故障現象
一輛2018年産上汽通用雪佛蘭新邁銳寶轎車,搭載1.5T 發動機和自動變速器,行駛裡程7萬km。用戶反映車輛儀表闆的發動機故障燈點亮,車輛行駛時動力下降、加速無力。該車此前經曆過一次維修,更換了增壓壓力傳感器,并檢查了相關線束,但故障依舊存在。
檢查分析
維修人員接車後試車,确認故障現象與用戶描述一緻。連接診斷儀,讀取到故障碼“P0236——渦輪增壓器增壓傳感器性能”和“P00C7——進氣壓力測量系統,多個傳感器不合理”。查詢技術資料,發動機控制單元ECU設置P0236的條件如下。
(1)當發動機運行時,ECU檢測到的大氣壓力傳感器、增壓壓力傳感器信号不在由發動機轉速、空氣流量計、進氣歧管絕對壓力傳感器、節氣門位置傳感器和渦輪增壓器增壓壓力傳感器所得出的模型範圍内。
(2)在點火開關位于打開位置且發動機不運轉時,ECU檢測到增壓壓力傳感器信号小于44kPa或大于115kPa。
(3)點火開關位于打開位置且發動機不運轉時,ECU檢測到歧管絕對壓力與大氣壓力之差不大于10kPa、渦輪增壓器增壓壓力與歧管絕對壓力之差大于10kPa,以及渦輪增壓器增壓壓力與大氣壓力之差大于10kPa。
診斷軟件的診斷幫助中提到,如果增壓管路漏氣,也會設置此故障碼。于是維修人員對該車的增壓管路采取打壓和肥皂水測試,并未發現漏氣。
而ECU設置P00C7的條件是,ECU檢測到進氣系統中的各壓力傳感器之間的數據不一緻,壓差大于10kPa,且無法将某一特定傳感器确定為故障傳感器。
通過維修手冊中關于故障碼的信息可知,ECU會在發動機運行或不運行時持續監測增壓壓力傳感器,同時與ECU計算出的數據對比。ECU也會監測在特定條件下,該數據是否處于合理範圍内。此外,增壓壓力傳感器的數據還會和大氣壓力傳感器數據以及進氣歧管絕對壓力傳感器數據進行比對。此3個壓力傳感器的數據還會被ECU相互校驗,找出不合理的傳感器。
分析故障碼可知,ECU發現增壓壓力傳感器在發動機沒有運行時的數據不合理。同時,大氣壓力傳感器和歧管絕對壓力傳感器的數據也存在不合理的情況,但尚無法判斷具體是哪個傳感器的數據不合理。
分析凍結記錄可知(表1),設置故障碼時,發動機沒有運轉。因此,先設置的故障碼應該是P0236。然後,ECU又發現這3個壓力傳感器的數據不一緻,不符合邏輯,于是又設置了P00C7。凍結記錄中,大氣壓力傳感器數據100~101kPa,這是正常數據。那麼,不合理的數據應該是增壓壓力或者進氣壓力,結合當前存在增壓壓力不合理的故障碼,所以增壓壓力傳感器損壞很有可能就是導緻出現P00C7和P0236的真正原因。
表1 發動機數據凍結記錄
在發動機不運轉時,正常車輛的增壓壓力傳感器的數據穩定在101kPa,電壓穩定在1.29V。而故障車的增壓壓力傳感器的數據比正常車高,而且會出現波動,壓力數據為103~108kPa,電壓數據為1.31~1.36V(表2)。
表2 發動機處于熱機狀态的數據
增壓壓力傳感器是上拉式信号線傳感器,ECU在信号線上提供5V參考電壓,傳感器内部電路會根據壓力的變化将該電壓拉低。增壓壓力低,反饋電壓就低;反之,反饋電壓會升高。如果信号線上出現電阻大或斷路,ECU得到的反饋信号會高于标準值。
故障車的增壓壓力傳感器數據比正常車高,這種異常數據通常代表傳感器電路中存在異常電阻,或者電路及插接器接觸不良。由電路圖可知,傳感器與ECU之間經過了X115、X150和X3等插接器,這些插接器在上次更換增壓壓力傳感器時都已經檢查過,并且已經對插接器的端子進行過處理。
通過電阻測量得知,傳感器至ECU之間的電阻為6.5Ω,查閱維修手冊中相關電路的标準電阻值,應小于2.0Ω,實際測量值高于标準值。繼續測量,測得X150與ECU之間的電阻為0.5Ω,正常。測量傳感器與X150之間的電阻,阻值為6.0Ω,高于标準值,故障範圍基本确認。
為了進一步确認上述電阻異常與故障現象之間的關系,采用電路跨線的方法進行驗證。用跨接線分别從傳感器插接器和X150上端子的背面插入。測量跨接後的電阻,結果降低為0.6Ω。讀取跨接後的發動機數據流,增壓壓力傳感器的數據變為101kPa,電壓數據變為1.29V。斷開跨接線,數據又變為故障時的狀态。
通過以上的跨線驗證,說明這段導線中存在的電阻,确實導緻了增壓壓力傳感器數據的失準。從傳感器插接器到X150這段導線不再有其他插接器,因此此處存在異常電阻,屬于導線故障。由于隻是電阻稍大,而不是斷路,因此很難找到線束中的異常。最直接的維修方法是将整段線束更換。通過電路圖和以上的信息可知,X115将發動機線束與車身線束相連,X150将車身線束與前照明燈線束相連。電阻異常的線束在X150與傳感器之間,因此屬于車輛前照燈線束。
次日,在訂購線束之前再次确認故障點。此時車輛處于冷車狀态,查看數據,增壓壓力為101kPa,電壓為1.29V,數據正常。測量故障導線的電阻,也變為0.6Ω,正常。相比前一天,車輛狀态的區别隻有溫度,但溫度的變化并不會引起線束電阻出現如此大幅度的變化。
出現當前的情況,可能性最大的是插接器端子的氧化造成了接觸電阻,在溫度高時電阻升高,引發車輛的故障現象。但從電路圖上看,這段位于前照燈線束中的導線沒有插接器。沿着線束進行查找,在X150之後找到了另一個插接器。該插接器連接的是前照燈線束和電子扇線束,增壓壓力傳感器所在的線束,實際上是屬于電子扇線束。
在雪佛蘭邁銳寶的維修手冊中可以找到此插接器,編号為X117(圖1)。根據此前的診斷和測量結果判斷,很可能就是這個插接器造成了電阻升高。再次讀取發動機數據流,在晃動X117時,可以看到增壓壓力傳感器的壓力和電壓數據出現小幅的變動,此後又恢複正常數據且不再變化。至此,确認X117存在端子接觸不良的可能性非常大。
圖1 電路圖上并未标明的插接器X117
故障排除
使用特殊潤滑脂,對X117中的端子進行處理後将車輛交還用戶。一周後打電話回訪,用戶表示故障未再出現。
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