检修中华轿车怠速冒黑烟

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一辆行驶里程约95000KM，发动机型号为4G63S4M 且排量 2.0L的华晨中华轿车。车主反映：车辆怠速冒黑烟，尾气呛人，加速正常。车辆进入修理车间，初步检测怠速时尾气冒黑烟且非常呛人，有一种“液化气”的味道。

故障诊断：①因为发动机燃烧尾气排黑烟，且非常呛人，有一种“液化气”的味道，利用诊断仪调取发动机故障码，没有故障。起初怀疑该车故障为汽油品质不好或喷油器喷油雾化不良，没有很好地形成混合气，燃烧不完全，造成尾气冒黑烟且呛人。更换汽油后，按常规维修方法，进行喷油器清洗，检测后喷油器符合要求，同时清洗了节气门，但发动机故障，依然存在。
②在没有故障码的前提下，常规检查和维修结束，发动机故障没有消失，什么原因呢？混合气过浓造成燃烧不完全是该故障的根本原因。而导致混合气过浓的原因有：汽油压力过大或控制模块喷油脉宽过大等，喷入气道内燃油数量过多；检测汽油压力为260kPa，在正常范围内。利用解码器数据流功能，检测读取与混合气浓度有关的数据流，该车喷油脉宽为 5ms，而怠速时正常喷油脉宽为 3ms。相比喷油脉宽过大造成混合气浓度过高，燃油燃烧不完全，尾气冒黑烟且呛人。
③喷油脉宽与什么有关呢？电控发动机燃油喷射量与进气压力传感器、进气温度传感器、节气门位置传感器、发动机水温传感器等有关；检测发动机进气温度传感器、节气门位置传感器、发动机水温传感器数据流正常；进气压力传感器为 42.5kPa，过大，正常压力传感器怠速标准为 35.5kPa。什么原因导致压力传感器数据流不正常呢？压力传感器真空管漏气、压力传感器损坏、发动机真空度不够或电路故障。
进 气 歧 管 绝 对 压 力 传 感 器(MAP) 是用来测量进气歧管的压力，ECM 通过此信号判断进入发动机的空气量和发动机的负荷。MAP 传感器由一个密封的弹性硅芯片和相应的桥式电路组成（如图所示），一个标准的 5V 电压施加在电桥的一端，当压力的变化致使硅芯片变形，阻值随之变化，电桥的另一端与输入压力成正比的 0~5V 输出信号。
接线端子：54 端子，信号地；75 端子 ，压力信号；68 端子，+5V。
④经检测压力传感器真空管不漏气，无故障；利用万用表电阻挡检测压力传感器电路正常，即控制模块端子54、75、68 与压力传感器端子相通；更换压力传感器后，数据流数值没有变化，压力传感器正常；判断为可能是发动机进气系统漏气。利用化油器清洗剂喷入发动机进气系统外部可能漏气部位，进气歧管与发动机接口垫部位、节气门与进气歧管垫部位、喷油器与进气歧管间部位，观测发动机怠速运转的变化，没有漏气部位。
⑤传感器零件经过检测，正常，发动机不漏气，进气压力传感器电路经过检测正常。是什么原因导致数据不正常呢？应该是发动机磨损造成真空度不够，怠速时提供给控制模块的信号不正常，造成尾气冒黑烟且呛人。利用真空表检测发动机怠速时真空度正常，外围所有故障可能部位检测全部正常，故障部位只有内部发动机控制模块了。
⑥清除故障码，拆卸蓄电池负极线后，故障没有消失。借用原厂仪器重新对发动机匹配后，发动机故障现象消失。

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</p>故障总结：因为在汽车维修中很少采用真空表检测发动机真空度，该故障现象维修过程中差一点就造成发动机无用的“大修”；其二是发动机维修过程中，差一点就更换了发动机控制模块了，如果更换发动机控制模块，发动机故障现象一定消失，增大了维修成本。

什么原因导致以上故障现象呢？
①
  动机控制模块(ECM)程序的硬件由主单片机、程序存储器组成。
主单片机内有CPU，即中央处理器，其主要功能是实现逻辑和算术运算，在计算过程中会产生过程数据，过程数据是指计算过程中产生的数据，其不定期产生，之后又参与到运算中，这些数据是暂时存在的，但也需要单片机为其留有专门的空间，这部分空间叫做暂存器或数据存储器，简称RAM。这部分空间是掉电不保护的，所谓掉电不保护是指人为的或者非人为关闭单片机电源，数据丢失，即单片机对这部分数据没有保护功能。
程序存储器是存储系统控制程序的数据空间。在大多数ECM（早期）中是一个独立的芯片，随着大规模集成电路的发展，ECM中的主单片机引脚越来越多，功能越来越集成化，现在的程序存储器已经变成主单片机的一分部了，但是从功能上说，它还是独立的。ECM生产厂家将其编好的汽车发动机控制程序存在程序存储器中，往往使用专用的存储设备——编程器，程序一旦被写入，便固化在程序存储器中，不能随意更改，程序也不会随着电源的关闭而丢失，所以程序存储器是掉电保护的，若想修改，必须用编程器重新编写。
②主单片机与程序存储器之间通过并行总线连接，运算的中间数据及程序执行过程中一切需要的数据都放入数据存储器RAM，运算的结果作为控制信号从ECM输出，或者作为下一程序的中间数据存放在RAM中，这个数据不会被单片机重新存入程序存储器中，因为单片机没有权利更改程序存储器中的数据，从一个意义上说，程序存储器是只读型的。这对汽车发动机控制特别重要，发动机控制程序不会随着环境的改变而改变，也不会因为突然断电而改变，它是受严格保护的。
③随着控制模型的发展，自学习控制系统被应用到汽车控制中，所谓自学习是指控制系统中的某些参数，会随着驾驶者的驾驶习惯、该车所处的地理位置、环境因素的改变而改变。在行驶过程中，通过对以前参数的计算、总结，逐步完善自己，达到最佳的驾驶状态。这就要求汽车控制系统程序是开放性的，某些参数需要经常改变，而这些参数与过程数据不同，更加重要，需要保护，单片机系统为这部分数据专门设置了掉电保护的数据存储器，往往也是一个独立的芯片，这种芯片的空间可以由控制程序随意修改，并且该数据是掉电保护的，成本比较高，空间不大。

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</p>④由于中央处理器需要经常对自学习系统的参数掉电保护型数据存储器进行操作，所以，与程序存储器相比，掉电保护型数据存储器更容易受到外界干扰而产生歧义数据。
⑤本案例中，怠速冒黑烟，正常行驶没有问题，可以断定是怠速控制程序的参数发生变化，这种变化可能是突然间的接地或者12V等电路突变而引起的数据歧义，这种歧义是发生在掉电保护型数据存储器，蓄电池断电后，单片机系统过程数据完全丢失，对程序存储器和掉电保护型数据存储器不产生影响。
⑥早期ECM如果需要重新编程，要将ECM打开，拆下程序存储器或主单片机，利用编程器对程序存储器进行写操作。现在，单片机都支持可在线编程，即通过专用设备完成内部自学习产生的数据清零。所谓的数据匹配就是指通过专用解码器，对ECM中的程序存储器进行重新编程或者进行自学习产生的数据清零操作。
本例中，利用专用仪器对整个系统进行数据匹配后，将自学习产生的歧义数据剔除掉，使系统恢复正常。
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