现象

2014年奥迪生产的奥迪Q5搭载CAD型2.0TSI发动机和0B5型双离合变速器,行驶距离为100,000公里,启动机抖动和加速度弱,送去维修。

故障排除和故障排除

接车后,首先向车主了解到该车是偶然故障,在一家修理厂更换过点火线圈、火花塞,还因漏油拆卸起动机进行过漏油处理。这种故障经常发生在正常行驶过程中,更换点火线圈、火花塞后有所好转,但时间不长,发动机抖动、加速乏力现象、发动机故障等亮起。(大卫亚设)。

考虑到这辆车做过发动机拆卸工作,笔者专门检查起动机,检查是否有泄漏物、传感器插头是否未连接等情况,没有发现异常。

连接诊断电脑,启动车辆,发动机抖动特别明显,排气管有刺鼻的汽油味。使用控制单元自诊断功能读取错误代码,检测系统中是否存在未点燃的错误代码,如果发动机动态数据流和转速为1 000r/min,则继续读取发动机的火灾数据(表1)。

从表1所示的火灾数据流中可以看出,发动机的2、3、4缸为什么存在不同程度的火灾问题?必须继续分析额外的数据流。

1.由于车辆抖动明显,空气质量和节气门狗一直处于跳跃状态,但数据似乎基本正常(奥迪2.0T发动机怠速时进气量为2.4g/s,节气门狗在3度以下)。一时不理。

2.气缸列1进气凸轮轴调整相位0.15(正常值在3以内)表明计时应该没有问题,暂时不要理会。

3.平均喷雾脉宽值为0.650ms,正常值约为1ms,表明发动机控制装置ECU将减小喷雾脉宽。

4.氧传感器值为0.99,理想状态下空燃比值为1,故障车的值为0.99,正常,但混频器短期校正值和长期校正值远远超过正常范围(正常不应超过10%),故障车的值修改后才知道在正常范围内。

很多技术人员对混合蒸汽修理的正意义的理解模糊不清,因此有必要解释这一点。混合蒸汽短期补偿值和长期补偿值不是由发动机传感器直接提供的,而是发动机控制装置的中间计算数据。混合蒸汽修复正值是诊断发动机故障的重要参考资料,混合蒸汽短期补偿值由氧传感器的反馈值生成,长期补偿值根据短期补偿值的变化趋势生成。也就是说,如果短期修正达到调整的极限,但混合蒸汽不能修改到正常范围,系统将自动切换到长期修正,继续调整混合蒸汽浓度。如果修正值为正数,则混合器浓度较低,ECU增加喷射脉冲宽度。修正值为负时,混合器浓度过浓,ECU减少喷射脉冲宽度。短期修正值在发动机关闭后自动归零,长期燃料修正值存储在系统中,除非发生故障代码消除或发动机控制计算机断电(大众/奥迪车系)。

故障车的混合蒸汽维修正值在负方向大幅增大,ECU减少燃油喷射脉冲宽度,表明故障车的混合车太浓。为了确保故障车的搅拌机真的不浓,笔者进行故障码清理工作,在混合车的短期修正值和长期修正值均为零后,重新读取发动机的失火数据(表2)。

表2故障码消除后故障车辆发动机的火灾数据

表2中显示的数据可以在混合蒸汽校正过程中拦截,发动机运行一段时间后,混合气体将快速修改为表1中显示的数据。作者剔除学习值后,搅拌机长期修正值和短期修正值均恢复为零,喷射时间变为1毫秒,但氧传感器值变为0.6,此时发动机抖动加剧。(大卫亚设,Northern Exposure(美国电视剧),学习)但不久ECU参与了混合蒸汽校正,短期内修正值从0%变为-25%,同时喷雾脉冲幅度也变为0.8毫秒,氧气传感器值变为0.8,此时发动机仍然有些颤抖。接着ECU继续修改混合蒸汽,长期修正值也从0%到-35%,喷射脉冲宽度为0.6毫秒,发动机运行基本稳定。此时,调节过程达到了极限,氧传感器值保持在0.99。

整个混合蒸汽校正过程非常短,超过约10s就结束了。在混合蒸汽修正的整个过程中,可以清楚地看到混合蒸汽浓度、氧传感器值0.6、发动机抖动、燃油喷射时间缩短等。混合机变白,氧传感器值为1,发动机倾向于平稳转动。可以看出,这种故障车发动机抖动是混合车太浓造成的。

混合蒸汽太浓意味着燃烧室流入量不足,燃料量太大,可能的原因如下。

1.喷嘴卸压;

2.高压燃油泵漏油;

3.正时故障,缸压不足,进气量少;

4.空滤至节气门管路泄漏,空气流量计检测进气量偏大,混合汽浓;

5.燃油压力高,喷油量大;

6.传感器信号漂移,如空气流量计,水温传感器等;

