文:牛英偉
一輛2017年產(chǎn)上汽通用雪佛蘭邁銳寶XL轎車,搭載1.5T發(fā)動機和6擋手自一體變速器,行駛里程11.8萬km。用戶反映該車發(fā)動機故障燈點亮,加速無力。
維修人員接車后,檢查車輛外觀無異常,無改裝、加裝以及異常維修的痕跡,查詢保養(yǎng)記錄正常。與用戶一起路試,儀表板上發(fā)動機故障燈點亮,車輛加速無力。用故障診斷儀檢測,發(fā)現(xiàn)存儲有歷史故障碼“P0299——渦輪增壓器增壓不足”。
通過故障碼和故障現(xiàn)象可以確認,該車存在增壓不足的情況,而發(fā)動機控制單元ECM也已經(jīng)監(jiān)控到增壓壓力低于預期,所以設置了故障碼,并點亮故障燈。同時車輛加速時的表現(xiàn),也證明了ECM的判斷是正確的。
所以該故障診斷的方向是增壓壓力不足。經(jīng)分析,造成增壓壓力不足的可能原因有:①增壓器之后出現(xiàn)了漏氣;②增壓裝置損壞(渦輪或增壓控制裝置等)造成增壓能力不足;③其他方面的影響,如排氣受阻、進氣受阻等。
維修人員首先檢查增壓器之后是否出現(xiàn)漏氣,這可以通過進氣系統(tǒng)檢查以及故障出現(xiàn)時的數(shù)據(jù)分析進行判斷。連接故障診斷儀路試,加速時的凍結數(shù)據(jù)幀如圖1所示。通過對凍結數(shù)據(jù)幀進行分析可知,故障發(fā)生在行駛速度為55~60 km/h的加速狀態(tài)下,此時的加速踏板位置數(shù)據(jù)為44%~57%,節(jié)氣門開度已達到100%,所以這是一個強力的加速狀態(tài)。
圖1 故障發(fā)生時的凍結數(shù)據(jù)幀
在這樣的加速狀態(tài)下,增壓器應該全力工作,增壓壓力應該達到200 kPa以上,空氣流量也應該達到100.00 g/s以上。但根據(jù)數(shù)據(jù)流反饋,此時進氣歧管絕對壓力傳感器的數(shù)據(jù)是109 kPa,空氣流量計數(shù)據(jù)只有44.34~66.02 g/s。這些數(shù)據(jù)也都證實了此時的增壓壓力不足。
凍結數(shù)據(jù)幀中的長期燃油修正值為0~1%,這是一個正常數(shù)據(jù),說明增壓器之后沒有漏氣。因為如果增壓器之后存在漏氣,那么在沒有增壓時,是普通大氣壓或負壓狀態(tài),漏氣效果不會體現(xiàn)出來。經(jīng)過空氣流量計計量的空氣,會全部吸入到氣缸中,所以系統(tǒng)會根據(jù)進氣量匹配恰當?shù)膰娪土?,不會影響到空燃比(長期燃油修正)。
而當增壓時,增壓器之后進氣管道內(nèi)的壓力是高于大氣壓,在壓力狀態(tài)下,氣體會從漏氣部位被“推出”。經(jīng)過空氣流量計計量的空氣,有一部分是被“推出”漏氣,那么進入到氣缸中的空氣實際上并沒有計量的那么多。所以此時根據(jù)進氣量得到的噴油量(對于實際進入氣缸中的空氣量來說)是“過多”的。此時空燃比會受到影響,呈現(xiàn)為混合氣過濃的狀態(tài)(長期燃油修正呈現(xiàn)為減?。?。而凍結數(shù)據(jù)中的長期燃油修正數(shù)據(jù)很正常,這說明沒有漏氣。
為了驗證進氣系統(tǒng)沒有漏氣,維修人員對進氣系統(tǒng)(主要是增壓器至節(jié)氣門之間的進氣管道)的密封性進行測試。具體方法如下。
使用重疊數(shù)層的塑料薄膜(維修用座椅套),分別蒙住空氣濾清器后端的進氣軟管接口和節(jié)氣門。然后再將進氣軟管重新安裝,并鎖緊卡箍。將水箱壓力表連接在空氣濾清器至節(jié)氣門之間的進氣軟管上,即通往曲軸箱通風裝置的管路(新鮮空氣補償管)接口(圖2)。使用水箱壓力表向這段兩端已經(jīng)封閉的管路中打氣加壓(水箱壓力表能加壓到150 kPa以上),壓力可以保持,說明沒有漏氣。
圖2 檢測進氣系統(tǒng)是否漏氣
