故障現(xiàn)象
一輛2009年四川一汽豐田汽車有限公司生產(chǎn)的豐田考斯特，VIN碼為L(zhǎng)FMHS58199S******，發(fā)動(dòng)機(jī)型號(hào)2TR，排量2 694ml，行駛里程165 042km。車主反映發(fā)動(dòng)機(jī)故障燈報(bào)警、加速不良。另?yè)?jù)車主介紹，該車一直未在4S店維護(hù)，使用的也不是豐田純牌零件，而且沒有按照保養(yǎng)里程進(jìn)行保養(yǎng)。
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故障診斷與排除
接車后，筆者對(duì)該車進(jìn)行了如下檢測(cè)和維修：
1.用診斷儀檢測(cè)存儲(chǔ)故障代碼：P0171系統(tǒng)狀態(tài)過(guò)淡(1列)。
DTC 檢測(cè)條件：發(fā)動(dòng)機(jī)暖機(jī)且空燃比反饋信號(hào)穩(wěn)定時(shí)，燃油修正誤差，嚴(yán)重偏稀，極端修正(約35％以上)，異常持續(xù)90s以上(雙程檢測(cè)邏輯)。
2.查閱修理手冊(cè)，引起混合汽過(guò)稀的故障原因如下：①進(jìn)氣系統(tǒng)，PCV閥、軟管以及連接器；②燃油系統(tǒng)，噴油壓力、噴油器總成；③點(diǎn)火系統(tǒng)，火花塞積炭；④電控系統(tǒng)，ECM、空氣流量計(jì)、空燃比傳感器及電路、空燃比傳感器加熱器及電路、水溫傳感器、A/F繼電器、A/F熔絲；⑤排氣系統(tǒng)，排氣管漏氣。
3.使用診斷儀，讀取數(shù)據(jù)列表(表1)，經(jīng)分析認(rèn)為短期燃油修正系數(shù)、長(zhǎng)期燃油修正系數(shù)及大氣壓力數(shù)值明顯異常。
4.通過(guò)觀察上面數(shù)據(jù)列表，低中速時(shí)短期燃油修正值與長(zhǎng)期燃油修正值相加是60.7％，已經(jīng)達(dá)到故障碼的檢測(cè)條件，從大氣壓數(shù)值71kPa(標(biāo)準(zhǔn)為100±5kPa)分析，可推斷空氣流量計(jì)異常(表2)。
5.根據(jù)數(shù)據(jù)列表推斷系統(tǒng)偏稀要因、推斷低負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)系統(tǒng)偏稀要因及檢查順序如表3所示。
6.作如下檢查：①?gòu)能嚿喜鹣驴諝饬髁坑?jì)，目視檢查，發(fā)現(xiàn)空氣流量計(jì)熱絲部分無(wú)異物附著，判斷為正常。②檢查有無(wú)空氣異常吸入，聽聲音大致判斷節(jié)氣門之后是否漏氣，結(jié)果未發(fā)現(xiàn)明顯漏氣；用噴霧型防銹潤(rùn)滑劑噴灑節(jié)氣門之后進(jìn)氣管，觀察發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，短期燃油修正系數(shù)無(wú)明顯變化。③檢查PCV軟管連接情況，PCV閥和軟管連接正常無(wú)損壞。④檢查進(jìn)氣軟管無(wú)損壞，無(wú)真空泄漏，與真空助力泵相連的負(fù)壓管連接正常，無(wú)裂縫。⑤踩下制動(dòng)踏板，無(wú)空氣異常吸入進(jìn)氣系統(tǒng)現(xiàn)象，觀察發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，短期燃油修正系數(shù)無(wú)明顯變化。
7.以上檢查均正常，但數(shù)據(jù)流顯示的大氣壓及MAF數(shù)值明顯不準(zhǔn)確，故障肯定還是出在進(jìn)氣系統(tǒng)，于是拆下空氣濾清器殼，檢查空氣流量計(jì)前面的濾網(wǎng)，非常干凈，無(wú)堵塞現(xiàn)象。檢查空氣濾清器時(shí)發(fā)現(xiàn)濾芯非常臟，而且從外觀就感覺該濾芯不正常，于是從庫(kù)房領(lǐng)出一個(gè)原廠的空氣濾清器進(jìn)行對(duì)比(圖1)，發(fā)現(xiàn)該車使用的不是原廠空氣濾芯，而且有“假冒偽劣”之嫌，與原廠空氣濾芯相比，濾芯殼體鐵絲網(wǎng)尺寸、濾芯材質(zhì)都有很大區(qū)別。
