发动机怠速熄火故障诊断与排除

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摘要：本文根据一台日产风度A33轿车发动机怠速熄火故障，在阐述日产ECCS系统基本工作原理基础上，运用数据分析方法对发动机怠速易熄火的故障进行诊断，进而排除故障。

关键词：怠速熄火；混合气过浓；数据流分析；空气流量计

1故障现象

某年7月在东风日产奥通4S店参加教育实践时，遇一辆日产风度A33轿车来店维修，该车已行驶15万公里。据客户反映，该车最近经常出现起动后熄火且车辆行驶无力症状。于是笔者对车辆故障现象进行确认。起动发动机，有时会出现起动后随即熄火现象，路试感觉车辆加速迟缓，动力不足。

2基本检查

故障现象确认后，对车辆进行基本检查。用CONSULT-Ⅲ对ECCS系统进行故障诊断，诊断显示系统无故障码。检测燃油压力，显示正常；检查点火系统，火花塞跳火强，但电极颜色较深，是混合气偏浓的一种异常表现。

3判断验证

进行怠速功能测试。用CONSULT-Ⅲ对怠速系统进行关闭试验、行程试验、全开试验后，发现测试结果正常，排除了因节气门体和怠速马达过脏引起怠速进气不足的可能。读取发动机怠速时的动态数据流，如表1所示。比较发现，燃油修正值和基本喷油脉宽皆超限且表明怠速混合气偏浓。用CONSULT-Ⅲ进行燃油喷射主动测试，将燃油喷射量在±25%范围内进行调整，当增加燃油喷射量，故障现象变得更明显，当减少燃油喷射量，故障现象明显好转，将燃油喷射量减少到-25%时，故障现象消失。这说明故障是因燃油供给系统供油量过多致混合气偏浓引起的。为了查明供油量过多原因，有必要对ECCS系统相关知识作一了解。

4ECCS系统基本原理[1]

4.1基本控制过程

发动机ECCS控制模块以热膜式空气流量传感器和发动机转速传感器信号为主输入信号，确定基本燃油喷射脉宽和点火正时，并参考其它传感器的输入信号综合控制空燃比和点火正时。

4.2输入控制

质量型流量传感器：该发动机使用热膜式空气流量计。它以热膜为传感探头，热膜电阻随温度变化，热膜为惠斯通电桥一部分，通过加热电路使热膜的温度高出周围空气温度一定值，空气流过冷却热膜电阻，为了使热膜的温度和周围的空气温度始终保持一定值而控制流过热膜电阻的电流，再将电流转换为电压信号（0-5V）则得出空气的流量[2]。该车怠速时空气流量传感器信号电压为1.2-1.8V，发动机在高负荷时，信号电压可升至4.0V。发动机水温传感器：当发动机温度升高时传感器中热敏电阻值降低，这个信号在ECCS控制系统中起重要作用。节气门位置传感器：它给ECCS系统提供加速踏板的运动和位置信号，以确定发动机是处于怠速工况还是其他工况。氧传感器：用于监控尾气中氧的含量，是空燃比控制的重要信号。

4.3输出控制

喷油器：当喷嘴打开时，燃油喷射入进气歧管，喷油时间由ECCS控制模块根据输入信号确定。怠速控制阀：控制节气门旁路空气，从而控制怠速转速。空燃比（A/F）反馈修正控制：控制实际空燃比尽量接近理论值，分短期燃油修正和长期燃油修正。短期燃油修正是使空燃比接近14.8：1所进行的短期燃油补偿，前氧传感器的信号反映混合气过浓或过稀，通过ECCS控制喷油器喷油脉宽来调节A/F。长期燃油修正是长期进行的，补偿短期燃油修正与中间值的长期连续偏差的综合性燃油补偿，这种偏差的诱因可能是发动机工作状态变化引起的，如过度磨损或使用环境的变化。

