Cadillac Workshop Service and Repair Manuals

Fuel: Testing and Inspection
Fuel Quality Diagnosis

Fuel Quality Diagnosis

Fuel quality may cause driveability problems such as hesitation, lack of power, stall, no start, etc.

Certain driveability problems can be related to fuel quality. Fuel testing is limited. Therefore, all other system checks must be performed (e.g. Powertrain
System, Fuel System, Ignition System, Emission System) before fuel quality is diagnosed. If these checks fail to solve the problem, gain information
from the customer about when the condition occurs, when and where the fuel was purchased, and which octane level was used. Ask the customer to
change fuel brands. If the symptom persists, perform the Fuel System Diagnosis Alcohol in Fuel test. If this is not conclusive, drain the tank and refill
with a known good quality fuel.

Due to increasing awareness towards vehicle emissions (Evaporative and Exhaust) and their impact on the environment, federal regulations are limiting
certain characteristics of fuel. These limitations are causing driveability problems that are extremely difficult to diagnose. In order to make a diagnosis, a
basic understanding of fuel and its effects on the vehicles fuel system must be gained.

Octane

Octane is a measure of a fuels ability to resist spark knock. Spark knock occurs in the combustion chamber just after the spark plug fires, when the 
air/fuel mixture in the cylinder does not completely burn. The remaining mixture spontaneously combusts due to temperature and pressure. This
secondary explosion causes a vibration that is heard as a knock (ping). Fuel with a high octane number has a greater resistance to spark knock. This
vehicle requires 91 octane ([R+M]/2 method) in order to ensure proper performance of the fuel control system. Using fuel with an octane rating lower
can create spark knock, which would cause the PCM to retard ignition timing to eliminate the knock. In a case such as this, poor engine performance and
reduced fuel economy could result. Also, in severe knock cases, engine damage may occur.

Volatility

Volatility is a fuel's ability to change from a liquid state to a vapor state. Since liquid gasoline will not burn, it must vaporize before entering the
combustion chamber. The rate at which gasoline vaporizes determines the amount of evaporative emissions released from the fuel system, and therefore
has made volatility an environmental concern. The federal government has lowered the maximum allowable volatility, but certain driveability conditions
have resulted.

Volatility can be determined through three different tests: the Vapor-Liquid Ratio, the Distillation Curve, and the Reid Vapor Pressure Test (RVP). The
Vapor-Liquid Ratio test determines what temperatures must exist to create a vapor-liquid ratio of 20. The distillation curve is a graph showing the
relationship between temperature and the percentage of fuel evaporated. The fuel components that boil at relatively low temperatures (below about 90 F)
are known as light ends and those that boil at about 300 F are known as heavy ends. The light ends are important for cold starting and cold weather
driveability. Heavy ends provide engine power and are important for hot weather driveability. It is the proper mixture of these components that provide
proper operation across a wide range of temperatures. However, the distillation curve of a gasoline usually requires laboratory testing. The Reid Vapor
Pressure (RVP) test measures the pressure (psi) vaporized fuel exerts within a sealed container when heated to 100 F. Volatility increases proportional to
RVP. While RVP can easily be measured in the field, it may be misleading because it is possible for two fuels with the same RVP to have different
distillation curves, and therefore, different driveability characteristics.

As stated, improper volatility can create several driveability problems. Low volatility can cause poor cold starts, slow warm ups, and poor overall cold
weather performance. It may also cause deposits in the crankcase, combustion chambers and spark plugs. Volatility that is too high could cause high
evaporative emissions and purge canister overload, vapor lock, and hot weather driveability conditions. Since volatility is dependent on temperature,
different fuels are used during certain seasons of the year, thus creating problems during sudden temperature changes.

Fuel System Deposits

Fuel system deposits can cause various driveability problems. Deposits usually occur during hot soaks after key Off. Poor fuel quality or driving patterns
such as short trips followed by long cool down periods can cause injector deposits. This occurs when the fuel remaining in the injector tip evaporates and
leaves deposits. Leaking injectors can increase injector deposits. Deposits on fuel injectors affect their spray pattern, which in turn could cause reduced
power, unstable idle, hard starts and poor fuel economy.

Intake valve deposits can also be related to fuel quality. While most fuels contain deposit inhibitors, some do not and the effectiveness of deposit
inhibitors varies by manufacturer. If intake valve deposits occur, fuel may be suspected. These deposits can cause symptoms such as excessive exhaust
emissions, power loss and poor fuel economy.

Sulfur Content

The sulfur content in fuel is also regulated to a certain standard. Premium grades of fuel generally have a lower sulfur content than the less expensive
blends. A high sulfur content can promote the formation of acidic compounds that could deteriorate engine oil and increase engine wear. It could also
produce excessive exhaust emissions or a rotten egg smell from the exhaust system.