北京现代领动混动版发动机故障灯偶尔点亮

一辆行驶里程约7.8万km、搭载G4LE型1.6L-GDI阿特金森循环的混合动力车型专用汽油发动机和PM04型永磁同步驱动电机，配备D6KF1型6速PHEV专用干式双离合变速器，以及主、副两组宁德时代（CATL）12.9kWh三元锂动力电池的2019款北京现代领动（PHEV）插电式混合动力汽车。

该车在使用过程中发动机故障灯偶发性点亮（图1），继续行驶一段时间后发动机故障灯可能会自动熄灭，如此反反复复地出现发动机故障灯间歇性点亮，经过多次维修一直未能解决问题。发动机故障灯点亮期间，该车可正常行驶，未有其他异常现象。

故障诊断：询问车主得知：之前的多次维修过程中，更换过前氧传感器（线性式）和发动机控制线束，用检测仪删除历史故障码，还做过一些其他方面的检查，同时维修人员还建议车主在品质有保证的加油站加注燃油，但均未能彻底排除故障。

用北京现代专用车辆检测仪（GDS Mobile）扫描车辆全车电控系统，ENGINE发动机）电控系统记录了历史故障码（图2）.P224300一氧传感器参考电压电路／断路（1排／传感器1）。触发该故障码是由于ECM（发动机控制模块）在监测前线性式氧传感器参考电压电路，当传感器温度高于640℃ （1184°F）时，检测到前氧传感器电压信号卡滞（卡滞阂值为：①能斯托电压大于4.4V ;②能斯托电压和虚拟搭铁电压之差低于－0.1V或高于1.6V（标准值约0.45V） ;③泵送电压和虚拟搭铁电压之差低于－2V或高于2.1V（标准值约－0.5V～1V）；同时异常电压持续时间超过2.5s）。据维修手册上的解释，导致故障码P22430。的可能原因有：前氧传感器（HO2S）连接器连接不良；前氧传感器控制电路断路；前氧传感器自身故障。之前已经更换过线束（包含连接器）和前氧传感器，但故障依旧存在。

故障未出现时，在发动机怠速状态下，用示波器测量前氧传感器各线路与搭铁之间的电压（图3）：泵送电流电压约2.7V（范围值2V～3.5V）；能斯脱电压约2.95V；虚拟搭铁约2.5V；修正电阻器约2.7V（范围值2V～3.5V）；加热器电源约12V系统电压；加热器控制为ECM占空比信号。

操作车辆使其进入READY（准备就绪）状态，通过踩下加速踏板或通过“发动机ON模操作使发动机运转升温，达到发动机闭环控制并处于平稳运转的工作状态后，1次、2次、3次……反反复复操作“发动机OFF→启动运转”，并监测发动机控制系统数据。最终在发动机停机一段时间后，再次启动运转时监测到发动机控制系统数据流（图4）中的“氧气传感器电压（B1/S1）一线性时间（选择）”为0，说明前氧传感器信号处于混合汽异常过浓状态、或部件电压故障、或失效保护值；“氧气传感器电压（B1 /S2）-二进制时间（选择）”为1.0V，说明经过三元催化器净化后的后氧传感器信号也是处于混合汽异常偏浓状态、或部件电压故障。这样的数据流明显异常，但当时还没有触发故障码P224300。

在发动机停机一段时间后，再次启动运转时，重点读取发动机控制系统“前氧传感器和燃油压力”数据曲线图（图5）发现，在发动机启动运转后的瞬间，“氧气传感器电压（B1/S1）一线性时间（选择）”前氧传感器数据项降到0（混合汽异常过浓状态）后又立即恢复正常（说明有问题）；发动机启动运转状态下“燃油压力设定点值与实际值”基本一致（说明没有问题）；但是发动机停机后“燃油压力实际值”经过约27min后降到约3.8bar（1 bar= 100kPa），如果持续等待，最终燃油压力实际值会降到0，说明燃油系统高压部分存在慢速泄压故障。

根据以上检测，分析该车故障可能是由于 “燃油系统高压部分慢速泄漏”所致。拆检火花塞发现2缸火花塞点火电极部分明显聚集着黑色积炭（图6），说明2缸可能存在燃油雾化不良、混合汽过浓、汽缸压力不足、机械故障、燃烧不充分等问题。

