汽车诊断数字化专题之四——克莱斯勒大捷龙发动机起步熄火

故障现象

一辆1997款装备V6发动机的克莱斯勒大捷龙,行驶里程约14万km,在起步过程中,轻加油门至1200r/min时,发动机熄火,或者怠速会降至400~500r/min,然后转速又逐渐恢复至正常怠速值。空挡加油门时故障现象不出现。

故障诊断与排除

怠速马达和节气门体经过其他修理厂进行过替换试验,但故障依然存在;使用额外补充进气量的办法 (断开一个节气门体后面的真空管),也同样没有解决问题。所以使用DRBⅢ(克莱斯勒专用检测仪)对各个数据进行检测,没发现有错误的数据流。又对供油系统和点火系统进行了仔细检查和测量,均没有发现任何故障。

接下来用检测仪对发动机系统进行检测发现存储以下几个故障代码:

1.氧传感器信号太高或太低。
2.水温传感器故障。
3.节气门开度传感器故障。

利用检测仪的数据流功能,针对以上故障代码逐一检测相关数据流。氧传感器的电压值在0.1~0.9V之间变化,而且电压随着急加油门、急收油门升高或降低,证明氧传器无故障。

再观察水温传感器,其温度值也随实际水温上升而上升,凭经验应与实际水温值相符;检验连接器,也接触良好,无松动或锈蚀情况,分析所存储的代码的原因可能是人为拔开所致,而且其故障也不应该导致发动机的上述故障现象。

又检查节气门位置传感器,检测仪显示的节气门开度随油门开度的变化而变化,而且也能达到最大和最小值,用示波器对其值进行观察,也没有发现断点。

拆下点火线圈(此车有三个点火线圈,每个点火线圈控制两个缸点火,即第1、第4缸共用一个点火线圈;第2、第5缸共用一个点火线圈;第3、第6缸共用一个点火线圈),分别测试每个线圈,三个线圈的次级绕组的电阻分别是7kΩ、6.3 kΩ和7.4 kΩ。符合5-8 kΩ的要求,说明点火线圈无故障。

对高压线进行电阻测试,阻值均在5-10 kΩ之间,除4缸线有些碳痕外,没有发现任何故障。

连接好油压表,启动发动机,油压在3.0kg/cm2(1kg/cm2=98.066kPa)左右,随油门加大稍有一些波动,但完全在2.84~3.53.0kg/cm2的范围之内。检查数据结果见表1。

到现在为止,电控系统出现问题的几率不大了。应该说数据给出的内容有些局限性。通过氧传感器电压偏低、混合比偏稀和MAP偏高的数据不能说明故障位置,而且这些数据是相互关联的,不能确定相互的因果关系,应该检查机械部分。

再试车,凭经验判断,是进气量过少,而且MAP数值也可以证明。为了验证这一分析,将所有影响进气量和检测进气量的元件一一列出,采取逐步分析排除的办法。

这些元件有:怠速马达、节气门体及其传感器、MAP传感器、EGR阀、进气门、排气门、三元催化器、配气正时等等。怠速马达,节气门体及其传感器,MAP传感器,已经检查过,而且没问题。 只有EGR阀、进气门、排气门、三元催化器、配气正时没检查过,而此款发动机是正时链条结构,对于进、排气系统的配器相位一般不会出现机械故障,即使出现,故障会非常明显。所以重点检查EGR系统。经检查,EGR阀密封不严,在怠速时依然有少量废气进入汽缸,导致故障现象的出现。

更换EGR阀后故障彻底消失。检查发动机数据流正常,经过几天反复试车,确认故障排除。

故障分析

EGR废气再循环的作用是在发动机进气行程中,将一部分废气引入汽缸,使燃烧后的废气减少NOx的含量。但如果废气过量,会影响发动机的正常运行,特别是在怠速、低转速、小负荷及发动机处于冷态运行时,降低发动机性能的现象会更明显。因此应根据工况及工作条件的变化自动调整参与再循环的废气量。根据发动机结构不同,进入进气歧管的废气量一般在6~13%之间变化。

在EGR系统中,通过真空通道将排气歧管与进气歧管连通,在该通道上装有EGR阀,通过控制EGR阀的开度来控制再循环废气量(如图 1所示)。EGR阀开启或关闭是由阀上方真空气室的真空度控制,而真空度则受EGR真空电磁阀控制。

ECU根据发动机转速、空气流量、进气管压力、温度等信号控制EGR电磁线圈通电时间的长短来控制EGR阀真空气室的真空度,从而控制EGR阀的开度来改变参与再循环的废气量。

装有背压修正阀的EGR废气再循环系统,在EGR电磁阀与EGR间的真空管路中装有背压修正阀。其功用是根据排气歧管中的背压,辅助控制废气再循环。即当发动机在小负荷工况(废气背压低)时,背压修正阀保持EGR阀处于关闭状态,不进行再循环;只有在发动机负荷增大(排气歧管背压增大)时,背压修正阀才允许EGR阀打开,进行废气在循环 。


排气歧管的背压通过管路作用在背压修正阀的背压气室下方。当发动机处于小负荷工况(排气歧管背压低)时,在阀门弹簧的作用下气室膜片向下移动使修正阀门关闭真空通道。此时,EGR阀在其阀门弹簧作用下保持关闭,因而不进行废气再循环。

当发动机负荷增大时,修正阀背压气室下方的背压升高,使膜片克服阀门弹簧弹力向上运动而将修正阀门打开,使EGR阀上方真空气室有一定真空度,将EGR阀吸开,真空通道打开,从而使废气进行再循环。

通过上面的EGR原理分析可知, EGR在怠速状况和小负荷情况下是不参与工作的,如果此时有一部分废气进入燃烧室,不但会降低燃烧室的温度 ,还会恶化燃烧环境, 阻碍新鲜空气的进入,而影响发动机正常工作。

此车的故障原因就是,怠速时废气进入了混合气中,而这些废气导致的功率损失恰巧影响起步时发动机的正常功率输出,导致熄火或者怠速降低的现象。

汽车诊断数字化专题之四——克莱斯勒大捷龙发动机起步熄火

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