余姚東江名車專修廠 葉正祥

故障現(xiàn)象一輛2010款吉利美日車，搭載JL4G18發(fā)動機，累計行駛里程約為10萬km。車主反映，冷機時起動發(fā)動機，車輛工作一切正常，但車輛行駛約20 km后，會出現(xiàn)發(fā)動機加速無力的現(xiàn)象，且勻速行駛時有明顯的聳車感。

故障診斷接車后試車，起動發(fā)動機，發(fā)動機能順利起動著機，且怠速運轉(zhuǎn)無明顯異常；原地加速，發(fā)動機加速正常。用故障檢測儀檢測，無相關(guān)故障代碼存儲。根據(jù)車主描述的故障現(xiàn)象分析，認為燃油供給系統(tǒng)存在故障的可能性比較大。

連接pico示波器和壓力傳感器（WPS500），測量發(fā)動機怠速時的燃油壓力波形（圖1），發(fā)現(xiàn)燃油壓力波動異常。整體來看，燃油壓力在3.8 bar（1 bar=100 kPa）左右波動，偶爾會降低至3.5 bar左右，甚至降低至2.6 bar，由此確定該車燃油供給系統(tǒng)工作異常，推斷可能的原因有：燃油系統(tǒng)電路故障；燃油系統(tǒng)管路堵塞；燃油泵損壞。

圖1 發(fā)動機怠速時的燃油壓力波形（截屏）

如圖2所示，該車燃油濾清器安裝在燃油箱外部，燃油泵由燃油泵繼電器控制供電。用pico示波器同時測量發(fā)動機怠速時的燃油壓力、燃油泵的電壓及電流波形（圖3），發(fā)現(xiàn)燃油壓力降低時，燃油泵電壓基本無變化，而燃油泵電流會從5 A左右降低至3 A左右。分析認為導(dǎo)致燃油泵電流下降的原因主要有2種：一種是燃油泵電路存在虛接故障；另一種是燃油泵負載降低（即泵油量降低，可能原因有燃油泵進油不暢、燃油泵吸入了空氣及燃油泵出油管泄漏等）。出現(xiàn)第1種情況時，燃油泵電路中的電阻增大，產(chǎn)生電壓降，從而使燃油泵兩端實際電壓下降，以致流經(jīng)燃油泵電樞的電流降低；出現(xiàn)第2種情況時，根據(jù)永磁直流電動機的轉(zhuǎn)矩特性（圖4，外加額定電壓時，電動機的電磁轉(zhuǎn)矩與電樞電流之間的關(guān)系）可知，若燃油泵負載變小，燃油泵電流也會變小。

圖2 故障車燃油供給系統(tǒng)的構(gòu)成

圖3 發(fā)動機怠速時的燃油壓力、燃油泵的電壓及電流波形（截屏）

圖4 永磁直流電動機的轉(zhuǎn)矩特性

那么如何快速判斷該車是屬于第1種情況還是第2種情況呢？由于故障是偶發(fā)的，測量燃油泵的電阻很難判斷電路是否存在虛接，經(jīng)過仔細分析，筆者決定通過分析燃油泵轉(zhuǎn)速進行判斷。如果是燃油泵電路存在虛接導(dǎo)致流經(jīng)燃油泵電樞的電流變小，那么燃油泵轉(zhuǎn)速會降低；而如果是燃油泵負載降低導(dǎo)致流經(jīng)燃油泵電樞的電流變小，那么根據(jù)永磁直流電動機的轉(zhuǎn)速特性（圖5，外加額定電壓時，電動機的轉(zhuǎn)速與電樞電流之間的關(guān)系）可知，燃油泵轉(zhuǎn)速會升高。

圖5 永磁直流電動機的轉(zhuǎn)速特性

放大燃油泵電流波形，可以發(fā)現(xiàn)電流波形存在一定的脈動，且脈動頻率與燃油泵轉(zhuǎn)速、換向器片數(shù)及電刷數(shù)量有關(guān)，而換向器片數(shù)和電刷數(shù)量是定值（如圖6所示，該車燃油泵的換向器片數(shù)為8片，電刷數(shù)量為2個），因此燃油泵電流波形的脈動頻率可以反映燃油泵轉(zhuǎn)速，且脈動頻率越快代表燃油泵轉(zhuǎn)速越高。

圖6 燃油泵的換向器和電刷

放大燃油泵電流較大時的電流波形（圖7），假設(shè)該車燃油泵運轉(zhuǎn)1圈會引起8次電流波形脈動，使用pico示波器軟件的標尺功能，可知燃油泵運轉(zhuǎn)1圈的時間約為7 ms，對應(yīng)的轉(zhuǎn)速約為8 500 r/min；放大燃油泵電流降低時的電流波形（圖8），可知燃油泵運轉(zhuǎn)1圈的時間約為6.3 ms，對應(yīng)的轉(zhuǎn)速約為9 500 r/min。由此可知，當燃油泵電流降低時，燃油泵轉(zhuǎn)速在升高，即該車故障是由燃油泵負載降低引起的。

圖7 放大燃油泵電流較大時的電流波形（截屏）

圖8 放大燃油泵電流降低時的電流波形（截屏）

拆下燃油泵總成，發(fā)現(xiàn)燃油箱中的燃油量充足；進一步拆解燃油泵總成，發(fā)現(xiàn)濾網(wǎng)堵塞嚴重（圖9），推斷故障是由此引起的。

故障排除清洗燃油泵濾網(wǎng)后路試，發(fā)動機加速始終正常，故障排除。

故障總結(jié)為什么車輛行駛一段距離后才會表現(xiàn)出明顯的故障現(xiàn)象呢？筆者認為，在發(fā)動機熄火，且車輛長時間停放后，濾網(wǎng)上的雜質(zhì)會脫落一部分，而隨著燃油泵開始工作，雜質(zhì)又會被慢慢地吸附在濾網(wǎng)上，這使得供油不暢現(xiàn)象加劇，最終導(dǎo)致發(fā)動機加速無力。

另外，燃油泵進油口前端堵塞會使燃油泵負載降低，而如果是燃油泵出油口后端堵塞（如供油管路堵塞），則會使燃油泵負載升高。

圖9 燃油泵濾網(wǎng)堵塞嚴重