一汽大眾寶來發動機瞬間加速無力故障分析與排除

何越瀚

摘要：主要介紹一汽大眾寶來轎車出現發動機加速無力、怠速抖動的偶發故障。通過對故障現象的綜合分析和檢查，確定是由于發動機氧傳感器損壞導致了故障的發生。在更換了新的氧傳感器之后，故障排除。

關鍵詞：發動機；加速無力；氧傳感器

中圖分類號：U472文獻標識碼：A

doi：10.14031/j.cnki.njwx.2018.01.028

1故障現象

一輛一汽大眾寶來汽車行駛里程為53萬km，發動機型號為EA111，配手動變速器，發動機故障燈沒有點亮，發動機怠速基本正常，但稍有抖動。有時會加速無力，當故障出現時加速無力，踩下加速踏板，發動機聲音很低沉，轉速提高很慢，車速不能迅速上升，有時要過2～3 s，車速才能慢慢提高，且最高時速只能達到100 km/s、且伴隨排氣管冒黑煙現象。

2收集故障車輛信息

偶發故障是指因某些臨時性的原因，導致車輛出現間歇性故障。所以偶發故障是汽車維修中較為棘手的問題之一。在維修本類故障時，首先應收集更多車輛在運行時的信息與數據，并加以分析，以此為切入點，找出方向，然后按照先簡單后復雜的原則入手，采用逐項排除法，找出原因，排除故障，故障分析流程如圖1所示。

按此思路，筆者開始對車輛進行初步檢查，獲取更多的信息。首先用檢測儀讀取故障代碼，顯示無故障代碼。然后使用檢測儀讀取數據流，觀察發動機運轉時，噴油時間、點火時間、進氣壓力、節氣門位置信號以及空燃比信號等動態數據，具體見下表。

根據對表中動態數據的分析，發現各項主要數據基本正常，僅在故障出現時有發動機混合氣出現偏濃的現象，這是故障出現時的一個表征。

圖1故障診斷流程圖

3故障原因分析

3.1混合氣濃度對發動機工作的影響

燃燒本身是一種劇烈的氧化還原反應，它不僅僅需要空氣和燃料，而且還有一個非常重要的因素，那就是空氣和燃油的比例。表述混合氣濃度有兩個指標，分別是空燃比和過量空氣系數。

3.1.1空燃比

空燃比是指混合氣中空氣的質量和燃油質量的比值，例如1 kg汽油和20 kg空氣混合，那么形成的混合氣的空燃比為20∶1（或20）。標準汽油和空氣的混合氣的空燃比為147∶1（或147），意味著1 kg汽油完全燃燒需要147 kg空氣。

3.1.2過量空氣系數a

空燃比是一個絕對的空氣和燃油質量的比例，不同燃料因為碳氫化合物的成份不同，標準空燃比不完全相同。而引入過量空氣系數很好的解決了這個問題。過量空氣系數是一個相對比值，即混合氣的實際空燃比和標準空燃比的比值。

3.1.3混合氣濃度對發動機工作的影響

（1）發動機正常工作時：

當a=088時，混合氣稍濃，發動機的動力性能好；

當a=111時，混合氣稍稀，發動機的經濟性能好；

所以，配有電噴系統的發動機，正常工作時混合氣的濃度保持范圍在a=088～111，如圖2所示。

（2）混合氣過濃的后果：

若混合氣過濃，則發動機會隨著濃度的增大，出現油耗增多、排氣管冒黑煙、動力下降、加速性能變差、易熄火等故障。

（3）混合氣過稀的后果：

若混合氣過稀，則發動機會隨著濃度的減小，出現油耗增多、動力下降、加速性能變差、易熄火等故障。

3.2故障原因分析

根據以上的分析，混合氣過濃是有可能導致發動機加速無力的。造成混合氣過濃的原因主要有以下幾方面：

3.2.1節氣門

對于這輛車的故障，首先判斷變速器故障的可能性較小，因為上面所說的車速上不去只是假象，只是踩下加速踏板后，發動機的轉速沒有同步上升。發動機機械方面的可能性也不大，因為該發動機無異響，怠速基本正常，僅稍有抖動，廢氣顏色也正常，最重要的是經過測量，各汽缸壓力都符合該車的技術要求。其他如轉速傳感器或爆震傳感器等產生故障的可能性也較小，因為它們引起的故障是發動機不啟動或者易產生故障碼。所以這種情況下應該檢查節氣門體，因為節氣門體是發動機進氣系統的“咽喉”，又容易產生故障，且產生故障后指示燈可能不亮，節氣門位置傳感器也裝在下面。

經過檢查節氣門開閉無黏滯和卡滯現象，安裝也正確，油門踏板踩到底時節氣門能完全打開，在任何情況下松開油門踏板，節氣門都能回到怠速位置；節氣門體進排氣口也較干凈，無堵塞現象；在節氣門完全打開時的角度為90°，并且輸出角度從節氣門關閉到節氣門打開時過渡平穩。這一切都說明了節氣門體正常，符合該車的技術要求。

3.2.2點火系統

在點火系統方面，經過檢查了解到火花塞表面看沒有漏電的痕跡，表面的積碳也不多。火花塞電極間隙是10 mm，屬正常；點火導線端子無折斷、銹蝕和彎曲；檢查分火線和高壓包，更換四個高壓包及分火線之后，故障還是沒有排除，說明故障原因不在點火方面。

