汽車診斷 數字化專題 之二 —別克新世紀故障診斷數據分析

隨著時代的進步和技術的發展，應用到汽車上的新技術也與日俱增，我們的修車方法也應與時俱進。現代電控汽車都裝有自診斷系統，它可以在汽車運行時監測數據，並在故障發生時把相關的故障信息以代碼的形式記錄下來。這些相關的數據也可以通過檢測儀進行讀取，以便在維修時提供參考。我們可以根據相關數據及其變化量，以及與其它數據之間的聯系來找到故障點。下面就以一輛加速無力的別克新世紀3.0為例，簡要介紹故障診斷數據的分析方法。

故障現象：一輛2000款別克新世紀3.0發動機加速無力，且儀表板上的故障燈常亮。

接車後，首先對該車的動力系統進行了車載自診斷，檢查發現車載自診斷系統已經設置了故障碼DTC P0171，表示燃油微調系統過稀；然後啟動車輛，並使車輛運行到閉環狀態，用汽車故障診斷儀檢測發動機的各項數據，並與正常數據進行對比（如表1所示）。

根據表1所示的實際數據與正常數據的對比，我們很容易發現：MAF數據、長期燃油修正、短期燃油修正3個數據與正常數據有所不同。

空氣流量傳感器（MAF）是一種熱線式的空氣流量計，它通過感知進入發動機的空氣所帶走自身的熱量來計算進入發動機的空氣量，動力系統控制模塊（PCM）利用空氣質量流量監視實際進入發動機的進氣量，並計算主要供油量。進入發動機的空氣量大，空氣流量傳感器感知的數值就大，表示發動機正在處在加速或高負荷工況下，反之則表示發動處於減速或怠速狀態。

長期／短期燃油調整是通過PCM改變噴油嘴脈沖寬度以保持發動機的空燃比盡量接近14.7∶1（最佳比例）。無論是短期燃油調整還是長期燃油調整的數據都可以通過汽車診斷儀進行檢測。短期燃油調整和長期燃油調整之間重要的差別是前者表示短時期的小變化，而後者表示長時期的較大變。

短期燃油調整是汽車發動機電控系統的一部分。當發動機處於閉環狀態時，短期燃油調整將對空燃比進行小的、臨時的修正。短期燃油調整連續不斷地監測來自氧傳感器的輸出電壓，並以0.45V為參考點。當發動機處於閉環狀態時，氧傳感器的信號電壓應在0.1～0.9V的恆定范圍內變化。當PCM監測到的氧傳感器電壓在參考點0.45V附近穩定地變化時，PCM就連續地調整供油量，以保證發動機的空燃比盡量接近14.7∶1。短期燃油調整的數值用-100％～ 100％之間的百分比表示，中間點為0％。如果短期燃油調整的數值為0％，則表示空燃比為為理想值14.7∶1，混合氣既不太濃，也不太稀。如果短期燃油調整顯示高於0％的正值，則表示混合氣較稀，PCM在對供油系統進行增加噴油量的調整。如果短期燃油調整顯示低於0％的負值，則表示混合氣較濃，PCM在對供油系統進行減少噴油量的調整。如果混合氣過稀或過濃的程度超過了短期燃油調整的范圍，這時就要進行長期燃油調整（如圖1所示）。

長期燃油調整值是由短期燃油調整值得到，並代表了燃油偏差的長期修正值。如果長期燃油調整顯示０％表示為了保持ＰＣＭ所控制的空燃比，供油量正合適；如果長期燃油調整顯示的是低於０％的負值，則表明混合氣過濃，噴油量正在減少（噴油脈寬減小）；如果長期燃油調整顯示的是高於０％的正值，則表明混合氣過稀，PCM正在通過增加供油量（噴油脈寬增大）進行補償。長期燃油調整的數值可以表示動力控制模塊已經補償了多少。盡管短期燃油調整可以更頻繁地對燃油供給量進行范圍較廣的小量調整，但長期燃油調整可以表示出短期燃油調整向稀薄或濃稠方向調整的趨勢。長期燃油調整可以在較長時間後將朝所要求的方向明顯地改變供油量。

