上汽通用雪佛兰沃兰多发动机故障灯为何反复无规律点亮
2021-12-22牛英伟
牛英伟
关键词:发动机故障灯亮、无法加速、节气门、冷却液流量控制阀
故障现象:一辆2019 年产上汽通用雪佛兰沃兰多运动型多功能车,搭载1.3T 发动机和6 挡手自一体变速器,行驶里程14.8万km。用户反映该车经常会出现发动机故障灯、车辆稳定控制系统故障灯点亮的现象, 故障灯点亮后,车辆加速没有反应,只能怠速行驶。将发动机熄火等待一段时间后,再次起动发动机,车辆会恢复正常。故障的出现没有规律性,已经在其他修理厂做过维修,但没有解决,于是在本店报修。
检查分析:维修人员路试车辆,未发现用户所述故障现象。与用户沟通得知,该车主要用于网约车,车辆除了索赔维修外,其他的保养、维修均在非4S店做的,因此车上有副厂零件,而且有行车记录仪和车内摄像头等加装。
用故障诊断仪检测, 在发动机控制单元中(ECM)存在历史故障码“P16A1——TPS SENT传感器通讯线路1电压”。根据故障现象结合故障码,查阅厂家技术通报(图1),怀疑故障码是由于ECM插接件接触不良导致的偶发故障。根据技术通报给出的方案,需要将ECM的插接件进行润滑脂处理。
另外,由于故障码P16A1反馈的是节气门位置传感器(TPS)与ECM之间SENT协议数据传输,担心是由于干扰造成的数据传输故障,于是将车辆的火花塞更换为正品零件。在对ECM和节气门位置传感器的线束插接器进行润滑时,发现插接器内涂抹有深色的油脂,好像是刻意涂抹进去的。维修人员认为是用户在其他修理厂维修时,已经进行过润滑脂处理,但是处理不得当造成润滑脂污染变色,以致效果不良。于是将原有深色油脂清理干净,重新进行特殊润滑脂处理后,将车交付给用户。
1周后, 用户因同样故障返店。维修人员用故障诊断仪检测, 在ECM中发现4个故障码:P16A1——TPS SENT传感器通讯线路1电压;P16B1——TPS SENT传感器通讯线路2电压;P16A0——TPS SENT传感器通讯线路1电压;P16B0——TPS SENT传感器通讯线路2电压。故障码均为当前存在。在防抱死制动控制系统(ABS)中存在2个故障码:U0422——接收到来自车身控制单元的无效数据;U0401——接收到来自发动机控制单元的无效数据。通过故障码,维修人员怀疑故障的可能原因有:节气门存在故障;节气门位置传感器的数据传输受到干扰;节气门位置传感器的5V参考电压电路或低参考电压电路存在故障。
从故障码设置的原理,以及电路上出现断路的几率来分析:5V参考电压出现断路会设置故障码P16A0、P16B0;低参考电压电路出现断路会设置故障码P16A1、P16B1。虽然同时出现多个关于TPS1和TPS2的故障码,但不可能是2根节气门数据线同时出故障,也不可能是节气门的低参考电压电路和5V参考电压电路同时出故障。所以节气门位置传感器本身出现故障的可能性较大,另外,节气门位置传感器或数据线受到外界干扰的可能性也很大。当然,ECM本身存在故障的可能性也是有的。
根据上述分析,维修人员建议用户更换节气门总成,加装的摄像头、行车记录仪和USB风扇等暂时停用。考虑到之前检查时在发动机控制单元插接器中看到的黑色油脂,担心其会造成线束接触不良,建议用户一并更换发动机线束。用户表示节气门总成和发动机线束都是在其他修理厂更换的副厂件,可以更换,并拿出了之前更换下来的原厂发动机线束。维修人员检查了线束上发动机控制单元的插接器,未发现明显问题。更换车上的节气门总成和发动机线束后试车,故障没有出现,将车交付车主使用。
