1.故障现象。 辆2014年款别克新GL8商务车行驶里程约5万千米,搭载型号为LFW的3.0LV形6缸双顶置凸轮轴、燃油直接喷射SIDl发动机及型号为6T50的6挡速自动变速器。用户反映:该车起动后发动机抖动,故障指示灯开始时闪烁,后来就一直点亮。 2.检查诊断。 维修人员首先验证车辆故障现象,启动发动机,确有较明显抖动现象,发动机故障指示灯点亮。于是用专用故障诊断仪GDS2进行检测,有1个当前故障码P03000检测到发动机不点火,如图4-120所示。也就是发动机某一缸可能存在缺火、工作不良的故障维修人员用GDS2进一步检测发动机数据中的不点火数据,如图4-121所示,发现其中第4缸的缺火计数不正常。4缸当前的缺火计数为130,而其他缸计数是正常的。4缸缺火历史计数达到1140,而其他缸历史计数同样是正常的0。说明故障出在4缸,而且是比较明显和严重的。据此将4缸的火花塞、高压线圈与其他缸对调,但故障依旧出在4缸,对4缸
的火花塞进行跳火测试及缸压测量,并与其他缸进行对比,结果都一样,是正常的。维修人员怀疑是积炭过多导致的问题,于是进行燃油系统及进气道的清洗,但清洗过后故障依旧。
根据以上检查分析,点火、进气及机械方面故障可能性可以基本排除,于是维修人员进行喷油器的相关检查。首先查看4缸喷油器和高压燃油泵控制线路,如图4-122所示,先对其控制线的控制电压进行测量。因为其他缸工作是正常的,为了直观地了解4缸是否正常将4缸与2缸测量数值对比。在车辆启动且未断开线束插头的状态下,用万用表在X109插接器的8号、9号端子测得2缸4902号及4缸4904号喷油器控制线路电压分别是9.02V和9.08V,如图4-123所示,数值有轻微差别,无明显异常。然后进一步对4缸4904号及4804号喷油器控制线路进行测量,也没发现断路、短路和接触不良等异常。
接下来对喷油器进行检查。维修人员先拆除上进气歧管,并拆检喷油器,并未发现异常,于是对调2缸与4缸的喷油器,装好后再次试车,但结果4缸仍然缺火。以上的针对性检查,点火、进气、机械、线路和电路控制都没有发现问题,这时有些迷茫梳理思路后,维修人员认为前面使用万用表所测的控制电压9.02V不一定完全能说明控制线路没有问题。由于此车配备的是燃油直接喷射系统,不能通过拆出喷油器进行通电测试来查看实际的喷射情况,因此重点还是检査喷油器的电路控制。
维修人员恢复好车辆,然后在Ⅹ109插接器的8号、9号端子处用示波器测量2缸及4缸的喷油器控制线路的控制电压波形。将示波器设好电压幅值单格为20V、时基为100μs，
最后测出4缸喷油器控制线路波形如图4-124所示。对比2缸与4缸的喷油器控制线路波形,可发现明显的不同:正常2缸的喷油器开启电压可达60V,如图4-125所示,面维持开启的电压为一定占空比的14V电压,但是4缸喷油器开启电压不到20V,这是不足以打开高压喷油器阀门的,最终导致不能有效喷油,出现发动机缺火故障。
是什么原因导致4缸的高压喷油器开启电压不能达到60V,而只有不到20V?根据电路图可知,喷油器的控制电压是由发动机控制单元(ECM)控制输出的,而前面对相关控制线路的测量结果是完全正常的,因此导致开启电压不足(只有20V左右)的原因只能是ECM本身存在故障了。
3.故障排除。
更换发动机控制单元(ECM),发动机抖动及故障灯点亮故障完全排除。
回顾总结:此车配备的是燃油直接喷射SID系统,由于喷油器位于燃烧室中,直接喷油需要很高的燃油压力,燃油压力必须高于压缩压力,需要一个高压燃油泵。为了达到高的燃油压力,喷油器开启还需要更大的电压。发动机控制单元向每一个高压喷油器提供单独的高电压控制电路,以60V以上电压控制每个喷油器。发动机控制单元通过向控制电路提供搭铁,使每个喷油器通电。发动机控制单元通过增压电容器使喷油器开启电压达到60V以上,电容器通过喷油器放电,允许初始喷油器打开,之后喷油器在常规蓄电池电压下保持开启。而此车故障就是由于发动机控制单元不能提供60V电压所致。
此故障案例的排除过程走了弯路,当然这受限于我们对检测工具的选用,万用表只能测出最后综合电压9.02V,但不足以表现整个过程,所以选用行之有效的工具将有助于故障的排除。