圖1 故障車與原廠空氣濾芯對(duì)比
8.更換空氣濾芯，啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)查看數(shù)據(jù)列表(表4)，經(jīng)分析認(rèn)為短期燃油修正、長(zhǎng)期燃油修正及大氣壓力數(shù)值正常，為看得清楚將圖3轉(zhuǎn)換成表4。
更換空氣濾芯后，該車故障被徹底排除。由于使用假冒偽劣濾芯，在濾芯臟污堵塞后導(dǎo)致進(jìn)氣量嚴(yán)重不足、混合氣過(guò)稀、加速不良、故障燈報(bào)警。
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維修小結(jié)
需熟練運(yùn)用維修手冊(cè)和診斷儀數(shù)據(jù)流來(lái)判斷故障點(diǎn)，要遵循維修手冊(cè)中的步驟進(jìn)行排查，對(duì)故障點(diǎn)位置的排查思路也要清晰。混合氣過(guò)稀故障的描述燃油修正值與反饋補(bǔ)償值有關(guān)，而與基本噴油持續(xù)時(shí)間無(wú)關(guān)。燃油修正包括短期燃油修正和長(zhǎng)期燃油修正，短期燃油修正值指用于將空燃比持續(xù)保持在理論值的燃油補(bǔ)償值。來(lái)自空燃比傳感器的信號(hào)指示空燃比與理論空燃比相比是濃還是稀，這使燃油噴射量在空燃比偏濃時(shí)減少，在空燃比偏稀時(shí)增加。
各發(fā)動(dòng)機(jī)間的差別、日積累月造成的磨損和故障環(huán)境的改變都會(huì)使短期燃油修正值偏離中間值。長(zhǎng)期燃油修正控制總體燃油補(bǔ)償，用于補(bǔ)償短期燃油修正造成的與中間值的長(zhǎng)期偏離。判斷空燃比并進(jìn)行噴射量修正的空燃比控制，能夠充分用于發(fā)動(dòng)機(jī)故障診斷(圖2)。
圖2 噴射量修正的空燃比控制
空然比修正值如圖3所示，先看SFT(短期修正值)，①區(qū)與②區(qū)在“－”、“＋”兩側(cè)(減量側(cè)、增量側(cè))，為異常狀態(tài)。再看SFT＋LFT(長(zhǎng)期修正值)，③區(qū)與④區(qū)為實(shí)現(xiàn)理論空燃比，修正值大幅度偏向“－”、“＋”側(cè)，為異常狀態(tài)，DTC記憶故障碼；⑤區(qū)空燃比修正幅度比通常(±15％以內(nèi))大，可能為異常狀態(tài)(可能存在發(fā)動(dòng)機(jī)零件變化、電子元件參數(shù)變化)；⑥區(qū)空燃比修正幅度正常，為正常狀態(tài)，此時(shí)空燃比控制在理論空燃比。
圖3 空然比修正值
點(diǎn)評(píng)
第一點(diǎn)，作者查閱故障車的數(shù)據(jù)流，并結(jié)合進(jìn)氣量數(shù)據(jù)與大氣壓力數(shù)據(jù)來(lái)說(shuō)明進(jìn)氣信號(hào)異常，還寫出了燃油修正系數(shù)與進(jìn)氣壓力之間的關(guān)系表，與作者商榷，表2的嚴(yán)謹(jǐn)性如何？是否有理論依據(jù)或?qū)嶒?yàn)數(shù)據(jù)來(lái)支撐？建議在做此結(jié)論之前，應(yīng)說(shuō)明引用理論的依據(jù)，如果是自己總結(jié)的經(jīng)驗(yàn)，應(yīng)以經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行說(shuō)明備注。
第二點(diǎn)，作者對(duì)故障原因的分析結(jié)論是不正確的，請(qǐng)看作者寫的這段話“更換空氣濾芯后，該車故障被徹底排除，由于使用假冒偽劣濾芯，在濾芯臟污堵塞后導(dǎo)致進(jìn)氣量嚴(yán)重不足、混合氣過(guò)稀、加速不良、故障燈報(bào)警”。雖然故障車所有數(shù)據(jù)都指向混合氣稀，但作者卻簡(jiǎn)單的將空氣濾清器堵塞與混合氣稀劃了等號(hào)。
