赛欧轿车发动机动力不足故障诊断与排除

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摘 要：本文介绍了赛欧轿车发动机动力不足故障诊断与排除过程，利用数据流详细分析了动力不足的可能原因，建立正确诊断思路，最后通过检修排除故障。

关键词：动力不足；故障；数据流；检修

中图分类号：U472 文献标识码：A

一辆02年款上海通用自动挡赛欧轿车，因发动机加速无力故障在山区里进出不得，请求维修帮助。考虑到该车故障原因不明，又远在山区，携带一些常用维修工具和车博士V30诊断仪进山抢修。

据车主反映，该车发动机无力，平路车速达到80km/h，稍大一些的坡道就爬不上去；水温高；怠速不稳，挂档起步易熄火；油耗很高。请当地的修理人员检修过，清洗喷油器和节气门体，更换汽油泵、火花塞、节气门位置传感器、散热器等，故障没有排除。

接车后首先进行常规检查，发现该车长期缺乏保养，维修也不规范。发动机和自动变速器均漏油，碳罐真空管脱落，喷油器插头松动，电线破损，正时皮带罩破裂，正时皮带被刮磨严重等。试车发现空车加速发闷，有缺缸现象，转速只能缓慢提升，有时能上到3000多转/分；制动踏板较硬，真空助力明显不足。其它故障现象基本如车主反映。

连接诊断仪读故障码，没有发现故障码；接着读数据流，数据流显示出发动机工作不正常的一些迹象。为便于分析和说明，将实测数据流和该型车的典型数据流（部分）列表如下，见表1。

通过数据流对比发现，IAC（节气门位置传感器）位置、发动机负载、MAP（绝对进气压力传感器）、喷油器1指令、氧传感器、短期燃油调整、长期燃油调整、点火提前角等参数均大幅度偏离正常数值，发动机的故障信息肯定隐藏其中，但哪些数据指示出真正的故障原因？在修理之前，通过对数据流的分析，希望指引出正确的维修思路。

发动机电控系统的核心任务是实现对空燃比和点火提前角的精确控制，同时兼顾发动机怠速等其它控制。这些控制均需准确地测量发动机的工况参数。从控制原理上看，电控单元（ECU）采集工况参数后，只是机械地执行设定的程序，通过查表、计算等，形成控制指令，然后输出控制执行器。也就是说，如果输入的参数并不能真实地反映发动机的实际情况，ECU输出的指令就会出现偏差，导致控制的结果也偏离正常的状态。需要指出的是，为了提高控制的精度，现代的电控系统均加入反馈控制，即安装传感器对控制的结果进行检测，然后根据偏差修正控制量，这些反馈的信号也属于输入参数。

该车最主要的故障现象是加速无力，动力不足。从内燃机的工作本质上看，发动机的动力输出取决于气缸内混合气的正常燃烧过程。具体而言，主要有三个方面的影响因素：足够的缸压；正确的空燃比；足够的点火能量和正确的点火时机。下面从这三个方面逐一分析：

（1）数据流里没有缸压的数据，但可从其它方面进行初步判断

①据车主反映，该车在出现故障之前车速能够达到100公里/小时以上，动力尚可；②观察排气无蓝烟，说明发动机的磨损还在许用范围；③之前在修理厂修理时，曾拆下排气管试车，说明排气管不堵。这些情况说明缸压不是这个故障的主要影响因素，可暂不考虑；如确需必要，后续再进行缸压测量。

（2）是否具备正确的空燃比

数据流里显示的喷油器1指令脉宽6.80ms，明显比典型数据大很多。但空气/燃油比为14.60：1，说明该喷油量是按照理想的空燃比配制的，因为根据MAP（绝对进气压力传感器）79 kPa和发动机900 r/min等参数计算得到进气流量为86.52 g/s，以此再计算出的基本喷油脉宽（小于6.80ms）不会有错。倒是氧传感器一直保持在30mv左右的低电压信号显得不正常，它告诉ECU现在的混合气偏稀，需要增加喷油量加浓，所以短期和长期燃油调整数据均出现大幅度正向调整（分别为42%和35%），其结果必然导致混合气偏浓，这也可从排气管排出轻微的黑烟得到验证。

那么，绝对进气压力传感器输出的数据可信吗？从几个工况的电压变化来看，特别是不着车时显示101 kPa的数值（表中未列出）与大气压力值相符，说明该传感器及其传送的信号是正常的。这也能解释为什么制动真空助力明显不足，因为绝对进气压力大了，真空度数值必然就小。

但是，此时的节气门（TP）角度为0.00%，处于怠速状态，发动机转速900 r/min，IAC（怠速空气控制阀）位置计数值却达118。这说明两个问题：①MAP检测到79 kPa的绝对进气压力是由于IAC（怠速阀）的过大开度导致的（在常规检查时未发现进气管路漏气，包括真空助力器及管路）；②气缸内混合气燃烧做功效率很差。

