行驶里程约2.8万km,搭载1.6 L发动机和6速双离合变速器的2014年新福克斯。该车因发动机怠速抖动进厂维修。据驾驶人反映,该车长时间在市区行驶后会出现发动机怠速抖动故障,高速行驶没有问题,车辆的行驶性能不受影响,加速换挡都很平稳。
故障诊断:接车后首先试车,陪同客户路试车约1 h,没有出现客户描述的故障现象。连接故障检测仪IDS读取发动机系统故障代码,无故障代码存储。利用IDS做网络测试,所有模块都合格,说明相关模块的供电和搭铁都正常。经询问客户得知,该车之前针对该故障进行过喷油器和节气门的清洗,笔者重点检查了节气门体及其相关线路,均未发现异常。因为客户有事不愿将车辆留厂,于是笔者将车辆的节气门体与试驾车做了对调后,客户开车离厂。
第3天早上该车再次进厂维修,发动机怠速抖动严重,有时发动机转速降到300 r/min,发动机故障灯、蓄电池报警灯和机油报警灯异常点亮。利用IDS读取发动机系统的故障代码,无故障代码存储;读取发动机系统的数据流发现,发动机进气流量变化较大(图1),正常情况下发动机怠速时的进气流量应该是1.8g/s左右。根据读取的数据流和故障现象分析,导致该故障的可能原因有:进气系统故障及其相关线路故障、信号有偏移或者干扰、发动机控制单元故障、系统程序有误、燃油供给系统故障。
首先对发动机控制单元(PCM)的标定做了升级,对节气门体、空气流量传感器、喷油器的相关线路进行检查,均正常。根据之前该车型出现过进气流量信号受到干扰的情况,将空气流量传感器的线路进行了屏蔽并且对该线路的SP190铰接点做了焊锡处理,对调了空气流量传感器后试车,故障现象消失,读取发动机系统的数据流,均正常,路试了约20 km后,故障未重现。因为客户已经多次维修,不敢贸然将车交付给客户,第2天早晨再次上路试车,行驶约0.5 h后故障再现。回厂后接上燃油压力表查看燃油压力,燃油压力始终为390 kPa。将燃油滤清器拆下查看燃油品质,燃油品质良好。将该车的喷油器与试驾车的喷油器进行了对调后试车,故障未排除。最后又将发动机控制单元与正常车进行了对调测试,故障仍未排除。
根据故障的现象及读取的发动机系统数据流来看,故障应该出在进气系统上,于是又重点对进气系统做了检查,确认该系统各个部件不存在问题,至此维修陷入僵局。再次对发动机系统的数据流进行仔细分析发现,发生故障时的发动机转速也出现了为0 r/min的情况(图1C),但是实际运行过程中发动机并没有出现熄火的情况,PCM应该不会接收到发动机转速为0 r/min的信号。该车的怠速控制逻辑应该是进气量取决于节气门的开度,节气门的开度取决于PCM信号,PCM接收曲轴位置传感器(CKP)、冷却液温度传感器、氧传感器等信号后根据内部的逻辑对节气门开度进行调整,控制进气量和调节喷油量。该车发生故障时PCM接收到不断变化的发动机转速信号,甚至有时候出现发动机转速为0 r/min的信号,PCM接收到此转速信号后,对节气门的开度进行调整补偿,才会导致进气量不断变化,从逻辑上来看是发动机转速改变后影响了发动机的进气量。由此分析故障原因应该是曲轴位置传感器信号,查看相关线路图得知,CKP信号是通过2根线直接送到PCM。因为该车是新购不久,线路发生故障的概率很小,PCM已经与正常车辆对调过,于是首先对CKP进行检查。该车的CKP安装在飞轮盘侧,将CKP拆下后发现该传感器头部吸附了大量金属片,同时对比正常车的CKP发现,该车的CKP头部还有两道划痕,CKP受到污染导致信号失真,提供了不真实的当前发动机转速,PCM收到错误转速信号后调整节气门开度,从而造成此次故障。
故障排除:更换曲轴位置传感器,并且对飞轮盘侧、变速器内进行了清理,多次路试故障均未再现,一个星期后回访客户得知车辆一切正常,至此确认故障排除。