5故障诊断与排除

经上述测试和原理分析可知，导致混合气过浓及怠速熄火的故障因素有以下几个：空气流量计故障；氧传感器性能不良；燃油压力调节器真空膜片渗漏；喷油器渗漏；进气门积炭过多等。因空气流量计在之前的测试中得到的数据参数在标准范围内，故空气流量计因素暂没考虑。检查氧传感器。用CONSULT-Ⅲ对氧传感器进行性能测试。将发动机加速到2000rpm，氧传感器输出电压最高值0.8V，最低值0.1V，10秒内循环6-8次。标准参数范围为0.9-0.1V，10秒内循环五次以上。氧传感器性能正常。检查燃油压力调节器。用真空表对燃油压力调节器做真空度测试，将真空度打到70kPa，等待1分钟，发现真空表缓慢下降，用工具轻敲燃油压力调节器壳体，真空表针向零位抖动两下，拆下真空测试表，闻一下真空表的真空管接头，有较浓汽油味，结合真空表针反映，说明燃油压力调节器膜片渗漏。更换燃油压力调节器，试车，怠速熄火频次确有下降，但偶尔还会发生。检查喷油器。该发动机喷油器位于进气歧管下部，经客户同意我拆下进气岐管和所有喷油器。用喷油器测试仪检测，结果各喷油器均正常。该车型在六万公里以上会因气门积炭引起怠速熄火。检查发现进气门和进气道并未有明显积炭。诊断至此陷入困局。重新梳理思路，决定借用对比分析法来进行故障诊断[3]。采集一台同型号无故障车辆的动态数据流，与故障车的数据流进行对比分析。如表2所示。对比发现，在怠速工况下，故障车的空气流量计输出值相对偏大，燃油修正值超限，喷油脉宽值过高。结合ECCS系统原理，可推断该车故障可能因空气流量计输出电压偏高所致。根据维修手册所给电路图（图1）检测空气流量计线路[1]。拔下空气流量计的线束连接器，点火开关于ON位且发动机未起动下，用数字万用表测量空气流量计输入值。测得接脚2（参考电压）与接地间的电压值为4.8V，接脚4（电源）与接地间的电压值为12.5V，测量结果正常。关闭点火开关，拔下ECCS控制模块的插头，测量73脚与空气流量计接脚3之间的导通性，测量值为0.3Ω，ECCS控制模块接地脚与接地间的电阻值为0.2Ω均符合标准值。将所拔插头全部复原，重起发动机至正常温度。在怠速工况下，检测空气流量计接脚电压值为4.8V，接脚4电压值为13.8V，接脚1与接地间的电压值为1.47V（应为1.25V左右），接脚3为0V。分析以上测量值，空气流量计输入电压值正常，输出电压值相对偏高，由此判定空气流量计本身性能有问题。更换空气流量计，清除自学习值，重新用诊断电脑做基本设定。

6诊断结果确认

经试车，发动机起动迅速，怠速平稳，不再有怠速熄火现象，路试加速顺畅有力。重新读取数据流和尾气检测，运行参数皆正常，故障排除。

7故障原因分析

该车使用日产的ECCS系统，由热膜式空气流量计为主信号控制基本喷油量。如果空气流量计在怠速下输出电压偏高，会引起基本喷油量增加，而进气量是正常怠速进气量，结果导致空燃比偏浓；燃油压力调节器膜片渗漏，燃油不受系统控制而直接进入气缸，进一步加浓了怠速可燃混合气，最终导致怠速熄火或加速不良。

8结语

对于发动机机械和电控相互交织的故障，必须全面深入了解控制系统原理，诊断思路清晰，且能借助诊断设备对系统运行参数进行对比分析、循序渐进、一丝不苟，方能快速准确予以排除。本文叙述的故障排除后，我们将空气流量计失准的数据反馈给日产汽车公司。据日产公司技术人员反馈，某些空气流量计确有性能不稳定的故障并已进行了改良。

参考文献：

[1]日产汽车A33维修手册[M].日产汽车有限公司出版，2000.

[2]刘艳伟，文昊，李文中.BOSCH热膜式空气质量流量传感器分析[J].汽车实用技术，2012（5）：35.

[3]庄磊，袁文奇.东风日产劲克车发动机起动后易熄火[J].汽车维护与修理，2018（06A）：43.

作者：何丕东 单位：大连市技师学院