压力传感器案例分析——三元催化器堵塞

汽车诊断

    这是美国的的一位叫James Garrido的工程师写的关于使用压力传感器诊断压力故障方面的案例，写的很精彩，诊断思路很明确，精准，值得学习。（如果使用的是Pico的WPS500X压力传感器就更完美了）

    这个月我们将使用压力传感器来检测一个故障，很多修理店都遇到过这样的故障，但是总是要花上很多时间才最终找出故障的根源。这个故障是在一个装有双三元催化器的发动机上，其中一排的催化器阻塞。

    当其中一端的三元催化器堵塞时，典型的症状就是发动机动力不足。情况严重的还会造成气缸缺火，而且发生缺火的缸不一定是故障催化器这一排的气缸。这是由于发动机三元催化器故障的一侧的进气量造成的。当一端的催化器堵塞时，就会造成堵塞侧的气缸进气量少于总进气量的50%。但是该侧喷油嘴的喷油量依然是总量的50%。结果就是一侧的气缸喷油过稀，另一侧的气缸喷油过浓。在V型发动机上进气量不均等的一个显著的特征就是燃油修正值。如果随着发动机速度和负载的增加，两侧的燃油修正值向相反的方向增加，这种情况下就要检查一下是否堵塞。

    一辆03年的雪佛兰，4.L，8缸发动机的故障码P0300（随机/多个气缸检测到失火）。催化器堵塞一侧的总的燃油修正值（短期+长期）为-21%，而另一侧的总燃油修正值（短期+长期）为+25%。

    那么在购买一个新的三元催化器之前，你该如何入手诊断这个排放堵塞的故障呢？减少排放并用开放的系统测试运行状态？并且继续使用损坏了的螺栓也会有风险，在皮带锈蚀的情况下这不是一个好办法。在怠速和转速2500转的情况下测到的真空表读数也仅在严重堵塞的催化器系统中才有用，而且也无法据此显示出一侧的堵塞状况。你可以安装一个背压表来代替氧传感器，然后在汽车行驶到特定转速下猛踩制动。然后将背压表安装到另一侧氧传感器的位置上，并进行相同的操作。以我的经验来看，除非是三元催化器是严重阻塞，否则压力表指针弹回来这么快很难看出哪一侧的指针偏转较大。在运转得很热的发动机上去够到传感器的位置也不容易。

    我更倾向于两侧各取下一个气缸的火花塞，装上压力传感器，测量气缸压缩波形并保存。然后就能通过压缩波形非常容易地对比两侧气缸的工作状况。

    在怠速下进行这个测试，因为此时的曲轴转速相对较慢并且发动机真空度较高。然后猛踩油门到底，空气进入低压区域使得真空度下降。由于最初曲轴的转速还没有开始增加，使得额外的空气在试图排出排气孔之前有更长的时间充满到气缸中。

    图1中采集到的是发动机正常一侧的6缸的压缩波形。图2采集的是催化器堵塞一侧的7缸的压缩波形。在图片右下角的全局观察窗口中可以看到堵塞一侧的气缸的平均的压力要高于正常一侧的平均压力。

图1

（图1的源图像素较低，可结合图2理解）

图2

    如果我们将波形中压力最高的尖峰放大，就能看到两侧气缸各冲程之间差异之处。在故障一侧的气缸的排气冲程末端的“排气高原”达到了0.78V那么高，即使是在重叠时刻进气门打开并且压力轻微下降之后。在正常一侧的气缸的排气冲程末端的“排气高原”只有0.53V，并且在重叠时刻进气门打开时压力永久的下降了。这个传感器上的比例是1V=75 PSI（约517kPa），因此正常侧和故障侧的相差了0.25V约129kPa。利用传统的方法是无法做到这么精确和详细地测量背压。使用压力传感器，即使是三元催化器的轻微堵塞也能精准地检测出来。

验证者

老师能详细讲一下正常的气缸压缩波形上各个点的含义吗

汽车诊断

@验证者
看看下面这张图，解释得比较一目了然。

与文中的图相对应的点是：
排气阀开启——D；
进气阀开启——G；
排气阀关闭——I ；
进气阀关闭——K；

深邃的那一抹绿

留名，有机会好好学习一下