透過現(xiàn)象看本質(zhì)——利用真空度變化診斷發(fā)動機故障
目前現(xiàn)代汽車檢測技術(shù)過多地依賴自診斷系統(tǒng),通過診斷儀對電控發(fā)動機系統(tǒng)進行檢測,讀取故障內(nèi)容,并依此進行故障排查。但在實際維修過程中有些故障是屬于機械故障,此故障沒有故障碼及故障內(nèi)容可以讀取的。因此通過測量真空度,根據(jù)其變化的大小及幅度可以得知發(fā)動機工作的具體情況,且可作為故障排查的重要依據(jù)。
真空泄漏是電控發(fā)動機常見的故障。真空泄漏在不同類型的電控發(fā)動機上所表現(xiàn)出的故障現(xiàn)象不相同,對電控發(fā)動機各工況的影響也不同,且真空泄漏部位不同及漏氣量不同,即便是在同一發(fā)動機上,所出現(xiàn)的故障也不盡相同。
1、正確認識進氣歧管真空度
真空度是低于大氣壓的壓力,測量單位是“kPa”,發(fā)動機運轉(zhuǎn)時,在進氣歧管內(nèi)便形成一定的真空度。真空度的大小隨著發(fā)動機負荷和轉(zhuǎn)速的變化而變化,真空度的動態(tài)變化可以作為檢測發(fā)動機的重要參數(shù),性能良好的發(fā)動機怠速運轉(zhuǎn)時的真空度最高在57~71kpa 之間,當(dāng)迅速開啟和關(guān)閉節(jié)氣門時,指針應(yīng)相應(yīng)隨之?dāng)[動在7~86kpa 之間,當(dāng)排氣系統(tǒng)產(chǎn)生堵塞的話,則排氣反壓力增加,會導(dǎo)致進氣管的真空度降低。
2、真空度在電控發(fā)動機控制過程中的實際運用
1) 利用進氣歧管真空度的變化作為傳感器或者執(zhí)行器的動力,對汽車各系統(tǒng)進行自動控制。例如:燃油壓力調(diào)節(jié)器、真空膜盒式進氣壓力傳感器、PCV系統(tǒng)、EVAP 系統(tǒng)等;底盤部分的自動變速器真空式節(jié)氣門閥;舊款奔馳車上的空調(diào)風(fēng)門調(diào)節(jié)裝置等都是利用進氣歧管真空度的變化實現(xiàn)控制的。
2) 可以模擬進氣歧管真空度的變化,有利于汽車故障的判斷。例如,通過堵住空氣濾清器的進氣口,人為地制造混合氣濃狀態(tài);拔下一根發(fā)動機的真空軟管,人為地制造混合氣稀狀態(tài),同時利用示波器或者數(shù)字式萬用表檢測氧傳感器。在富燃狀態(tài)時氧傳感器輸出電壓為800mv 以上,而在稀薄燃燒狀態(tài)下輸出電壓為200mv 以下,則表示氧傳感器正常,能夠正確反應(yīng)尾氣中的殘留氧;如果氧傳感器信號電壓不發(fā)生這種變化,說明氧傳感器有故障。
3) 用真空表測量進氣歧管真空度的變化,也可以方便地分析不少故障,而且它對故障的診斷范圍比采用測量氣缸壓縮壓力的方法更加廣泛。通過進氣歧管真空度的變化情況,可以判斷有一個或者幾個氣缸密封不良,因而造成氣缸壓力下降等故障。
4) 汽油發(fā)動機工作性能的好壞,大都以動力性,經(jīng)濟性,凈化性來衡量。對于汽油機來說,進氣系統(tǒng)的密封性,點火性能和空燃比的好壞是影響發(fā)動機性能的三大因素。讀取發(fā)動機怠速真空表數(shù)值,就可以判斷進氣系統(tǒng)各組成部件的密封性,例如氣門導(dǎo)管、氣門彈簧、液壓挺柱、噴油器密封圈、節(jié)氣門體墊、進氣軟管等的好壞,從而找出故障點所在。
3、結(jié)合故障實例進行分解講述真空度在維修案例排查過程中應(yīng)用
案例1
故障現(xiàn)象:豐田佳美5S- FE 發(fā)動機怠速游車,加速正常。
故障分析:引起怠速游車故障一般有兩種原因:1) 怠速工況但怠速觸點斷開,ECU認為目前是加速工況。此時的怠速不受控制,易出現(xiàn)怠速不穩(wěn),轉(zhuǎn)速過高或怠速游車。2) 斷油功能起作用,怠速工況(怠速開關(guān)閉合)轉(zhuǎn)速大于1500~2000r/min。故障排查:檢查怠速開關(guān)閉合,稍踩油門,怠速開關(guān)打開,說明此開關(guān)正常,排除第一種可能。踩下油門同時,發(fā)現(xiàn)游車現(xiàn)象消失,從而證明斷油功能啟用。為了證實這點,撥下一個噴油器插頭,接入試燈,發(fā)現(xiàn)試燈隨著轉(zhuǎn)速有規(guī)律閃亮。說明判斷正確,是怠速過高而引起斷油功能。導(dǎo)致怠速過高的原因很多,漏氣是較常見,隨后檢查各真空管及接頭,均無問題。用化油器清洗劑,向各段接口處噴射,當(dāng)噴到節(jié)氣門體與進氣歧管接合處時,游車停止,發(fā)現(xiàn)此處冒泡漏氣。拆下節(jié)氣門體重新?lián)Q墊涂密封膠后,故障排除。
