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车辆信息：福特Fiesta（嘉年华） 年份：2001 症状：P0301，发动机缺火 作者：Steve Smith （英国Pico公司）
这个案例研究的主题与其说是“我们怎样管理诊断故障的问题”，更多的是关于在诊断零部件的故障时，我们进行处理的时候有更多的选择。
解码器、示波器、万用表、压力表、气体分析仪、跳线、霓虹灯、功率探头、夹钳及烟雾机（这只是罗列了其中一部分）这些工具都是常见的，而我们在进行测试时对选择什么样的工具也非常纠结，选择正确的工具能够在恰当的时刻得到正确的结论（引用Jams Dillon的话）。
现在我们有一个2001年 1.3 16V的福特嘉年华，客户抱怨只要发动机运行就会产生缺火。车辆停在本地的Ives 汽车修理厂（Kevin Ives拥有并经营），我们经常去那里对车辆产生的故障进行检测并收集真实的生活中的数据。
比较直接的是，解码器显示这辆车的诊断故障代码（DTC）：P0301-检测到1号气缸缺火。这是一个永久故障代码并且1号气缸永久性缺火证明了1号气缸的喷油器有故障。然而，我希望提到原因不会阻止你进一步的阅读这篇案例，我们从一开始就知道车辆缺火的原因，因此在这里证明的其他问题是：
“我们能否在最终的测试中采用其他技术来证明是喷油器的故障？”
想象一下一辆有相同症状的车开到你的修理店，你会如何进行检查呢？我猜正如Kevin一样采用车辆的解码器进行检测，然后自己查看一下，随后进行4缸的检测，以及用示波器（电压和电流）对喷油器进行检查。所有这些检查的结果都归结为喷油器的故障，这个一致性的结果让客户非常满意。
在这个时候，我想后退一步在刚才的诊断过程中增加更多的测试。我希望这些测试能够突出诊断过程中的其他选择，同时提出这个看起来很明确的故障诊断所存在的隐患。
解码器是允许技师来记录错误代码的第一个端口，并且评估实时数据找到参数错误，比如燃油修正、lambda、氧传感器活跃性以及缺火次数等。
我们能够很快建立缺火气缸和一个稀薄的发动机运行条件，并确认使用一个4气体分析仪进行测试产生以下结果。
这里关于缺火检测 随便提一句就够了：
当一个气缸缺火被检测出来后，PCM能够很快切断燃油注入这个有故障的气缸（催化剂保护—排放法规）。
因此如果造成缺火的原因是“不产生火花”，PCM将会切断燃油进入相关的气缸，技师就会得到4缸缺火的测试结果！
所以我们怎样得知我们的4气体分析仪的测试结果是故障的症状而不是故障的原因呢？
故障码被清除后，起动和运行发动机，使用Pico示波器来监测1号气缸的喷油器信号是相对容易的。
为了决定哪一个气缸该被换掉（缺火评估），PCM需要从大量的传感器中获得数据。在这宝贵的几秒钟时间内，传统的燃料仍将使用，并且我们的4气体分析仪测试结果会展示出真实的排放值。
高CO含量最终变为低CO和高O2含量（一旦喷油器被切断），这表示了缺火与浓厚的混合气条件相关（燃油因此必须在喷射之前切断）。
从发动机起动开始持续的低CO含量和高O2含量表示了不受PCM控制的稀薄条件下的缺火（在稀薄条件下4气体分析仪测试首次展示了喷油器信号）
对于嘉年华这个案例，在1号气缸喷油器信号自始至终保持稳定的条件下（不切断喷油器），我们的CO含量水平较低而O2含量水平较高。
因此我们的缺火是由于不受PCM控制的稀薄条件导致的。
以下波形是1号气缸和2号气缸的喷油器信号叠加进行比较的结果。
使用Pico示波器中的参考波形，我们能够捕捉到1号和2号气缸喷油器的电压和电流信号，并对它们进行相应的直接比较。我们的注意力立刻就被吸引到波形中的这块隆起的部分。
1号气缸喷油器电压信号很明显缺失了隆起的那部分波形（蓝色波形）。喷油器波形隆起部分的形成是由于喷油器的销轴穿过闭合的电磁绕组的核心，扰乱了路线的磁场，并揭示了这一事件的感应电压衰减。波形隆起的缺失证实了没有喷油器被关闭，这也代表了没有喷油器被打开，因此导致缺火。
注意：喷油器电流波形的下降沿代表打开喷油器（轴销升力点）的时刻，但这一次，喷油器1和2的电流没有区别。因此在评估喷油器时不要只依靠电流的波形，应该同时参考电压和电流波形。
