU切斷節氣門控制電動機供電,節氣門保持固定開度,處于休止狀態或LIMP HOME(回家)狀態,ECU通過調節噴油來調節發動機的工作,使發動機轉速不超過1500r/min。
進氣壓力和進氣溫度傳感器的安裝位置如圖9所示,安裝在節氣門組件的下方。進氣壓力和進氣溫度傳感器的電路如圖10所示。端子1是進氣壓力信號,端子2是進氣壓力和進氣溫度傳感器供電,端子3是進氣溫度信號,端子4是進氣壓力和進氣溫度傳感器搭鐵。
首先使用診斷儀讀取發動機ECU的故障碼,顯示如下5個故障碼。
故障碼P0105:發動機ECU檢測到進氣歧管壓力傳感器信號錯誤,存儲該故障碼,由于現在信號良好,顯示為歷史 (間歇)故障碼。
故障碼P1161:發動機ECU檢測到節氣門電動機工作不正常,存儲該故障碼,由于現在信號良好,顯示為歷史 (間歇)故障碼。
故障碼P0122:發動機ECU檢測到節氣門位置傳感器1信號錯誤,存儲該故障碼,并顯示為現實故障碼。
故障碼P1157:發動機ECU檢測到節氣門位置傳感器2信號錯誤,存儲該故障碼,并顯示為現實故障碼。
故障碼P1153:發動機ECU檢測到電控節氣門需要進行初始化,存儲該故障碼,并顯示為現實故障碼。
根據故障碼的提示,著重檢查進氣壓力和進氣溫度傳感器與電控節氣門組件。
1)檢查進氣壓力和進氣溫度傳感器
檢查傳感器線束外觀,無損壞跡象。檢查進氣壓力和進氣溫度傳感器供電端子,點火開關置ON,測量端子2與搭鐵之間的電壓,為5.0V,說明供電良好。
檢查傳感器搭鐵端子,點火開關置OFF,測量端子4與搭鐵之間的電阻,為0.1Ω,說明搭鐵良好。
斷開蓄電池,斷開發動機ECU連接器,測量端子1與發動機ECU連接器C1端子之間的電阻,為0.6Ω,說明信號線連接良好。
更換進氣壓力和進氣溫度傳感器,進行試車,故障依然存在,說明問題不在進氣壓力和進氣溫度傳感器,應重點檢查節氣門組件。
2)電控節氣門的初始化
由于用戶反映加油門發動機轉速不升反降,電控節氣門的初始化丟失也會導致該現象。重新做節氣門的初始化,進行試車,故障消失。但是車輛行駛15 km后,故障又重現,進一步分析,認為該故障與電控節氣門組件及其線路有關。
3)檢查電控節氣門組件
更換一個新的節氣門組件,進行試車,故障消失。但是車輛行駛10 km后,故障再次出現。說明節氣門組件線路可能有故障。
檢查節氣門電動機線路,測量線束端子3與搭鐵之間的電壓,為12.13V,說明供電正常;斷開點火開關,斷開蓄電池負極線,拆下發動機ECU的連接器,測量線束端子4與發動機ECU連接器端子G2之間的電阻,為0.2Ω,說明控制線連接良好。
檢查節氣門位置傳感器線路,測量線束端子1與搭鐵之間的電壓,為5.0V,說明供電正常;測量線束端子2與搭鐵之間的電壓,為5.5 V,說明節氣門位置傳感器1信號線連接良好;測量線束端子6與搭鐵之間的電壓,為5.5V,說明節氣門位置傳感器2信號線連接良好;測量線束端子5與搭鐵之間的電阻,為0.4Ω,說明負極搭鐵線連接良好。
檢測數據都正常,至此感覺一陣迷茫,問題出在哪里呢?考慮到該故障是無規律的出現,屬于間歇性故障,由于元件都已換新,故障點仍然可能在線路,懷疑可能是線路虛接。當線路連接良好時,發動機正常,檢測數據正常,沒能檢查出來;當線路連接不良時,發動機進入降級模式,故障表現出來。仔細檢查線束外觀,用手擠壓電控節氣門組件連接器的線束時,發現端子1的導線內部空而不實,外絕緣層雖沒有斷裂,但是內部線路已經有部分斷裂,至此原因找到。由于節氣門位置傳感器的供電線存在連接不良現象,從而導致節氣門位置傳感器的信號1和信號2錯誤,使發動機進入降級模式,并存儲了相應的故障信息。
對斷開的線路進行修復,修復后重新做節氣門的初始化。進行試車,故障未出現。觀察儀表板,發動機故障燈和維修燈熄滅,多功能顯示屏顯示正常。清除故障碼后,再次讀取故障碼,無故障碼。跟蹤用戶一周,發動機運行正常。
回顧該診斷過程,獲得一些啟示,認識到這些可以幫助我們在以后的汽車故障診斷中少走彎路。
1)在故障診斷中要能夠分析故障點與故障癥狀之間的因果關系。
由于節氣門位置傳感器供電線連接不良,隨著車輛的抖動,連接狀態時好時壞。當連接不良時,發動機ECU識別到節氣門位置信號錯誤,發動機及車輛會做出以下反應:①存儲故障碼信息,以及形成故障碼時發動機及車輛的運行狀態,為維修人員的診斷工作提供幫助;②發動機ECU點亮發動機故障燈,同時,由于電控節氣門故障致使變速器(BVA)、電子穩定系統 (ESP)等系統不能正常工作,汽車行駛性能下降,所以會點亮車輛維修燈;③發動機ECU控制進入降級模式,進行發動機扭矩限制控制,此時發動機ECU切斷節氣門控制電動機供電,節氣門保持固定開度,處于休止狀態或回家(LIMP HOME)狀態,ECU通過調節噴油來調節發動機的工作,使發動機轉速不超過1500r/min。
2)在故障診斷中應做到診斷思路清楚,注重檢測并對檢測結果進行分析,從而縮小故障區域,最終確定故障點,不應盲目換件,避免造成較大的經濟損失。
在該診斷中,進行故障碼分析后,應利用診斷儀讀取進氣壓力傳感器信號、節氣門位置傳感器信號等相關數據,進行數據分析,可以確認某個系統是否正常 (進氣壓力傳感器信號正確,節氣門位置傳感器信號錯誤)。再對有故障的系統利用萬用表或示波器進行檢查,在檢查節氣門位置傳感器時應按照信號、線束、元件的順序檢查,從而可以避免不必要的檢查和不必要的換件。
檢查線束就是要檢查線束是否有斷路、短路和連接不良等故障,檢查方法是:通常先采用直觀法檢查,觀察線路是否有破損、擠壓痕跡、連接松動等現象;再根據線路特點和性能參數,使用萬用表測量線路的電壓、電流或電阻,和標準值比較以判斷線路是否良好 (注意采用測量開路電壓的方法不能有效檢測線路接觸電阻過大的故障,最好采用測量電阻的方法)。
此外,還應認識到,線束的損壞一般是由于沒有正確安裝或拆卸線束造成的。在維修車輛中,注意不要彎折線束,不要使線束受到擠壓、磨損,安裝或拆下連接器時,不要扯拉線束,避免造成導線內部斷開。