共轨导读
车辆动力不足是车主和维修师傅们共同面临的难题,由于可能的原因众多,排查过程往往颇为繁琐。本文将聚焦于EGR系统,这一经常导致动力不足的故障源头,为大家提供详尽的解析。
故障案例分析
车型:福田奥铃TX
电脑板:EDC17C55
排放阶段:国四
故障现象:载重行车时无法加速,而冷车状态下故障消失。
在面对这种初次遇见的故障时,我们首先需要借助解码器来查看车辆所报告的故障码,以了解可能的原因。
在面对车辆故障时,我们首先通过解码器发现了两个故障码,其中一个指向历史故障。首先,我们关注到了故障P141C,它提示排气制动继电器驱动电路存在对地短路的问题,导致排气制动功能无法激活。经过分析,可能的原因包括排气制动阀的线束故障,如短路,或排气制动阀本身的内部故障。鉴于线束故障的可能性较大,我们决定首先着手排查线束问题。
在故障排查的过程中,我们首先找到了排气制动阀,并仔细检查了与排气制动相关的线束、保险和接头,寻找松动、损坏或腐蚀的迹象。最终,我们发现其中一根线束已经断裂,这可能是导致故障的原因。接下来,我们将针对这一问题进行修复,以恢复车辆的排气制动功能。
第二步:我们接上线束,启动车辆并打开排气制动功能,通过轻踩松抬油门的方式测试排气制动是否正常工作。结果显示,排气制动能够正常激活,发动机故障灯也随之熄灭。然而,试车时我们发现故障依然存在,且故障灯再次亮起。由于车主有急事需要处理,我们约定第二天再继续排查。
第三步:第二天,车主将车辆开回。根据他描述的“热车时加油困难,冷车时正常”的故障现象,我们推测可能与水温有关。检查启动时和热车后的水温,分别为43℃和81℃,显示水温并无异常。这一发现让我们重新审视其他可能的原因。
第四步:在探讨可能的原因时,我的徒弟指出了废气再循环自学习时阀卡滞的问题,并递给我解码器查看。我注意到,与昨天相比,解码器上新增了一个P1037的历史故障代码。这让我开始怀疑,问题可能出在EGR系统上。
第五步:通常,P1037废气再循环阀偏差值自学习时被卡滞的问题,可能是由于EGR阀内部积碳、机械卡滞所致,或者是由于在更换EGR阀或电脑板后未进行适当的自学习所引发。经过仔细检查,我们发现EGR阀的相关线束连接正常,未出现插头松动、损坏或腐蚀的情况。
第六步:在拆卸EGR阀后,我们发现其内部存在积碳,这是导致卡滞现象的主要原因。
第七步:在清洗了EGR阀并重新试车后,我们发现车辆加油顺畅,且无故障码显示,说明故障已成功排除。
案例分析:此故障根源在于EGR阀的卡滞,它阻碍了车辆的正常进气,进而导致动力不足。当车辆冷启动时,EGR阀并不参与工作,因此不会影响动力表现。然而,随着发动机温度的升高,EGR阀需要开始工作,其卡滞问题便暴露出来,导致热车状态下无法顺畅加油,进而引发动力不足。
EGR废气再循环系统原理
车辆尾气中存在两大主要污染物:氮氧化物(NOx)和PM颗粒物。这两种污染物的生成条件各异:高温富氧环境下,氮氧化物(NOx)得以产生;而PM颗粒物则主要源于燃料的不完全燃烧,简言之,即燃烧温度较低时易生成PM。这一现象引发了一个难题:为了减少这两种污染物的排放,必须平衡燃烧温度与污染物生成之间的关系。
EGR废气再循环系统正是基于这一原理进行设计的。它巧妙地利用了氮氧化物在高温富氧环境下产生的特性,通过EGR控制阀将燃烧后的废气引入进气管,与新鲜气体充分混合后进入气缸进行燃烧。这一过程不仅增大了混合气的热容量,使得相同量的混合气在升高相同温度时需要更多的热量,进而有效降低了最高燃烧温度。同时,废气对新鲜充量的稀释作用也降低了氧的浓度,从而显著抑制了NOx的生成。
2. EGR系统控制
EGR废气再循环系统的控制策略是关键。它涉及到EGR阀的精准调节,以确保废气能够有效地引入进气管并与新鲜空气混合。这种控制不仅需要监测发动机的工况,还包括对废气引入量的精确计算和调整,从而实现对NOx生成的有效控制。
1、EGR率及其影响
EGR废气再循环系统中的EGR率是一个至关重要的参数。它直接关系到车辆的动力性能。当EGR率过高时,燃烧速度会减慢,导致燃烧的不稳定性,进而影响动力性和经济性。而EGR率过低,则无法满足NOx排放法规的要求,同时可能引发爆震和发动机过热等问题。因此,EGR率必须根据发动机的实际工况进行精确控制,通常将其维持在10%~20%的范围内。那么,什么是EGR率呢?简单来说,它就是废气再循环系统引入的废气量所占的比例。
2、EGR控制策略
提升EGR率有助于减少NOx的排放,但同时也会导致HC排放和燃油消耗的上升。因此,在制定EGR控制策略时,必须综合考虑发动机的动力性、经济性以及排放性能。
1)仅在发动机热态时启用EGR。当发动机温度较低时,NOx的排放浓度也会相应减少,此时为了确保燃烧过程的稳定性,应避免在冷机状态下进行EGR。
2)在发动机的起动、暖机、怠速以及低负荷运行阶段,由于冷却水温度和燃烧温度相对较低,NOx的排放浓度同样较低。为了防止对燃烧过程造成不利影响,这些情况下应保持EGR阀关闭,废气不参与气缸内的循环。
