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发动机EGR阀故障诊断分析

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摘要:

4DB发动机故障灯亮(EGR阀故障)有很多原因,通过对EGR阀故障诊断与分析,强调日常使用减少发动机内部积碳的产生以及定期保养清洗EGR阀与进气管的积碳的重要性,以保证发动机处于最佳的工作状态。

关键词:

废气再循环系统;故障;电压值

发动机是汽车最重要组成部分之一,为汽车提供动力,并影响汽车的动力性、经济性和环保性。发动机分为汽油发动机和柴油发动机两大类,柴油发动机有扭矩大、油耗低、热效率和经济性高等优点。废气再循环系统(ExhaustGasRe⁃circulation)简称EGR,是将柴油机产生的废气的一小部分再送回燃烧室,使发动机的每一个工作点都达到最佳状况,从而使燃烧过程始终处于最理想的情况,最终保证发动机处于最佳运转状态,排放物中的污染成份最低。

1故障现象

瑞风1.9CTI汽车在行驶30000多公里时,发动机故障灯亮,并同时行车没力,排放黑烟大。读取发动机故障码,如果EGR阀开度设定值与实际值的差值超过上限(设定值与实际值正偏差过大),EGR阀被卡在关闭状态;如果EGR阀开度设定值与实际值的差值超过下限(设定值与实际值负偏差过大),EGR阀被卡在打开状态。

2检测方案

发动机ECU实时根据进气压力与发动机转速确定发动机工作需求的EGR率,并实时控制EGR阀开度[1-2]。EGR阀位置传感器实时反馈EGR阀开度,0.1秒内EGR实际开度与设定开度正负偏差过大即出现相关故障,故障灯点亮且发动机限扭(常见故障为车速稳定在80~100km/h之间无法进一步提速,停车关闭钥匙重新启动动力恢复正常但可能再次出现故障)。

2.1EGR阀静态检查将车辆钥匙打开至ON档(不启动),使用诊断仪读取车辆数据流中EGR阀信号输出电压值(也可测量工作状态信号线电压)。正常值应稳定在0.45~1.25V之间(EGR阀关闭)。若所测数值不在此范围内:①稳定在高于5V的某一电压值或稳定在0~0.45V内的某一电压值,根据“EGR阀端子定义及线束测量方法”,如图1检查排除EGR阀线束插接是否虚接、线路是否破损串线;若排除线束问题更换EGR阀;②稳定在1.25~5V内的某一电压,则EGR卡滞在打开位置。拆卸EGR阀,清洗或更换EGR阀。若数值在正常范围内,则进行“EGR阀动态检查”如图2[4]。EGR阀端子定义及线束测量方法如下:①阀1号针脚为传感器5V供电,接插件连接与断开时均为5V;②EGR阀3号针脚为传感器搭铁端,接插件连接与断开时均为0V,与电源地导通;③EGR阀5号针脚为传感器信号线,接插件断开时电压为5V;接插件连接时电压为0.45~5V(注:0.45~1.25V,EGR阀未开启或开启极小目视不可见;1.25~4.85V为正常开启电压范围)。通过测量线束导通性、通断时各线束电压进行相关线束测量;亦可通过“外挂EGR阀测量法”排除线束故障。外挂EGR阀测量法:在故障车线束上直接插接一只确保正常的EGR阀外置于大气中(故障车EGR阀无需拆卸),按照故障工况试车,如故障排除即可排除线束故障。注意:外挂EGR阀测量法仅可排除线束故障,无法确定EGR阀是否发生故障。

