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维修案例：EVAP系统故障案例分析——怠速抖动成因及其他原因

1 97 发布于 2017-09-12 17:07:52 只看楼主修改帖子

首先普及一下概念：
燃油蒸发控制系统（EVAP）能够存储燃油系统产生的燃油蒸气（HC），阻止燃油蒸气泄漏到大气中，同时将收集的燃油蒸气适时地送入进气歧管，与正常混合气混合后进入发动机燃烧，使燃油得到充分利用。
具体内容：https://baike.baidu.com/item/EVAP系统/5765326

这篇文章是我从期刊库里扒出来的（有点费劲，因为期刊库都是收费的）。之所以要这这样的文章是因为我在国外福特福克斯论坛里（http://www.fordfusionforum.com/topic/15029-20l-ecoboost-rough-idle-after-gas-fill-up/）看到同样Ecoboost 2.0T的发动机出现怠速抖动，售后给出了一些解决方案及坛友提出的方案。

汽车维修2015年11期《EVAP系统故障案例分析》李永毅

一、故障现象
有1 辆上海别克GL8 商务车，装备V6 电控多点汽油喷射发动机。车主报修时反映，当发动机热车以后，出现怠速不稳抖动的现象，发动机转速升高后抖动现象基本消失。

二、故障分析
怠速不稳是指发动机工作后，发动机转速忽高忽低的现象，其主要原因有以下方面：进气系统故障、燃油系统故障、点火系统故障、机械故障以及其它系统故障。

1．进气系统

进气系统由空气滤清器、空气流量计、进气压力传感器、节气门体、怠速控制阀、进气歧管等组成。空气经空气滤清器过滤掉杂质后，通过空气流量计，经由进气道进入进气歧管，与喷油器喷出的汽油混合后形成市适当比例的油气混合气，由进气门送入气缸内点火燃烧，产生动力。当系统中的某些部件或传感器出现故障时，会使得控制单元无法正确计算进气量的大小，造成混合气过浓或过稀，导致怠速不稳。

2．燃油系统

燃油系统是由燃油箱、汽油泵、汽油滤清器、输油管、回油管、油压调节器、喷油器等组成。其作用是提供汽油喷射所需的具备一定压力的燃油，并在电脑的控制下将燃油喷入进气歧管。燃油压力不正确，或喷油正时不准确，都会造成怠速不稳现象。

3．点火系统

电控点火系统主要有传感器、点火模块、点火线圈、高压线、火花塞等组成，其作用是将汽车电源供给的低
压电转变为高压电，并根据发动机的工作顺序和点火时间要求，适时，准确地点燃各缸的可燃混合气。点火能量不足、缺火，或点火正时不正确，均会出现怠速不稳现象。

4．机械故障

气缸垫损坏、气缸磨损、活塞环弹力不足或卡死、气门密封不严等原因，都会影响到气缸的压缩比，造成气缸压力过低，导致怠速不稳。

5．其它系统

某些系统，例如废气再循环系统（EGR）、燃油蒸气回收系统（EVAP）出现故障，也有可能导致进入气缸的
可燃混合气过稀或过浓，出现怠速不稳现象。

三、诊断过程

接车后，对该车辆进行了初步检查，发现汽车故障点与车主描述现象基本相同：发动机热车以后，怠速忽高忽低，转速升高后，发动机抖动现象基本消失。

1．先选用TECH2 检测仪读取故障码。

但并无故障码显示。再检测空气流量计、进气压力传感器、节气门位置传感器、曲轴位置传感器等数据信号，也未见异常，初步认定相关系统线路不存在故障。

2．对车辆进气系统进行检查。

首先拆下怠速电机用万用表检测其电阻，测得电阻值为50Ω，符合要求。但观察节气门体，发现内部积碳较多，决定先对节气门体及怠速电机进行清洗。清洗后装回试车，但故障现象仍然存在。遂进行下一环节检查。