雖然作者最后對(duì)燃油修正系數(shù)進(jìn)行了解釋，但我認(rèn)為并沒有真正搞懂燃油修正系數(shù)與進(jìn)氣量之間的關(guān)系。我們對(duì)作者提供的數(shù)據(jù)簡(jiǎn)單做個(gè)對(duì)比，問題濾清器：轉(zhuǎn)速899r/min，進(jìn)氣量3.34mg/s，噴油量2.81ms；正常濾清器：轉(zhuǎn)速795r/min，進(jìn)氣量3.57mg/s，噴油量2.68ms。排除噴油器堵塞的原因，引起噴油器噴油脈寬不同是單位時(shí)間進(jìn)氣量的數(shù)據(jù)不同所致，臟堵的濾清器，單位時(shí)間進(jìn)氣量小，電腦就會(huì)減少噴油量。但空氣濾清器發(fā)生堵塞的極大可能是不均勻堵塞，這次遇到的可能是空氣流量計(jì)檢測(cè)部位堵塞嚴(yán)重，這種可能性是最大的，因?yàn)榭諝鈱?dǎo)流的問題，在空氣流量計(jì)部位容易產(chǎn)生更大的吸力，這個(gè)部位發(fā)生堵塞的概率更高。但其他部位呢？有可能堵塞嚴(yán)重，也有可能堵塞不嚴(yán)重，這樣，電腦就無(wú)法按照空氣流量計(jì)的信號(hào)精確的檢測(cè)計(jì)算進(jìn)氣量了。
按照理論上的情況，如果濾清器各部分堵塞情況一致，空氣流量計(jì)檢測(cè)的進(jìn)氣量數(shù)據(jù)與實(shí)際進(jìn)氣量一致，那么就會(huì)出現(xiàn)噴油量與進(jìn)氣量相匹配的情況。雖然發(fā)動(dòng)機(jī)功率會(huì)嚴(yán)重下降，但燃油修正系數(shù)絕對(duì)不會(huì)呈現(xiàn)正值，這是因?yàn)?，?dāng)實(shí)際進(jìn)氣量與檢測(cè)進(jìn)氣量一致時(shí)，電腦按照節(jié)氣門開度信號(hào)進(jìn)行的修正系數(shù)，會(huì)適當(dāng)增加噴油量，最終的結(jié)果就會(huì)變成噴油量大于實(shí)際的進(jìn)氣量，短期及長(zhǎng)期燃油修正系數(shù)就要向減少噴油量變化，就會(huì)恰恰與作者的說(shuō)法相反。如果發(fā)生這種情況，作者又該如何解釋呢？
干凈與臟的濾清器，進(jìn)氣量數(shù)據(jù)相差較大，很容易得出濾清器堵塞的結(jié)論，但前提是要發(fā)現(xiàn)濾清器堵塞的故障，作者這一點(diǎn)是值得表?yè)P(yáng)的。
為了說(shuō)明問題，我們繼續(xù)對(duì)2 000r/min的進(jìn)氣量與噴油量進(jìn)行分析，以堵塞時(shí)的進(jìn)氣流量是6.14mg/s，此時(shí)噴油量實(shí)際是3.04ms。但當(dāng)我們把短期及長(zhǎng)期燃油修正系數(shù)代入后，即：實(shí)際噴油量=電腦根據(jù)進(jìn)氣量計(jì)算噴油量×(短期燃油修正系數(shù)＋長(zhǎng)期燃油修正系數(shù))。你會(huì)發(fā)現(xiàn)，此時(shí)的噴油量降到了1.89ms(3.04ms除以1.607)，如果按照作者前面說(shuō)的“濾芯臟污堵塞后導(dǎo)致進(jìn)氣量嚴(yán)重不足、混合氣過(guò)稀”，就無(wú)法解釋了。
本案例實(shí)際情況是電腦檢測(cè)到的進(jìn)氣量信號(hào)不正確，小于實(shí)際進(jìn)氣量，按照進(jìn)氣量計(jì)算的噴油量導(dǎo)致混合氣過(guò)稀，電腦啟動(dòng)燃油補(bǔ)償，直至增加到60.9%，其原因也是空氣濾清器堵塞的部位與程度的原因所致，這是本例故障原因的分析結(jié)論。
關(guān)于燃油修正系數(shù)與進(jìn)氣量之間關(guān)系，感興趣的讀者朋友們可以閱讀我以前發(fā)表的文章，我通過(guò)對(duì)電控汽油發(fā)動(dòng)機(jī)數(shù)據(jù)流分析，介紹了燃油修正系數(shù)與進(jìn)氣量之間的關(guān)系。