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2002克莱斯勒PT漫步者P0172故障

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发表于 2016-3-17 11:19:59 | 显示全部楼层 |阅读模式
这个月我们得到了一篇非常棒的案例,由美国西部的CARQUEST TechnicalInstituteCARQUEST技术学院)的讲师Adam Robertson整合的一篇关于2002年的克莱斯勒PT漫游者的案例。

故障情况:
这辆PT漫游者必须节气门全开才能启动否则火花塞会积塞过多的燃油。一旦最终起动了之后,汽车会抖动,但是在转速1200RPM以上可以行驶。如果转到怠速,汽车会发出号叫声并且熄火。尾气管有时会冒出黑烟。检查发现故障灯亮,不断报故障码P0172(系统(空燃比)太浓 (第1排))。除此之外没有其他故障码。

基本信息:
这辆车上装有一个空气压力传感器。在这种燃油控制系统中,适宜的真空度是非常关键的。这辆车行驶在海拔1200多米的地方并且在怠速时真空表汞柱为13英寸。当发动机加速到2500转时汞柱上升到17英寸。氧传感器积污,但当加热到足够的程度时输出固定在1V左右。燃油修正显示混合气过浓,但是燃油闭环控制经常不作用。这辆车进过多家修理厂修过但都没解决问题。

初步设想:
车辆很显然混合气过浓:
   - 过量的油是从哪里来的?
   - 我可以用什么设备来找出这个故障根源?
   - 我应该检测哪个系统?

诊断思路
在这种情况下,首选并没有一个很好的线索来提供一个特定的诊断方向。所以,我决定进行一个快速测试来看看三个关键的地方:1、机械状况。2、点火。3、喷油。因此,我用一个4通道Pico汽车示波器连接到点火系统和喷油嘴,并将一个压力传感器通过管子接入气缸里,测量气缸工作时的压缩状况。这些测试能对发动机工况进行一个快速的了解,包括气缸工作时的四冲程完整的机械状况。
下面这些测量到的都是4缸的波形。

Blog-Adam-Article-1.png

测试条件:发动机起动过程中
红色:4缸喷油信号(同步)
绿色:来自所有气缸的点火噪声(同步)
蓝色:气缸压缩信号

下面将压缩波形放大,并将标尺对好其中两个相邻尖峰处。蓝色波形的每个尖峰代表压缩上止点。相邻两个尖峰之间曲轴转过720度。

Blog-Adam-Article-2.png

首先,我已经移除掉了绿色的点火噪声信号。蓝色压缩波形中,我们看到最大压力值约为140psi,并且波形看上去正常。看看红色的喷油波形,用时间标尺测的喷油脉宽大约为16.5ms。所有的脉冲看上去好像都是一致的。但是确实存在一个问题。这是一个燃油喷射系统,即每个喷油嘴由各自的驱动线圈控制。红色的波形是1缸的喷油嘴电压波形,正常情况下在每个四冲程循环只喷一次油。但实际上我们可以看到在曲轴每720度的转动中,喷油嘴喷了四次油总共66ms


下面的波形是在发动机转速1000rpm下采集的。

Blog-Adam-Article-3.png

虽然气缸的压缩波形直观体现了一下变化,但是我还是将注意力放在这个喷油异常的喷油嘴上。很明显,喷油嘴喷油异常从而造成了喷油过浓,低真空和故障码P0172

分析
首先我们知道,一些执行器的输出,例如喷油嘴,需要正确的“QQT”(输入量,输出量,正时)参数来修正来决定喷油时刻和喷油量。
       输入量(电信号值)是正确的吗?
       观察:喷油嘴每次喷油的电信号值(功率,接地和供应脉冲)都在正常范围内。
       结论:正确,各电信号值是正确的。
       喷油量正确吗?
              观察:喷油嘴每次喷油的脉宽都在可接受范围内,并且喷油量都正确,并且ECM看上去可以进行正确控制。
              结论:虽然总的喷油量过多,但每次喷油的喷油量都是正常的。
       正时正确吗?
       观察:通常情况下,在任何一个四冲程循环中,喷油嘴只喷一次油(一些新式的车上有多次喷油)。在这辆车
        上,喷油嘴在同一循环中喷油多次,有时甚至不喷油。
       结论:正时不正确。
       QQT结论:喷油时有正确的脉冲,正确的喷油量,但是正时不对。

哪些信号参与控制喷油嘴的输出?也就是说,喷油嘴什么时候和多久喷一次油是由是什么决定的?