鉴于以上信息，我们有足够的证据保证对喷油器进行替换。然而，下面有一些额外的测试，你可能会希望考虑，来毫无疑问的确认我们所需要的喷油器。
用耳朵听一下喷油器怎么样（一个非常简单和非侵入式的测试）！伴随着喷油器操作的是比较有特点的滴答作响的声音，这会随发动机速度的增加而频率增加，并且会在超速燃油切断时停止。这个车辆的故障喷油器产生正常的滴答声！如果我们能够使用我们的Pico示波器将滴答声可视化，是不是就能够辨识一个喷油器的故障？
使用NVH套装，我们能够简单的利用加速度计（包含在工具箱内）来听一下喷油器的操作，更重要的是，提供一个视觉的显示。
虽然能够听到滴答作响的声音，但通过通道D（黄色轨迹）揭示了1号气缸喷油器的不活跃性。只将加速度计连接到1号气缸喷油器上，我们也可以清楚的对每一个喷油器进行检测。这里有趣的是1号气缸喷油器的幅值是到目前为止最低的（应该是最高的），并且其余喷油器的幅值减小与加速度计的位置相关。4号喷油器的幅值最低（除1号喷油器以外），因为这个喷油器离加速度计最远。2号喷油器因此显示了最高的振幅（临近1号喷油器）。
很明显的是，用加速度计方法测试喷油器是事实，我们能够监测这个测试活跃度，并展示完好的喷油器和损坏的喷油器两者的直接比较。
再说到燃油压力，我们知道有一个喷油器不会对1号气缸产生作用，因此在发动机运行条件下同时监测高压运输和燃油返回线路的活跃性是一个巨大的诱惑。
在进行任何燃油相关测试之前或测试过程中，请遵守所有相关的健康和安全程序。
将WPS500X放置在返回油路中：
通道A 显示了1号气缸喷油器的电压，同时通道D揭示了将加速度计连接到1号气缸喷油器上检测到的其余喷油器的活跃性。
从捕捉到的信号上可以很明显的看到所有气缸的喷油器喷油后回油管压突然下降，除了1号气缸的压力实际上升了。与3号气缸和4号气缸相比，2号气缸喷油器的压力也有很大的下降。这表明了来自2号气缸喷油器的燃油起到了一个很大的作用或者也可能是一个测量误差。在测量油体压力波动时，WPS500X压力传感器里面的空气会导致测试结果不稳定，但我们可以通过让油体流入传感器再流出一段时间来确保传感器测量腔里没有空气残留。
做这种测试时，一个有用的技巧是：在排空压力传感器里面空气的过程中，上下快速颠倒传感器几次；这样可以清空测量腔内的被困的空气，当按下泄油按钮时空气就会随油体流出。
下一个要讨论的点是燃油输送回路上的活跃性。
对以上波形的第一印象是将WPS500压力传感器安放在燃油输送管路上（只监控波动）不是一个较好的方法。这对压力传感器没有什么反应，我更期望的是一个有故障的喷油器在燃油输送管路上能够很容易被看到。
在对1号气缸喷油器进行检测的过程中，看到燃油输送管路的波动减少，检测结果也并非结论性的，在这种情况下（这种测试方式），我们是无法诊断喷油器的。
鉴于我们车辆包含燃料的回收，燃油压力调节器由于真空膜片的振动能够经常的表现出燃油输送回路中的活跃性。将WPS500X或First look传感器连接到燃油压力调节器上是另一个不可缺失的机会，并且那代表了对燃油输送管路活跃性的一个比较简单深刻的理解。
以上的波形表示了电流经由发动机舱中保险丝盒（绿色轨迹）通过每一个喷油器，这代表了所有喷油器的测试试验。红色轨迹（First Look 传感器）和黑色轨迹WPS500X（参考波形）在除了1号气缸外的所有测试中确认了压力变化。
我认为在现阶段，我们很容易判定1号气缸的喷油器很可能出故障了，但是会不会是其他的问题吗？这个答案很可能是“是的”，并且接下来技师们会计算喷油器的功能，并且平衡与Pico示波器，WPS500X压力传感器以及第三方喷油器驱动程序相连的喷油器。
这里，WPS500X压力传感器被安放在燃油输送回路上，空气在测量室中进行净化，并且所有的喷油器都断开连接。这个点火循环两次（点火开关打开—点火开关关闭）后进入基本的燃油线路并达到相关的线路压力。第三方喷油器驱动随后被连接到1号气缸喷油器，同时Pico示波器用来监视驱动运行程度和剩余的燃油线路压力（见下图）。