3)当中负荷运行时,发动机条件通常满足NOx的产生要求。此时,EGR阀开始工作,将部分废气引入进气歧管,从而实现对NOx排放的有效控制。
4)当发动机处于大负荷、高速运转状态时,为了确保其良好的动力性能,混合气体会变得较为浓厚。在此情况下,NOx的排放生成物相对较少,因此可以选择不进行EGR操作或适当降低EGR率。
5)EGR率确实需要根据发动机的负荷和转速进行相应调整。特别是在高负荷情况下,为了充分利用发动机的功率输出,通常会增加混合气的浓度,此时EGR率则相应减少,甚至可能完全关闭EGR阀。
接下来,我们将深入了解EGR系统的构成。EGR系统主要包括EGR冷却器、EGR阀、EGR管以及ECU等关键组件。
4)EGR系统的冷却功能
由于EGR引入的废气温度极高,若不经过适当冷却而直接引入气缸,将会降低新鲜空气的充气效率,进而影响发动机的动力输出。然而,通过采用所谓的冷EGR技术,即对再循环的排气进行冷却,可以显著减少进入缸内的新鲜空气的损失,从而有效避免大负荷燃油经济性和排气烟度的恶化。
EGR冷却器通常可以利用柴油机的冷却水进行冷却,但需注意,其降温效果有限。更为理想的是采用空气直接冷却的方式。目前市场上已经成功投产的EGR冷却器,能够在不同的工况下使EGR温度降低50-150℃,同时使NOx的排放减少约10%。
5)EGR阀的控制原理
EGR阀通常采用两种控制方式:真空EGR和电动EGR,其工作原理有所不同。接下来,我们将详细探讨电动EGR阀的工作原理。
电动EGR阀是一种由PWM信号驱动的比例电磁阀。在运行过程中,电控单元(ECU)会依据发动机的当前工况来决定所需的EGR量,即EGR阀的开度。然后,ECU会根据预先设定的标定参数,确定PWM信号的脉宽,从而实现对EGR量的精准控制。此外,电动EGR阀还配备了阀口开度传感器,能够实时监测并反馈阀口的实际开度给ECU,形成闭环控制,确保EGR量的精确稳定。
(2)真空EGR阀的工作原理
ECU会依据传感器提供的信号来计算所需的EGR率。随后,ECU会确定EGR电磁阀中脉冲信号的占空比。这个占空比的大小将直接影响EGR电磁阀的开启时间。占空比越大,电磁阀的开启时间就越长,从而使得真空阀的真空度增加,进而导致EGR阀的开度增大,EGR率也随之上升。相反,如果占空比减小,那么EGR电磁阀的开启时间就会缩短,真空阀的真空度降低,EGR阀的开度减小,最终使得EGR率下降。
6. EGR系统常见故障分析
EGR系统在运行过程中可能会遇到多种故障,这些故障可能会影响到系统的性能和排放效果。因此,对EGR系统的常见故障进行分析和诊断,对于确保系统的正常运行至关重要。
1、若EGR阀无法开启或废气流通受阻,将引发以下故障:
1)当车辆加速时,会发出类似“砰”或“咻”的声响,这是由于EGR阀无法正常开启或废气流通受阻导致的爆燃现象。
2)同时,氮氧化合物NOx的排放量也可能超标,因为EGR阀的故障影响了废气的正常循环和处理。
2、若EGR阀在开启过程中出现卡滞,或始终只能部分开启,那么车辆可能面临以下故障:
若EGR阀在开启时出现卡滞,或只能部分开启而无法完全打开,这将导致车辆面临一系列故障:
- 发动机的怠速将变得不稳定,甚至可能出现频繁停机的现象。
- 发动机的运转将受到影响,表现为动力不足,无法达到预期的加速效果。
- 发动机排放的黑烟量可能增加,影响车辆的环保性能。
3、若EGR阀出现积碳结胶或积碳严重,将引发以下不良现象:
1)EGR无法回位,导致发动机工作异常。
2)动力输出下降,车辆加速无力。
3)启动困难,甚至无法启动。
若出现上述不良现象,应进行EGR系统故障排查。在怠速状态下,拆下EGR阀上的真空软管,观察发动机转速是否发生变化。然后,用手堵住EGR阀的出气口,强制关闭EGR阀,并再次观察发动机转速的变化。通过这些步骤,可以初步判断EGR阀是否出现积碳结胶或积碳严重的问题。
此外,若车辆报出与EGR阀相关的故障,可能是由于EGR阀线束故障或数据问题所致。在需要更换EGR阀时,务必进行EGR阀自学习,以确保更换后的EGR阀能够正常工作。自学习可以通过使用解码器或让车辆行驶一段距离来完成。
8. EGR阀线束检测:(以EDC17C55为例)
EGR阀的控制线具有两个电压状态,分别为约1.4V和0V。而其供电线则维持在5V的电压水平。在检测EGR阀的0V控制线时,可以利用万用表的蜂鸣档,此时应听到连续的蜂鸣声,并且电阻值约为0Ω,表示线路畅通。此外,飞线法也是一种有效的判断线束通断的方法。
EGR系统是发动机中的重要部分,它通过控制废气再循环来降低发动机的氮氧化物排放。在排查EGR系统的故障时,我们需要注意其控制线和供电线的电压状态,以及利用万用表和飞线法等方法来判断线束的通断情况。希望这些信息能对大家有所帮助,若有任何疑问,欢迎在评论区留言交流。
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