针对2缸火花塞积炭问题，我们做了一系列的检查。在用内窥镜通过火花塞安装孔检查汽缸内部（图7）时，发现2缸活塞顶明显存在潮湿状态，同时2缸内明显持续产生大量的雾化蒸汽状混合汽（发动机热机状态），说明2缸内部存在大量未燃烧的燃油，很可能是喷油器泄漏导致。

通过检测仪数据流监测到高压燃油压力存在泄压（发动机停机状态下）、人工检查2缸火花塞点火电极部分明显聚集黑色积炭、内窥镜检查2缸活塞顶存在潮湿的燃油和缸内蒸汽状混合汽，基本可以判定2缸喷油器存在泄漏故障。

进一步拆解检查高压喷油器，并将拆解下来的高压共轨总成与喷油器一起连接到发动机燃油管路上，然后操作点火开关建立约5bar的燃油压力后，反复观察所有喷油器，发现2缸喷油器喷嘴处出现了明显的燃油泄漏痕迹（图8），由此可以确定2缸喷油器泄漏引起混合汽过浓，导致发动机控制模块报P224300故障码，从而点亮发动机故障灯。

由于喷油器属于精密部件，不能维修，只能更换。在更换2缸喷油器部件，同时清洗火花塞并装车后，反复测试车辆，所有异常数据均恢复正常。由于是间歇性故障，交车后大约半个月后电话回访车主，该车故障未再出现，至此，该车故障已被维修小结： 本案例中，故障车搭载的是混合动力专用汽油发动机，其高压燃油压力高达35～250bar，如此高的燃油压力不能采用传统的低压喷油器检查的方法进行检查。当需要拆卸喷油器连接到发动机高压油管上面检查时，一定要注意燃油压力不能建立的太高，否则可能会发生安全事故。另外，该车发动机的喷油器安装在进气歧管下部，不方便拆卸。因此，针对以上类似高压喷油器故障的检查，在拆卸高压喷油器前，可以通过观察高压燃油压力数据流、火花塞点火电极状态、汽缸内部影像检查等方法进行综合判断高压喷油器故障后，再确定是否要进一步拆卸高压喷油器，这样既能提高故障判断的准确性，也能提升工作效率。 与二元氧传感器相比，线性氧传感器能够更精确地控制空燃比。线性（宽范围）氧传感器由能斯脱电池和氧泵组成，能斯脱电池通过元件两端（发动机外部和内部）的氧浓度差移动氧离子，泵氧室通过提供给元件两端的电压移动氧离子（图9）。电流供给到泵氧室，所以能斯脱电池的输出信号可维持一定值。如果排气状态为浓，ECU接收电流从外部向内部泵送氧气；如果排气状态为稀，ECU供给电流从内部向外部泵送氧气。由于泵电流很小（量程为－3～4mA，使用为－2～3mA，一般工作时在0附近变化），很难被识别，因此，大多是通过故障码来识别线性氧传感器的故障。

发动机正常工作时，发动机电脑ECM通过改变泵电流来调节泵氧速度，使能斯脱信号与虚拟搭铁之间的电压维持在0.45V不变。不断变化的泵电流经电脑处理后，形成线性氧传感器的信号。当混合汽偏浓时，将给氧泵泵送正向的氧气（电流为负：传感器→I→ECM）；当混合汽偏稀时，将给氧泵泵送反向的氧气（电流为正：ECM→I→传感器）。

线性氧传感器信号通过电流进行反馈，在各种空燃比情况下，都能够识别混合汽的浓稀状态，还可以识别混合汽具体浓了多少或者稀了多少，提高了检测精度和检测范围。由于线性氧传感器要求的精度非常高，但制造过程中的误差又不可避免，所以在出厂前需要对线性氧传感器的精度进行标定。标定的方法是在线性氧传感器插头内安装一个修正电阻，每个传感器的修正电阻值各不相同，即修正电阻与传感器一一对应。因此，氧传感器上的任何零件均不能随意维修或更换。