然而1周后这名用户再次返厂表示,故障又出现了。用故障诊断仪检测发现,在ECM 中存在故障码:P16A1——TPS SENT 传感器通讯线路1电压;P16B1——TPS SENT 传感器通讯线路2电压。在ABS 控制单元中存在故障码:U0100——与发动机控制单元失去通信;U0401——接收到来自发动机控制单元的无效数据。在电动转向控制单元中存在故障码“U0100——与发动机控制单元失去通信”,在仪表控制单元中存在故障码“U0101——与变速器控制单元失去通信”。
根据故障码可以看出,之前的故障并没有排除。除原有故障码外,而故障码“U0100与发动机控制单元失去通信”让维修人员怀疑ECM 存在故障。路试车辆60km,未见故障再现。
再次对发动机舱进行仔细检查时发现,该车的发电机外表很新,将线束插接器拔下来,可以看到插接器侧面有副产件上常见的“撕毁不保”易碎贴(图2)。可见,发电机是个副厂件。
与用户沟通得知,发电机的确也是副厂件,并且包括火花塞、节气门和发动机线束,都是在出现这个故障后,先后在非4S店维修时更换的。而且再三确认除此之外,再没有其他副厂件了。
维修人员重新梳理诊断思路。从系统组成分析,与该故障直接相关的就3个部件:节气门位置传感器、发动机线束和ECM。发动机线束和节气门总成都已经更换,那么只有ECM未验证了(图3)。根据故障码来分析,引发故障原因包括:节气门位置传感器信号被干扰;与节气门位置传感器共用的电路或共用电路中的某元件引发共用电路故障;ECM存在故障(图4)。
从节气门相关电路图可知(图5),有其他傳感器与节气门共用5V参考电压,也有共用低参考电压的传感器。发动机线束已经更换,导线引起共用电路故障的可能性被排除。如果是其他共用5V参考电压的传感器引发的故障,那么ECM会检测到并设置相应的故障码。所以相对来说ECM被干扰或者ECM本身故障的概率更大,因此维修人员决定更换ECM的方案,排除故障的概率最大。
更换ECM并做匹配后试车100km,故障没有重现,于是将车交付用户。不到1周, 用户因为同样的故障再次返店。维修人员用故障诊断仪检测,除了之前的故障码P16A1、P16B1、P16A0和P16B0外,还发现一个新的故障码“P0641——ECM 5V参考电压1电路”。
根据节气门的控制原理,ECM 向节气门位置传感器提供一个5V参考电压和一个低参考电压,作为驱动其内部集成电路的电源。节气门位置传感器内的集成电路,通过2 根SENT 协议数据线,分别将其内部2个节气门位置传感器TPS1和TPS2的信号传递给ECM。如果这个由ECM提供的5 V参考电压出现故障,系统就会设置故障码P16A1、P16B1、P16A0和P16B0。因此, 这次出现的故障码P0641很可能是故障排除的突破口。
此时用户又反馈了一条信息,每次故障现象都是在踩下制动踏板之后出现的。难道故障的出现与制动有关?真如此的话,与制动相关的传感器,是否有与节气门共用5V参考电压的呢?会不会是这个与制动相关的传感器导致的5V参考电压故障呢?
考虑到此, 维修人员查看电路图,与节气门共用5V参考电压的传感器只有排气凸轮轴位置传感器和冷却液流量控制阀(图6),这2个传感器与制动并没有关系。那么在在ECM内部,是否有与节气门共用5 V参考电压的制动系统相关的传感器呢?