通過以上分析和測試,可以排除增壓管路漏氣的可能。接下來維修人員對排氣受阻和進氣受阻的可能進行了檢查。檢查空氣濾清器及空氣濾清器前端和后端的進氣系統(tǒng)管路,未見異常。人為提升發(fā)動機轉速,進氣歧管絕對壓力傳感器的數(shù)據(jù)可以達到對應的正常數(shù)據(jù),說明排氣系統(tǒng)正常,沒有堵塞現(xiàn)象。
接下來對增壓系統(tǒng)造成的增壓不足進行檢查和測試。檢查前首先要弄清楚增壓壓力、增壓壓力傳感器數(shù)值、所需的增壓壓力以及進氣歧管絕對壓力傳感器數(shù)值之間的關系。
增壓壓力是個相對壓力值,它是指增壓壓力傳感器得到的數(shù)據(jù)(絕對壓力)減去大氣壓(101 kPa)得到這個數(shù)據(jù)。而增壓壓力傳感器數(shù)值是傳感器實際測量到的增壓后進氣管道中的實際壓力,這是一個絕對壓力值。所需的增壓壓力則是ECM根據(jù)發(fā)動機負荷情況,需要得到的壓力值(期望在增壓管路中得到的數(shù)值),這是一個絕對值。最后就是進氣歧管絕對壓力傳感器數(shù)值,是隨著發(fā)動機的負荷測量進氣歧管內(nèi)真空度的變化(圖3)。
圖3 壓力數(shù)據(jù)分析
通過上述分析可知,“進氣歧管絕對壓力”是實際值,“所需的增壓壓力”是期望值。這2個數(shù)據(jù)是判斷增壓能力的關鍵數(shù)據(jù),它們都是絕對值。
維修人員再次試車,在加速過程中查看增壓數(shù)據(jù)(圖4)??梢钥吹?,所需的增壓壓力和進氣歧管絕對壓力傳感器數(shù)值間的差異很大,說明增壓器并沒有能夠按照ECM的需求,提供所需的增壓。
圖4 故障車加速時的增壓數(shù)據(jù)
檢查增壓器發(fā)現(xiàn),增壓器的廢氣旁通閥執(zhí)行器的連桿折斷(圖5)。這就導致增壓器的廢氣旁通閥關閉不嚴,引起增壓壓力不足。
圖5 增壓器廢氣旁通閥執(zhí)行器的連桿折斷
更換增壓器廢氣旁通閥執(zhí)行器后試車,車輛能夠正常加速。查看增壓數(shù)據(jù),故障排除,期望的增壓壓力數(shù)據(jù)和進氣歧管絕對壓力傳感器數(shù)值重合度很高(圖6),說明二者數(shù)據(jù)基本一致,故障排除。
關于增壓壓力不足的故障,診斷思路總結如下。
(1)首先應該掌握增壓壓力、增壓壓力傳感器數(shù)值、所需的增壓壓力和進氣歧管絕對壓力傳感器數(shù)值的解讀,以及這些壓力值之間的關系。那么在診斷增壓器故障時,只要對比“進氣歧管絕對壓力數(shù)值”和“所需的增壓壓力”這2個數(shù)據(jù),就可以判斷增壓器性能如何。
(2)通常需要通過路試,才能讓增壓器工作,查看增壓器數(shù)據(jù)。在不路試的情況下,通過以下幾種方式也能查看增壓器的性能。
圖6 修復后車輛加速時的增壓數(shù)據(jù)
①關閉牽引力控制系統(tǒng)(TCS),通過失速試驗來查看增壓器數(shù)據(jù),判斷增壓器性能。
②安全的環(huán)境下,D擋拉起駐車制動(始終拉起電子駐車制動的開關),加速,也可以讓增壓器工作在較大的負荷狀態(tài)下,從而查看數(shù)據(jù)。
③舉升架上,將2個前制動盤卡住,D擋加速,也可讓增壓器大負荷工作,查看性能。
通過以上方法,讓增壓器在較低車速或車輛靜止狀態(tài)以較大的負荷工作。然后再通過對比“進氣歧管絕對壓力數(shù)值”和“所需的增壓壓力”這2個數(shù)據(jù),就可以判斷增壓器性能如何。同時,也可以聽到進氣系統(tǒng)是否存在漏氣。
(3)增壓器至節(jié)氣門存在漏氣,會引起發(fā)動機負荷狀態(tài)下,報“P0172——燃油調(diào)整過濃”(或長期燃油調(diào)整減?。┑墓收洗a。怠速時則沒有異常。所以可以結合失速測試,通過數(shù)據(jù)來判斷進氣管路是否存在漏氣。也可以采用前文所述方法,通過對進氣管路進行保壓測試,判斷是否漏氣(圖7)。
圖7 對進氣系統(tǒng)進行保壓測試