7.发动机控制单元故障。

具体到该故障车,正时数据正常、缸压正常,空滤至节气门 之间的管路无泄漏,燃油系统高压数据正常,水温和空气流量也 正常,因此,可以排除上述第3、4、5、6条。

由于该故障车没有低压燃油压力传感器,笔者只好连接 汽油表测量燃油系统低压压力,发动机怠速时低压压力不足 2bar(1bar=105Pa),发动机转速为2 000r/min时,低压压 力不足2.5bar,由于该故障车采用缸内直喷系统,正常情况 下低压压力为6bar。为了验证是不是燃油压力偏低而导致的 发动机抖动,笔者接上了清洗油路的吊瓶,并将气压调整到 6bar,此时发动机仍然抖动,这说明油压低不是导致发动机 抖动的根本原因。

重新测量缸压,各缸压力均在10~11bar之间,属于正常范 围。另外,从数据流看,进气量、节气门开度也均正常,基本可 以排除漏气的问题,很可能是发动机内部存在燃油泄漏。这款发 动机只有喷油嘴泄漏或高压泵泄漏会引发混合汽过浓。如果高压 泵泄漏,在机油加注口处会有很浓的汽油味,经再三确认,机油 加注口处并未闻到任何汽油味。由此看来,该车故障点很可能在 喷油嘴上。

拆下火花塞,通过检查发现4支火花塞都存在比较严重的积 炭,而且一缸和二缸的火花塞比较潮湿。为了进一步验证喷油嘴 是否泄漏,笔者打开点火开关,让低压油泵工作,用诊断仪读取 高压油压约为6bar(此时高压泵不工作,实测数据为低压油压), 5min左右该油压就降到2bar左右,这只是从侧面证明发动机内 部燃油系统确实存在泄漏现象。反复操作点火开关,让油压升到 6bar左右(低压和高压一致),同时用内窥镜观察缸内情况,发现 二缸的喷油嘴像花洒一样,往外喷洒很细小的油滴,活塞顶部也 存在一些干涸的油迹。

更换4个原厂喷油嘴后,该车发动机抖动的故障被彻底 排除。

维修小结

1.当出现发动机抖动、报失火故障时,先分析原理,再 动手检修。之前反复更换点火线圈和火花塞而无法彻底排除 故障,就是因为没有吃透发动机工作原理,不能全面诊断故 障原因。

2.发动机闭环控制混合汽,只有超出混合汽修正极限才会 表现出抖动,因此该车发动机抖动表现为偶发性故障,时好 时坏。

3.故障排除后,笔者又特意测量了低压燃油压力,怠速时压 力值在2.5~4bar之间摆动,发动机转速在2 000r/min时,则稳定 在3.5bar左右。由此可见,该车故障发生时低压燃油压力偏低确 实是喷油嘴泄漏引起的。

发动机抖动、加速无力是常见故障现象,作者首先问诊和外观检查,确认发动机明显抖动、排气管有汽油味。其后用诊断仪检测,数据流记录2、3、4汽缸发生过燃烧中断,最后发现喷油器存在严重泄漏。我点评有以下四点。

1.第一次检修这辆车的修理厂,对该车更换了点火线圈、火花塞,显得技术不够专业。这是选择题,故障现象是题干,故障原因是选项,必须选对导致本车故障的选项。如果本车只有一个故障原因则是单选题,经过诊断(包括查阅资料、分析与检测)在正确选项上画勾。如果本车有两个或以上故障原因则是多选题,错选和多选肯定不得分,因为无效修车会造成备件及工时浪费,对正确选项没有全部选中给一定的分,在修理中应继续选。

2.该车如在4S店修理,因喷油器泄漏故障较多,技师会凭经验首先检查喷油器,但是在综合汽修厂技师必须一步一步诊断。本文详细分析数据流,作者严谨规范的工作态度值得称赞和提倡。表1是故障车发动机的失火数据,表2是清除故障码后故障车发动机的失火数据,由此看出发动机控制系统的λ控制功能起作用,故障原因应出在在硬件方面,也说明作者充分掌握了λ控制机理。

3.故障原因按系统排列可使文章清晰,例如:进气系统、燃油系统、电控系统、机械部分。我将作者总结的7条重新排列:

(1)空滤至节气门管路泄漏,空气流量计检测进气量偏大,混合汽浓;

(2)燃油压力高,喷油量大;

(3)高压燃油泵漏油;

(4)喷油嘴泄压;

(5)发动机控制单元故障;

(6)传感器信号漂移,如空气流量计,水温传感器等;

(7)正时故障,缸压不足,进气量少。

第(1)条写的有问题,空滤至节气门管路泄漏,空气计量值应偏小,混合汽修正应趋向“+”的方向。

4.作者用外接压力表的方法测量低压燃油压力,其实通过读取数据流中的高压预压力,标准值为7bar,也可以判断低压油泵的性能好坏。高压燃油压力可以由数据流读出,但是作者没有写出发动机运转中的高压燃油压力。该发动机压缩压力标准值为11~14bar,文中测量数据10~11bar属于非正常范围。作者应在故障排除前与排除后测量发动机尾气,这是分析故障原因和检验竣工质量的重要依据。

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