根据电路图, 测量ECM的X1插接器17号端子与X2插接器的14号端子在ECM内部导通。这说明14号端子连接的制动助力器真空传感器,是与节气门位置传感器共用5V参考电压的。而根据资料,如果使用试灯或直接短接制动助力器真空传感器的5V参考电压与低参考电压,同样会设置P0641、P16A1和P16B1故障码。这说明,如果制动助力器真空传感器的5V参考电压出现对搭铁短路,就会引发故障码。
不过检查ECM 至制动助力器真空传感器的线束,线束完好没有破损;与正常车辆互换制动助力器真空传感器后试车,车辆也无异常。考虑到用户反映故障都是在踩制动踏板之后出现,为了满足故障出现的条件,特别选择了拥堵的路段长时间试车。功夫不负有心人,3h后故障终于出现了。故障出现时,发动机故障灯和车辆稳定控制系统故障灯点亮;动力降低,无法正常加速,几乎只能怠速行驶;换入倒挡,无法起步,前进挡可以行驶;熄火等待一段时间,再起动,故障现象会消失。用故障诊断仪检测,依然出现故障码P16A1 和P16B0。
由此可见,故障原因不在制动助力器真空传感器与节气门共用的5 V 参考电压上。因此用户所描述的“故障在制动之后出现”,也不一定就是故障出现的条件。根据电路图, 与节气门共用5 V参考电压的传感器,就剩下排气凸轮轴位置传感器和冷却液流量控制阀了。
排气凸轮轴位置传感器安装在凸轮轴罩盖上,很容易检查,而且进、排气凸轮轴位置传感器都是一样的。由于线束是新换的,可以排除线束的可能。排气凸轮轴位置传感器外观无异常,与进气凸轮轴位置传感器互换进行验证,也没有异常。
冷却液流量控制阀安装在缸体后端, 位置比较隐蔽, 不便于直接观察。如果冷却液流量控制阀密封不严产生漏液,有可能引起内部短路。此时想到之前换下来的副厂发动机线束,重点检查旧线束上冷却液流量控制阀的插接器,可以看到插接器上确实有腐蚀的痕迹。不过由于涂抹了黑色的不明油脂,不容易分辨出锈蚀的迹象。检查冷却液流量控制阀的插接器,在端子根部确实有锈蚀(图7)。
拆下流量控制阀,可以看到控制阀的确存在漏液。冷却液渗入电器部分,造成腐蚀短路。
故障排除:更换冷却液流量控制阀后长时间试车,故障未再现。1个月内多次回访用户, 一切正常, 故障彻底排除。
回顾总结:该故障确实是一个比较隐蔽的故障,其中也有人为因素设置的障碍。
(1)5V参考电压电路发生短路,已经引起节气门位置传感器不能正常工作,但是ECM竟然没有检测到,仅仅设置了节气门位置传感器的故障码。而且,与节气门共用5V参考电压的其他传感器,不知道是因为工作没有受到影响,还是ECM同样选择了“无视”,没有设置确切的故障码,或者说没有原因类故障码,只有现象类故障码。这给故障诊断造成了困难。
(2)该故障的复现条件比较难实现。这类腐蚀短路引发的电路故障,与温度、湿度等条件都相关,会让故障复现变得不确定。
(3)该车存在不少副厂件,而且用户对这些信息有隐瞒,让维修人员的诊断思路受到主观引导:主观上认为是副厂件造成的故障;主观上对用户不信任。这也造成了故障排除的反复。
(4) 用户总结的故障条件“每次都是制动出现”, 也让故障診断走了一个弯路。此时已经获得关键性的故障码P0641,诊断分析也出现了关键性的转折,但用户给出的故障信息让诊断方向又发生了偏离,人为地忽略了其他共用5V参考电压的传感器,出现了诊断上的遗漏。
通过该故障的诊断排除,可以体会到,面对此类无规律的偶发性故障,通过长时间试车,努力让故障再现是个积极的态度。另外,采用同款车或同样零件号的零部件互换,也是一个积极有效的方法。当然,如果更换发动机线束时能够透过“特殊油脂”的干扰仔细检查,发现冷却液流量控制阀插接器的锈蚀痕迹,也会尽早发现故障点。