3.2.3燃油供給系

在燃油供給系統方面，將燃油壓力表連接在油管，檢查油壓在正常范圍內，燃油管路無擠壓彎曲和泄漏現象，發動機怠速運轉時，燃油壓力為280 kPa，發動機在3000 r/min左右的狀態下油壓為310 kPa。拆卸噴油器，噴油器表面干凈，沒有過多的積碳。通過萬用表測量噴油器的電阻均為138 Ω，電阻值在正常范圍內。

3.2.4氧傳感器

一般來說，發動機如果工作不正常，從發動機的尾氣排放也會有所體現。因此，有時利用發動機尾氣分析儀來分析發動機的故障也是一種不錯的方法。我們在排氣管末端裝上發動機尾氣分析儀，發現該車的廢氣基本正常，僅在故障出現時有發動機混合氣出現偏濃的現象，再根據故障現象加以分析，疑點集中在氧傳感器上。氧傳感器的功能是測量發動機排氣中氧氣含量，確定汽油與空氣是否完全燃燒。發動機的ECU根據這一信息實現以過量空氣系數a=1為目標的閉環控制，以確保三元催化轉化器對排氣中HC、CO和NOx三種污染物都有最大的轉化效率。endprint

氧傳感器產生的氧濃度信號是電控發動機閉環控制中十分重要的反饋信息。為了使發動機獲得最佳的排氣凈化性能；為了控制發動機的廢氣排放，發動機ECU根據其他幾個重要的傳感器信號，將空燃比保持在理想空燃比附近。這些傳感器信號包括：節氣門位置、空氣流量傳感器、發動機轉速、發動機冷卻液溫度和進氣溫度。然后，ECU再根據氧傳感器的信號不斷調整噴油脈沖寬度，改變噴油量，使噴油量始終在理想值（147∶1）。以達到理想空燃比的要求。

大眾汽車使用的氧傳感器和老式氧化鋯氧傳感器由于其結構原理不同，所以檢測也不同：氧化鋯氧傳感器直接利用電壓信號作為測量值，而寬量程氧傳感器將經過特殊處理和控制的泵氧元供給電流作為測量過量空氣系數的參數，這樣傳感器產生的就不是階躍函數性質的響應而是連續遞增的信號，如圖3所示。這種傳感器插頭帶有精密電阻，寬量程氧傳感器單件檢測只要1項：端子3和4是加熱器，不應該開路，加在上面的電壓為12 V，端子1是信號輸出，端子5和6是參考電壓，端子2是泵電流輸入。有的寬量程氧傳感器端子5和6是作為同一個端子輸出，大眾汽車氧傳感器結構如圖4所示。

1.單元泵 2.能斯托單元 3.λ傳感器加熱器 4.外界空氣通道 5.測量室 6.放氧通道

圖3大眾車型氧傳感器結構圖

檢測寶來車三元催化器的前后氧傳感器時，可以利用K81通過讀取數據流的方法進行診斷分析，數據流033組第01項顯示的是三元催化器前的寬量程空燃比傳感器電壓比值，數據流036組第00項顯示的是三元催化器后的老式氧化鋯氧傳感器的電壓值，寬量程空燃比傳感器的電壓比值應在1～2 V之間來回變化，當電壓信號出現在15 V以下時，說明混合氣過濃；當電壓信號出現在15 V以上時，說明混合氣過稀。當電壓出現恒定值0 V、15 V、49 V時都說明寬量程空燃比傳感器線路出現故障。三元催化器后的老式氧化鋯氧傳感器的電壓值應在05 V～08 V之間稍微變動（而不是0～1 V之間來回變化）當電壓出現恒定值11 V、04～05 V、0時都說明氧傳感器線路出現故障。

4故障排除

綜上所述，再結合故障現象，我們發現，只要故障現象出現，發動機當時的工作條件都符合進入閉環模式；只要不進入閉環模式，發動機就工作正常。因此，我們可以這樣認為：由于該車氧傳感器實際所反饋的電壓信號比正常反饋的信號低，所以計算機控制并增加噴油量時，造成發動機轉速降低、無力。又因氧傳感器反饋的信號沒有超出正常幅度范圍，所以計算機無故障代碼，指示燈也不亮，氧傳感器的失效原因分析如圖4所示。

為了進一步證實是氧傳感器的問題，我們對氧傳感器進行了檢測，正如意料中一樣，在節氣門完全打開，發動機轉速升至4500 r/min時，氧傳感器輸出電壓升高到08～09 V，并且在發動機轉速為4500 r/min時釋放節氣門，電壓為03 V，這表明氧傳感器不正常，不符合該車的技術要求，當脫開氧傳感器的插頭，使發動機失去氧傳感器的反饋信號，讓計算機按固定程序，以1.5 V電壓為固定參數計算并控制噴油量，不再閉環調節噴油量，啟動發動機，雖然發動機故障指示燈亮，但發動機的運轉及上路試車行駛都正常。因此，說明上面的判斷是正確的，該車的故障是因氧傳感器實際所反饋的電壓信號比正常反饋的電壓信號低引起的。后來，在得到車主的同意后，更換氧傳感器，該車的故障排除。

經過與車主的交流溝通，原來是由于車主經常在一家私人小加油站加油，估計氧傳感器的失效是和加油站的油品有關，最后造成了氧傳感器的中毒失效。車主表示以后會去油品有保證的大型加油站去加油。

5結束語

隨著科技的發展，汽車上應用了大量的高新技術，因此，對汽車維修行業也提出了更高的要求。我們也只有不斷地學習新知識，總結老經驗才能跟得上時代的發展步伐，才能在職場保持競爭力和持續發展。

參考文獻：

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