一切正常的话，燃油线路压力会根据喷油器的操作（由第三方的喷油器驱动控制）成比例下降。如果所有喷油器起到的作用是一样的，那么剩余燃油线路压力的衰减会与所有的喷油器相关（依次单独驱动）。
以上捕捉到的波形更多的利用了Pico示波器软件中参考波形的特点，使得所有的喷油器波形能够同时显示，并且与第三方喷油器驱动(我们的四通道范围内有六个波形)的操作时间相匹配。
蓝色的轨迹表示了喷油器的输入电压，墨绿色的轨迹表示了地面触发信号（均由第三方燃油驱动提供）
从1号气缸的喷油器轨迹来看是没有任何疑问的，（红色）在喷油器的操作期间，剩余燃油线路压力是没有任何下降的，因此1号气缸喷油器对测量室是没有任何贡献的。
2、3和4号气缸根据他们各自的线路压力显示了近似的功能水平。
请注意，喷油器功能测试会将燃油引入燃烧室，曲轴箱并且最后到达催化剂。
因此，请限制对单个气缸功能测试的次数，或者拆掉车辆的燃油线路（包括喷油器）。在进行功能性测试时，燃油线路中安全的喷油器以及利用测量管捕捉来自喷油嘴分配的任何燃油。
从燃油喷油器诊断，稀薄混合气对点火电压（最初需要跳过火花塞的电压）的影响能够明确测量出来，并且为稀燃条件提供了进一步的证据。
点火电压不仅依赖于点火回路的完整性，而且与燃烧室中的条件相关。稀混合气增加了火花塞电极之间的阻抗，所以起动点火程序需要增加点火电压。 以上波形强调了在全负荷（节气门全开）、安装了新的喷油器（黑色轨迹）的条件下峰值点火电压是怎样下降了大约35%的。这里我想要说明的是虽然我们知道我们处于稀混合气条件，当没有气体分析仪时，我们还是能够得到进一步的证据。
把燃烧过程想象成一个三角形，每一条边都代表了燃烧所需的1个关键因素。压缩—混合—点火。 在具备3个因素的恰当条件下，在正确的时间内拥有相关的数量我们能够确保完全的燃烧。然而我们应该删除或调整这些因素吗，这样不仅破坏了燃烧，同时我们还会受到其他因素产生的影响，在这里，我们找到了一些证据。
例如: 我们稀混合气导致未燃烧的直接影响是没有点火（点火电压）。
现总结如下： 这篇案例的目的是强调用大量时间来诊断车辆的收益是能够找到明确的故障，同时给大家共享了一些诊断误区作为获得的证据，这些是无价的。 下面是上文所用到技巧的总结，这可以让你针对自己的应用选择最符合的测试，因为它会因车而异。。。
- 不要假设一个4缸气体分析仪的测试结果代表一个运行故障。PCM可能已经切断了燃油到有故障的气缸的运输来保护催化剂。
- 单独使用电流钳测量12V的端口喷油器（虽然有效）波形上将不会显示出缺失的隆起。可以同时测量电压和电流。
- 使用听筒来倾听喷油器的操作能够很好的揭示“喷油器滴答声”，即使在没有燃料注入的情况下！使用一个加速度计将声音转化为波形，并计算结果。
- 在以上对1号气缸喷油器对燃油输送压力的影响的评估上，被证明是不确定的，然而，燃油回油线路的测试更有效。
- WPS500X压力传感器能够确保精确的压力测试结果，特别是在测量低压值的时候。瞬间反相传感器能够帮助净化来自测量室中的空气。
- 燃油压力调节器的活动能够通过WPS500X或First Look 传感器测试得到，在这里我们只是看一下来自空气压力的转换。
- First Look 传感器不能够用来进行直接的燃油压力测试或静态压力测试
- 虽然第三方驱动能够用来测试喷油器的贡献，保持对每一个喷油器都进行测试，或者从发动机拔掉喷油器来防止发生溢流。
- 记住燃烧三角形以及这三个要素在燃烧的过程中所扮演的角色。在所有的要素中寻找证据（副作用）当没有完全燃烧时，他们都是与彼此直接相连的。
记住，以上我们对具有燃油回路的燃油系统进行了诊断，并且1号气缸喷油器是有故障的。假使我们面对一个没有回路系统的出现部分故障的喷油器（不稳定的喷油模型）将会怎么样？这不是一个容易回答的问题，但是上面的一些测试仍然是有效的并且能够得到有效结果。我们必须适应车辆在测试时具有一系列的测试设备和知识，并且Pico示波器及Pico的其他附件同样是必不可少的。
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发表于 2015-12-25 11:02:20