来看看曲轴传感器和凸轮轴传感器。下面红色的是凸轮轴传感器波形,黄色的是曲轴传感器波形。

Blog-Adam-Article-4.png

下面将波形放大。

Blog-Adam-Article-5.png

放大后,能更容易看到完整的信号和同步状况。根据以往看到过的许多好的波形的经验,我可以断定黄色波形曲轴传感器信号有问题。看上去颠倒了。为了确定这一点,我拿一个来自Thompson汽车试验室的好的曲轴传感器和凸轮轴传感器波形作参考。这提供了一个国产(指英国国产)发动机中60种曲轴/凸轮轴信号中已知的非常好的一个例子。

Blog-Adam-Article-6.png

这两个波形中的凸轮轴传感器信号看上去很相像,但是曲轴传感器信号却有不相同。这辆车的曲轴传感器信号颠倒了,并且占空比不匹配。检查示波器的设置和线的连接,一切正常,线是按照汽车电路图连接的。

解决方法
进一步检查曲轴传感器电路和磁组轮之后,我可以肯定曲轴传感器本身有故障。更换了曲轴传感器之后,喷油,火花塞,和车辆都运行正常,并且真空度也恢复到了正常水平。

更换曲轴传感器后测得的波形如下。
绿色:曲轴传感器波形
黄色:凸轮轴传感器波形
红色:4缸喷油嘴波形
蓝色:4缸压缩波形

Blog-Adam-Article-7.png

最初只有一个故障码P0172(喷油过浓)并不能给诊断提供一个很明确的方向,并且这辆车在好几家店都修过,浪费了很多时间。

这个例子很好的演示了“通过输出来确定诊断方向”这样一种诊断方法。

在常规的诊断中,有些遇到的故障会留下一些关键的线索。例如一些车打火时总是无法成功起动,大多数汽修人员会检查像燃油压力、点火、喷油脉冲和机械完整性等。这都是一些相关的简单的步骤,在先进诊断程序或作业中,很多情况下并不需要太多。

在一些案例中,有的故障码能很准确的指出问题所在,然而有的像本案例中的P0172(系统(空燃比)太浓 (第1排))这样的故障码,就像邮政编码一样,只告诉汽修人员一个大概的范围却不会指明一个准确的“地址”。

随着出现的故障越来越难以捉摸、间歇性以及复杂,要找到正确的诊断方向会变得更加的困难。因为在没有诊断方向的情况下,你不知道使用什么诊断工具,诊断什么部件?

我们可以将模块的逻辑分解成基本的五个部分。任何一个部分中出现的错误都有可能是故障的根源。

1-基本或者默认的程序——这在一些直接的传感器输入中可能是不可靠的,一个默认值或者起始点。

2-输入——这为模块提供了一些必须适应的变化的信息。曲轴传感器、凸轮轴传感器、车速传感器、空气流量计、节气门位置传感器、空燃比传感器、开关等。

3-处理——输入的信号必须经过逻辑的计算和处理,再决定下一步动作或者输出。

4-通信——接受了输入的信号或者经过计算的数据,在进行下一步动作之前,可能还要将这些数据与其他模块共享。典型的就是行车电脑数据网络。记住一点,一个模块接收了输入信号并对之进行处理,另一个模块可能就需要进行相应的动作。

5-输出——输出包括喷油脉冲、点火、各类型的螺线管、马达动作等。

输出需要正确的QQT(输入量,输出量,正时)。在现在的诊断设备和程序帮助下,我们能很快速、很轻易地就获取到这些数据。测量这些输出或者“最终结果”能给诊断提供一些必不可少的线索或方向,就如这个案例中情况一样。另外,在进行诊断时可能一些故障并不明显,但是通过测量一些输出可以找到有效的蛛丝马迹。
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