圖2顯示了車輛全負荷行駛條件下發動機轉速與發動機負載之間的關系。隨著條件的變化，PCM檢查適當的數據組，用於計算准確的噴油嘴脈沖寬度，該數據組數值應為0％。如果短期燃油調整與0％差距較大，長期燃油調整將改變該數值，將短期燃油調整重新調定到0％。

短期燃油調整和長期燃油調整的數值可以幫助維修人員判斷混合氣過濃或過稀是由燃油噴射系統內部故障引起的，還是由相關傳感器故障造成的。

從上述分析可見，長（短）期燃油調整具有以下幾個特點：

1、在閉環工況下起作用；
2、PCM通過對噴油量進行微調來控制空燃比；
3、短期燃油調整是PCM依據氧傳感器的電壓信號進行噴油量的修正；
4、長期燃油調整是PCM通過對短期燃油調整（長時間修正的趨勢）的計算得來的，其目的是盡可能地讓短期燃油調整的數值接近0%，如果長期燃油調整的數值超過5%，則表示發動機系統有故障，應該進行檢查。

長（短）期燃油調整說明：發動機為了實現良好的驅動性能，同時兼顧燃油經濟性和排放控制的最佳組合，采用了閉環空／燃計量系統。在閉環系統中，動力系統控制模塊（PCM）監視加熱氧傳感器（HO2S）信號並基於加熱氧傳感器信號電壓調節供油量。供油量變化可以通過故障診斷儀進行監視的長期和短期燃油修正調整值表示出來。理想的燃油微調值接近0%。如果加熱氧傳感器信號指示混合氣過稀，動力系統控制模塊將增加噴油脈寬，使燃油微調值稍稍高於0%。如果檢測到混合氣過濃，燃油微調值將稍稍低於0%，表示動力系統控制模塊正在減少供油量。動力系統控制模塊控制長期燃油微調的最大值在-25%～ 20%范圍內。動力系統控制模塊控制短期燃油微調的權限在-27%～ 27%之間。在確定燃油微調診斷狀態前，動力系統控制模塊在各種不同操作條件下監視燃油微調，稱為燃油微調單元（如表2所示）。

動力系統控制模塊PCM調節燃油的前提是：車輛必須在表2所示標有“X”的狀態中。

通過上述分析，MAF是提供主要噴油量的信號。發動機控制電腦根據MAF的信號來確定提高或減少噴油量，而短期燃油調整是控制電腦對噴油量過多或過少的實時反饋，長期燃油調整是控制電腦對噴油量總結的規律。

相同轉速下，發動機的進氣量是相同的。上述別克新世紀3.0故障車的MAP信號和EGR數據正常，說明沒有真空漏氣現象，而MAF傳感器感知的進氣量卻比正常的數值少，噴油脈寬和空燃比都很正常，說明噴油量並沒有根據MAF傳感器感知的進氣量的減少而減少，而氧傳感器的跳動數據也很正常，這說明氧傳感器是好的。另外，長期燃油調整值已經接近19%的最大加濃權限，說明電腦正在根據短期燃油調整值在控制增加噴油量，也就是說MAF信號減小後，造成電腦對發動機的噴油量的減少，當反饋信號感知混合氣過稀時，為了保證理論空燃比14.7∶1，電腦會根據反饋信號逐步增加噴油量，直到離理論空燃比最近為止。

通過數據對比，我們很容易找到該車加速無力的故障是由空氣流量計失准造成的。檢查MAF傳感器發現傳感器並沒有髒，而是發現MAF傳感器前部的整流網有太多的雜物，影響了進入MAF傳感器內部的空氣流向，使一部分空氣沒有被MAF傳感器感知到就進入了發動機，所以信號失准，混合氣過稀，從而引起發動機加速無力的故障。清潔MAF傳感器及整流網後，所有數據正常，故障排除。

汽車故障診斷數據分析，是汽車維修和修理中對汽車技術狀況進行檢驗的技術手段，是保證汽車各項性能指標良好的標准。汽車維修技術的提高也就要求檢測方法的標准化。我們只有掌握真正的原理和每個傳感器的作用，找到各個數據之間的聯系，才能快速查找到故障原因。