3．检测燃油系统。

拆下输油管，连接油压表，起动发动机，观察怠速情况下，燃油管路中的喷油压力，测得压力值为270kPa，符合要求；拔掉压力调节器真空管，观察压力有所上升，说明压力调节器也没有问题；熄火一段时间后，燃油压力未见明显下降，诊断燃油系统不存在故障。

4．检查点火系统。

连接TECH2 诊断仪，起动发动机，观察Ne、G 的信号电压，发现检测到的脉冲波形并无异常，说明曲轴位置传感器信号正常；拆下火花塞、高压线，检查其外观未见破损、开裂；点火线圈、火花塞电极间隙、高压线电阻值等均符合规定；跳火检查时火花正常，综合上述检查，确认点火系统也不存在故障。

5．测量各缸气缸压力。

预热发动机后，拆下6 缸火花塞，将气缸压力表压紧在火花塞座孔上，使节气门完全打开，起动发动机3～5s，记录气缸压
力0.8MPa，符合要求，确认故障与机械故障无关。

6．其它可能影响的系统。考虑到该车配备有废气再循环系统和燃油蒸气回收系统（EVAP），故障点可能与EGR 阀或EVAP 系统有关。根据废气再循环系统的工作原理可知，发动机在怠速工况下，废气再循环系统处于关闭状态。于是，在怠速状态下试用手摸一下进气歧管，感觉温度未见异常，排除了因废气再循环系统的密封不严，废气窜入进气管引起的混合气过稀，也证明了故障与废气再循环系统无关。

经过上述步骤的检查与分析，把检查重点放在燃油蒸气回收系统上，设想是否因燃油蒸气回收系统中的某些零件损坏，导致怠速混合气过浓或过稀。

图1 燃油蒸气回收系统

四、燃油蒸气回收系统（EVAP）结构与原理

1．概述

汽油是易挥发的燃料，油箱内的燃油会很快挥发增加油箱内部的压力，当压力到达一定值时就会产生一定的危险。起初是将油箱盖做成了限压阀，当压力高过某一值时，限压阀就打开，把汽油蒸气排到大气中。后来，人们出于节约燃料和保护环境的角度出发，设置了炭罐，炭罐内部由吸附性很强的活性炭填充，油箱中多余的燃油蒸气不再排到大气中，而是由1 根管子引入活性炭罐。使活性炭吸附燃油蒸汽，当汽车开动的时候，活性炭罐电磁阀适时打开，将吸收的燃油蒸气重新引入进气歧管，以达到节约燃油和环保的目的。

2．组成

别克GL8 电控系统装置配备有燃油蒸气回收系统（EVAP）。该系统主要有活性炭罐、电控电磁阀、单向阀及相应的管路组成，如图1 所示。

3．原理及工作过程

活性炭具有吸附燃油蒸气的能力，当燃油箱内的汽油蒸气进入活性炭罐时，其汽油分子被吸附在活性炭颗粒的表面上，余下的空气则排入大气中。活性炭罐上方的进气口与燃油箱相通，其出气口经软管与发动机进气管相通，中间设置一个电控电磁阀控制管路的通与断。发动机工作时，如果电磁阀关闭，则进入罐内的汽油分子被活性炭颗粒吸附；如果电磁阀
打开，则汽油蒸气将进入进气歧管参与燃烧。活性炭罐内设有3 个单向阀，当电磁阀开启且控制气路中的真空度较大时，1 号单向阀便开启，吸附在活性炭颗粒表面的汽油蒸气重新蒸发，被吸入进气歧管参与燃烧。当燃油箱中的蒸气压力升高到一定程度时，2 号单向阀开启，3 号单向阀关闭，燃油箱内的汽油蒸气便进入活性炭罐。反之，当燃油箱内出现真空时，2 号单向阀关闭，3 号单向阀和燃油箱盖上的单向阀均打开，空气被吸入燃油箱内。