2.2EGR阀动态检查启动车辆保持热车怠速,(通过诊断仪读取水温、进气温度数值)保证水温及进气温度在0℃~100℃之间,使用诊断仪读取车辆数据流中EGR阀信号输出电压值(也可通过测量工作状态信号线电压)。此时EGR阀应处于工作状态,诊断仪所测电压值应逐渐升高直至稳定在1.25~4.85V范围内。(1)若诊断仪所测EGR阀信号电压值稳定在0.45~1.25V内不变,则EGR阀卡滞未打开,检查排除线束问题后清洗或更换EGR阀。(2)若稳定在高于5V的某一电压值或稳定在0~0.45V内的某一电压值,根据“EGR阀端子定义及线束测量方法”检查排除EGR阀线束插接是否虚接,线路是否破损串线;若排除线束问题更换EGR阀;如EGR动态测试正常,进行“C针对性检查”。(3)若原车故障存在EGR阀开度设定值与实际值的差值超过下限或EGR阀被卡在打开状态故障码,反复急踩或急松油门踏板检查EGR工作电压是否快速变化,如无法正常变化,则清洗或更换EGR阀。(4)若原车故障存在EGR阀开度设定值与实际值的差值超过上限或EGR阀被卡在关闭状态故障码,则证明低速EGR阀可正常打开关闭但高速状态下EGR开启阻力过大或无法打开。按照以下流程检查。1)检查排除增压压力不足问题(4DB车辆未限扭前最高车速时最大增压压力应在210~230kPa左右,实际以目标增压压力为准):①VNT真空管泄露;②VNT电磁阀故障或线路问题导致不工作;③真空泵工作不良;④控制增压器的阀卡死在全开位置或VNT推杆行程不够(标准在12~14mm);⑤增压器机械故障(增压压力达不到要求);⑥进气系统管路堵塞或漏气;⑦增压压力温度传感器故障;⑧空气控制阀工作不正常。2)检查排除排气堵塞问题(可对比排气压力或直接拆除排气管进行故障工况测试)①排气管堵塞;②消声器堵塞;③催化器堵塞;3)更换EGR阀;4)更换ECU。出现以下故障码:EGR阀持续漂移量超过限值;EGR阀偏差值自学习失败;EGR阀自学习的偏差值合理性故障,产生的原因为EGR阀未进行学习或学习失败,需重新进行学习。注意:更换新EGR阀、清洗EGR阀、调换ECU后均需通过诊断仪进行“EGR阀学习”操作。另外,空气需求量与实际新鲜进气量的差值超过上限(正偏差过大)[5],此故障主要原因为进气不足及EGR废气量过大。按照以下流程进行排查。①EGR阀卡滞在较大位置(积碳较多)EGR卡滞检查可根据“第一部分AEGR阀静态检查+BEGR阀动态检查+C针对性检查①”进行检查排除。②进气管EGR管道漏气(EGR通道向进气管漏气)EGR管路漏气检查各连接处密封情况,并可通过EGR阀管路封堵进行排除验证。如封堵后故障排除即可确定进气管EGR通道漏气,更换进气歧管。③空气流量计故障,检查排除空气流量计装反、堵塞。④增压压力不足,增压压力不足可根据“第一部分C针对性检查-增压压力不足检查部分”进行检查排除[5]。⑤ECU故障,以上故障排除后更换ECU。

3结论

针对EGR阀的故障诊断分析,对4DB发动机汽车的日常使用中应该遵循以下建议:(1)减少发动机的急加速,避免发动机超负荷运转;(2)定期保养,定时对EGR阀及进气歧管清洗;(3)车辆多行驶高速,让发动机在高转速运转时能充分燃烧,减少积碳的产生。

参考文献:

[1]麻友良.汽车电器与电子控制系统[M].北京:机械工业出版社,2006:311-316.

[2]陈洪.发动机EGR阀卡滞问题分析研究[J].机电工程技术,2013(6):199-201.

[3]姚建全.柴油机废气再循环控制系统[P].中国专利:CN204003121,2014.

[4]胡明江.柴油机EGR瞬态参数采集处理与诊断系统[J].振动、测试与诊断,2013(1):122-126.

[5]刘玉梅.汽车节能技术与原理[M].北京:机械工业出版社,2010:130-136。

作者:张云健 单位:广东通达汽车维修服务有限公司

发动机EGR阀故障诊断分析责任编辑:杨雪    阅读:人次