赛欧轿车的怠速采用闭环控制方式，ECU根据冷却液温度设定目标怠速，曲轴位置传感器检测实际的发动机转速，ECU比较两个转速的差值后输出控制指令，通过改变点火提前角和IAC的开度来调节怠速值。当发动机的实际转速低于设定怠速时，ECU将通过加大点火提前角和增加IAC的开度提升发动机的转速；反之亦然。由于发动机转速对于点火提前角的变化反应更快，对于小范围的转速波动，采用这种“转速快调”方式。但点火提前角只能在一定范围内调整，对于更大的转速变动，ECU将通过增减IAC的开度来调整，即“转速慢调”。

根据上述的控制原理，发动机为了维持900 r/min的转速，IAC（怠速空气控制阀）的开度值需要达到118，换算成进气量为86.52 g/s，已三倍于正常值。这些空气量与6.80mv脉宽产生的喷油量混合，虽然形成的混合气偏浓（有黑烟产生），但只要点火正常，产生的动力应该不止只有900 r/min的转速；换言之，在这个转速下，发动机的负载率已经达到45.38%，相当于发动机需要克服很大的阻力。那么导致气缸内混合气燃烧做功效率很差的原因是什么呢？最大的可能性是点火不正常。

（3）是否具有足够的点火能量和正确的点火时机

根据经验，该发动机能够维持怠速运转，慢加速转速也能上到3000 r/min左右，此时的火花强度应该不是主要因素。问题集中在点火时机，即点火提前角上。查看点火提前角数值2°，且数值在上下变动，大的时候可达8°，虽然比典型数据偏小，但也不能说其不正常。因为根据上述原理，这个点火提前角只是此时工况参数输入ECU后经过查表、计算的结果。根据点火提前角map图可知，点火提前角随转速升高而加大；在转速一定的条件下，随进气量增大，点火提前角相应是要减小的（非线性）。

V30诊断仪没有提供该车爆震及其调整数据，给分析诊断带来一定困难。但通过上述分析，基本明确三方面影响因素的关系，即点火时机为首，混合气空燃比次之，最后才是缸压。为此，确立以下维修思路：

（1）点火系统

①重点检查确定点火时机的记号，即曲轴位置传感器及信号盘的安装位置。

②检查各缸火花质量。

（2） 供油系统

①检查氧传感器及线路的好坏。

②检查各缸喷油器的工作情况。

（3）检查缸压

确立维修思路后，根据主次因素和难易原则，对该车发动机做如下检修：

（1）拆出四个缸的火花塞，接于分缸线上，用V30自带的元件测试功能，检查整个点火系统的性能，火花较强，满足点火条件，装复。

（2）检查曲轴位置传感器，安装正确；检查曲轴位置传感器信号轮，发现该信号轮与曲轴皮带轮做成一体，外观看无异样。用工具尝试转动曲轴皮带轮，发现紧固螺栓似有松动。拆下检查发现，由于紧固螺栓松动，在皮带阻力的作用下，曲轴皮带轮键槽与正时皮带轮上的凸键互相挤压磨损，导致曲轴皮带轮与曲轴的相对位置沿着发动机转动方向逆转一定角度（估算约有20-30度），即曲轴皮带轮上的点火信号标志相对于一缸上止点位置延后20-30度。对于曲轴位置传感器而言，这个机械错位是感应不出来的。真正的故障原因找到了。

由于没有配件更换，作为应急维修，对磨损的曲轴皮带轮键槽焊接修补。装复试车，发动机加速有力，动力不足的故障基本排除。

（3）随后检查氧传感器，在进气道喷入一定量的化油器清洗剂，其输出电压无变化，判断氧传感器已经失效。拆下检查，发现氧化锆元件早已烧毁。

（4）后将车开回修理厂进一步检修，清洗喷油器时发现二缸喷油器雾化不良；一缸喷油器因乱接电线而接触不良，导致发动机时有缺缸现象。更换二缸喷油器和氧传感器后，发动机的工作完全恢复正常。

维修总结：维修电控系统的车辆，故障诊断仪是必备检测仪器。充分利用诊断仪提供的信息，仔细分析数据流之间的因果关系，结合故障现象构建“数据链”和“证据链”，建立正确的维修思路，对故障的诊断与排除可以起到事半功倍的效果。现在还有很多修理人员仅凭经验和换件修车，对故障的本质认识不深，难免会走弯路。

参考文献

[1]卞光荣，周光胜.赛欧轿车发动机故障诊断1例[J].汽车维修， 2011（10）.