五、可能出现的故障

1．软管及接头破损、泄漏；
2．电控电磁阀故障；
3．炭罐中单向阀失效。

燃油蒸气回收系统中的汽油蒸气只有在发动机处于闭环控制时才参与燃烧。因为只有发动机处于闭环控制，才能对因额外汽油蒸气作用导致混合气体变浓的情况进行调节喷油量。因此，EVAP 系统中的汽油蒸气何时进入发动机参与燃烧受
EVAP 系统中电磁阀的控制。若连接的软管、电磁阀或单向阀出现故障，有可能导致发动机在闭环控制中，控制单元无法给出正确的喷油指令，导致混合气体过浓或过稀。

六、故障检修与排除步骤

1．软管的检测

逐一拆下EVAP 系统中的软管及接头，检查软管是否存在破损、龟裂等现象，检查接头是否紧固。经检查，未发现异常情况，证明软管、接头等正常。

2．电磁阀的检测

拆下电磁阀，对其进行以下检测：

（1）测量电磁阀电磁线圈电阻值

使用万用表电阻挡测量电磁阀电磁线圈的电阻值，如图2 所示。测得数据为30Ω，符合28～32Ω 的规定值，证明电磁阀线圈无故障。

（2）检查电磁阀线圈是否搭铁

使用万用表电阻挡测量电磁阀电磁线圈的电阻值，如图3 所示。测得数据为∞，证明电磁阀线圈不存在搭铁现象。

（3）检查电磁阀的工作情况

在电磁阀没有通电情况下，向电磁阀吹气，如图4 所示，发现此时电磁阀不通，符合要求；然后，给电磁阀端子连接12V 工作电压，再次向电磁阀吹气，如图5 所示，发现此时电磁阀导通，也符合要求，证明电磁阀的工作情况正常。

通过上述3 个环节的检查，可以确认电磁阀不存在故障。

3．炭罐中单向阀的检查

拆下活性炭罐后，从空气入口处吹气。根据炭罐内部结构及工作原理可知，当炭罐内部出现负压时，3 号单向阀应处于打开状态，允许外界空气进入炭罐。但这时却发现吹出的气体并不能进入炭罐。进一步检查发现，空气入口处被污物、积碳堵塞。

4．故障确认及排除

经过上述步骤的检查，以及对炭罐结构、EVAP 系统工作原理的分析可知，故障点发生在炭罐的空气单向阀上。由于EVAP 系统中炭罐空气单向阀失效，导致外界空气不能进入。当发动机打开电控电磁阀让EVAP系统中燃油蒸气参与燃烧，因空气单向阀失效，相当于进入到发动机的空气量并不在初始设定的状态，在发动机热车以后处于闭环控制下，经过这一工况燃烧，氧传感器会检测到混合气较浓，然后反馈给ECU。ECU接收该信号后，自动调节喷油量，产生较稀的混合气，此时，发动机怠速也因此而降低；而后，由于喷油量减少，氧传感器在下一个工作循环中，又会检测到混合气较稀，于是ECU又增加喷油量。如此反复，导致热车后出现怠速抖动现象。在发动机转速升高后，从EVAP 系统中参与燃烧的空气量比例不大，因此转速升高后，发动机抖动现象消失。于是，使用清洗剂先对入口处进行清洗，但发现空气仍然无法进入炭罐，确认炭罐中的单向阀失效。由于该车单向阀安装在炭罐内部做成一整体，于是决定更换炭罐。更换炭罐后，经反复试车，没有再出现热车怠速抖动现象，确认故障已排除。

汽车怠速不稳是现代汽车常见的故障之一，但引起该故障现象的原因有很多种，常见有进气系统故障、燃油系统故障、点火系统故障、机械故障等。本案例的诊断过程，一开始也是从这四方面考虑，通过简单的拆卸检查，加上对各系统工作原理的分析，逐步排除故障源。当发现上述系统均正常情况下，通过冷静分析，认真思考，在EVAP 系统中正确找到了故障的原因。由此可见，今后我们在处理发动机怠速不稳的故障时，除了需要进行常规的检查，还要求我们有坚实的理论基础、过硬的综合分析能力，才能在短时间之内找出故障点。在本案例中，表象只是炭罐空气单向阀失效，但在结合了EVAP、发动机闭环控制等系统作用下，却导致了发动机怠速不稳现象。