故障小結(jié):D型燃油噴射發(fā)動機的一個特點,就是采用了進氣歧管壓力傳感器(MAP) 間接檢測空氣量。在正常情況下,MAP 傳感器信號反映進氣量,ECU根據(jù)此信號作為控制噴油器的主控信號。怠速工況,節(jié)氣門全閉,空氣只從怠速控制閥的旁通道進入氣缸,進氣量不會很大。歧管內(nèi)真空度較高(怠速下真空度一般為60~80kPa),MAP信號電壓較低(怠速下其信號電壓一般為0.8~1.3V)。造成案例1 的原因是內(nèi)漏,內(nèi)漏是指經(jīng)過空氣流量傳感器測量的多余空氣量。從故障現(xiàn)象看是怠速不穩(wěn)、游車,而其故障的實質(zhì)卻是怠速過高。D型發(fā)動機進氣歧管漏氣時,歧管內(nèi)真空度下降,表明進氣量增大,MAP 傳感器將這個變化以電信號形式輸入ECU,ECU增加噴油量,發(fā)動機所需的燃油混合氣基本沒變化,怠速時不會抖動,只是轉(zhuǎn)速提升。漏氣量較小時,怠速轉(zhuǎn)速只是提高到某程度;漏氣量較大時,雖有怠速控制閥的自動調(diào)整轉(zhuǎn)速功能,但怠速控制閥將失去調(diào)整作用。若漏氣過大, 轉(zhuǎn)速進一步提升, 當(dāng)轉(zhuǎn)速升高到一定轉(zhuǎn)速時(1500- 2000r/min),ECU 將啟動斷油功能,使轉(zhuǎn)速限制在一定轉(zhuǎn)速下。ECU間歇性地增油、斷油(減油) 使轉(zhuǎn)速忽高忽低,形成游車故障。
案例2
故障現(xiàn)象:豐田佳美3VZ- FE 怠速不穩(wěn),加速無力,故障指示燈亮。
故障分析:因為故障燈點亮,所以讀取故障碼及內(nèi)容為45—混合氣過稀、12—空氣流量傳感器(MAF) 信號不良。讀取數(shù)據(jù)流MAF 信號電壓0.6V左右,偏離標(biāo)準(zhǔn)值(1.1~1.5V) 較多。MAF 信號低,造成噴油量減小,混合氣過稀。造成MAF 信號偏低的原因大致有兩點:1)真空漏氣;2) MAF 自身故障。故障排查:從漏氣查起,沒有明顯泄漏處。接入真空表測其怠速下真空度為52.63kPa,歧管真空度正常。說明節(jié)氣門后的歧管不存在漏氣,最大可能是節(jié)氣門前漏氣。仔細檢查發(fā)現(xiàn)主氣道與節(jié)氣門接口松動,重新緊固后,發(fā)動機工作性能明顯改善,MAF 信號變?yōu)?.2V,故障排除。
故障小結(jié):由于空氣道漏氣,所漏部分的空氣沒有經(jīng)過MAF 的測量,故使葉板轉(zhuǎn)動的角度變小,即信號變小,造成混合氣過稀。怠速時,節(jié)氣門是全關(guān)閉狀態(tài),進入歧管的空氣只能經(jīng)過怠速控制閥旁通氣道,節(jié)氣門前漏氣與歧管內(nèi)真空度無關(guān)。若發(fā)現(xiàn)真空度較低,應(yīng)重點檢查節(jié)氣門之后是否有漏氣部位。
L型燃油噴射空氣流量傳感器為直接測量型。而D型燃油噴射的是進氣壓力傳感器,屬間接測量型。它們同屬空氣量的檢測部件,但它們的檢測方法卻有本質(zhì)的不同。當(dāng)歧管真空漏氣時,發(fā)動機故障的表現(xiàn)形式也大不一樣。造成案例2 的原因是外漏,指未經(jīng)空氣流量傳感器測量的多余空氣量。由于此多余的氣體未經(jīng)空氣流量傳感器測量,噴油量未增加,而空氣量增加造成混合氣過稀,將導(dǎo)致發(fā)動機怠速不穩(wěn),加速無力,以致熄火。
4、小結(jié)
利用真空表檢查進氣管真空度來排查發(fā)動機故障,在目前還沒有被充分和廣泛的應(yīng)用,究其原因是對發(fā)動機怠速真空度從機理上沒有仔細研究。事實上,真空度能夠反映發(fā)動機各種工況,面對電控發(fā)動機的廣泛應(yīng)用,其故障診斷變得越來越復(fù)雜的情況下,更好地利用和認識真空度對診斷故障可以起到事半功倍的效果。