一輛行駛里程超28.2萬km、配置CADA2.0TFSI 155kW發動機以及OB5變速器的奧迪Q5。使用者反映:該車冷車啟動後,在暖機過程中怠速抖動,加速遲滯伴有進氣回火現象,冷卻液溫度達到正常工作範圍後故障現象消失。
故障診斷:
自診斷檢查:故障碼如圖1所示。
自診斷故障顯示燃油測量系統怠速時系統過濃,讀取相關資料流,如圖2所示。
怠速時資料流:混合氣形成長期匹配值:-42.2%、混合氣形成短期匹配值:-25%,表明此時氧感測器檢測到可燃混合氣過濃,發動機控制系統修正空燃比的方向是:減稀,噴油器的平均噴射時間為0.475ms,已經低於正常值。三元催化器後的氧感測器(氣缸列1氧感測器:感測器2)的數值在0.8-0.9V波動,說明尾氣排放異常。
在怠速工況下進行尾氣測量,結果如圖3所示。
圖3中,由於用於故障分析的尾氣測試儀裝置中的氧含量感測器失效,所以氧氣(O2)數值是失真的,故不作為故障分析參考。
怠速尾氣含量:
HC:860 X 10-6、CO:12.87%、CO2:6.9%、NOX:22 X 10-6、X:0.81。
從尾氣檢測結果可以看出,碳氫化合物(HC)、一氧化碳(CO)含量明顯過高,而二氧化碳(CO2)含量過低,過量空氣係數偏低,進一步說明進入燃燒室的可燃混合氣過濃。
造成混合氣過濃的可能原因有:噴油時間過長、燃油壓力偏高、燃油蒸氣控制系統故障、噴油器洩漏、曲軸箱通風混有汽油蒸氣。
從自診斷資料分析可以排除噴油時間及燃油壓力故障;堵塞炭罐電磁閥管路,測試資料流無明顯變化,初步判斷燃油蒸發系統也沒有故障。接下來判斷噴油器是否存在洩漏,將發動機運轉至正常工作溫度後,熄火,觀察發動機資料流中燃油壓力數值如圖4所示。
5min左右,發動機熱量輻射,使密封的燃油導軌中壓力上升至8550kPa,由此可以初步判斷高壓噴器以及燃油導軌沒有燃油洩漏。
根據該發動機燃油供給系統的結構特點,高壓燃油泵由凸輪軸驅動,如果油泵柱塞洩漏汽油,汽油是可以流到曲軸箱內的。結構圖如圖5所示。
由於該車沒有機油尺,於是用其他車型的機油尺伸入油底殼內蘸取機油,發現機油中汽油味道比較大。拆卸汽油泵發現故障點:柱塞處洩漏汽油,如圖6所示。
故障排除:更換汽油泵及機油機濾後故障排除,再次測量資料流,如圖7所示。
發動機怠速時測量尾氣,如圖8所示。
HC:28x10-6、CO:0.00%、CO2:15.64%、NOX:21×10-6、入:1.23。
尾氣排放成分恢復正常。
故陣總結:
(1)冷車怠速抖動、加速遲滯的原因是車輛長時間停放,曲軸箱油底殼內滲入大量汽油。發動機啟動後,暖機過程中透過曲軸箱通風系統汽油蒸氣進入氣缸,造成混合氣過濃。透過燃油修正把噴油時間減少,此時如果加速,又會造成瞬間透過噴射進入燃燒室的燃油過少而出現回火現象。熱車後曲軸箱內的燃油蒸氣大部分被吸入燃燒室消耗掉了,故障現象逐步消失,行駛基本正常。
(2)調校好的汽油發動機在怠速工況下,尾氣中一氧化碳(CO)低於 0.5%,二氧化碳(CO2)為13%~16%,氧氣(O2)為1%-2%,碳氫化合物(HC)低於55×10-6,氮氧化合物(NOX)低於1000×10-6。根據尾氣中各成分的形成機理,透過尾氣測試,有助於對發動機燃油供給系統故障分析。