奔驰S600发动机故障灯亮

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背景

车型:奔驰W220.178/S600,搭载M137(12缸)发动机。

现象

发动机抖动,同时发动机故障灯点亮。

方案

首先连接奔驰诊断仪STAR-D进行检测,在ME(发动机控制模块)里有所有右侧缸失火的故障,同时还有一个故障码:P203D,Angle variation of camshaft of right bank of cylinders relative to crankshaft(右侧凸轮轴相对于曲轴的角度产生了变化)。 第一步,进入ME的指导测试,找到发动机的平稳运转分析,首先进入故障计数里查看各缸的工作情况,这时发现右侧缸都有不等的故障计数,而左侧缸工作却一切正常。再进入l—6缸的点火线圈离子流分析,这时发现所有的值都偏小,几乎都小于1,而正常的值都在1.5~2.0之间。再进入7—12缸的点火线圈离子流分析,所有值都在范围内,而且各缸的值都正常的在交替发生变化。这种车的点火线圈(图1-1-125)与其他车不同,它是一个整体的,也就是l~6 缸是一个点火线圈,7~l2缸是一个点火线圈。根据以往的经验很像是点火线圈有问题,但是更换一新点火线圈故障依旧,最后把右侧的火花塞以及点火线圈电源供给控制模块(图1-1-26)都换了,但是故障依然没有解决。 第二步,检查右侧汽缸的缸压,都在正常范围内。用内窥镜检查汽缸内积炭情况,未见明显积炭现象。经测量汽油压力为380kPa,也正常。 第三步,经过上面两步的检查,没有发现任何问题,这时又把目光转回到了故障码P203D上,而只有当右侧凸轮轴和曲轴之间相差15。曲轴转角时才会产生这个故障码。难道是正时错了吗?带着这个疑问,我们用奔驰专用示波器HMS990对曲轴位置传感器和右侧凸轮轴位置传感器的波形进行了检查,发现它们之间的差值确实超过15。曲轴转角(波形如图1-1-27所示),因为这种车如果检查正时要拆很多东西,因此,我们首先把左、右两侧的凸轮轴位置传感器进行了调换,但是现象依旧,这就排除了由右侧凸轮轴位置传感器造成故障的可能性。 第四步,拆掉两侧的气门室盖,按照WIS说明检查正时。 01 顺着发动机运转方向将曲轴皮带轮转到1缸上止点后的30。位置(标记如图1-1-28所示)。 02 检查两侧凸轮轴轴承盖上的标记A要与凸轮轴上的标记B对齐,此车左侧标记有点偏。 03 只有当两个固定装置5都能够无应力地安装在左右汽缸盖处时,才说明凸轮轴的起始位置正确。此车安装右侧固定装置时有点别扭,但也能装上。 还有一种更为精确的对正时的方法: 01 顺着发动机运转方向将曲轴皮带轮转到1缸上止点后的30。位置。 02 将左侧凸轮轴链轮上的L对准两节铜链条的中间,同时右侧凸轮轴链轮上的R也要对准两节铜链条的中间。但此车不管怎么转也无法满足上面的条件,不是在左面差一齿就是在右面差一齿。这时我们发现在链象上有漆做过的标记,这就说明以前此车的正时系统被人动过。这时我们大胆的猜测可能上次把正时对错了。 事实证明,右侧链轮在上次安装时错了一个齿,而且是延迟了一个齿,这就造成了右侧所有缸的点火都被延迟了。在我们准备纠正右侧链轮位置时,问题又出现了,由于长期的错位使用,链轮上胶木(胶木主要用来降低噪声的)表面已经被压的凹凸不平,如果错回一齿来安装的话,链条已无法复位到链轮上。由于此链轮的价格一万多元,客户不同意更换,要求维修旧链轮。于是我们把旧链轮胶木表面凸起的部分用锉打磨平后装车,上述故障彻底排除,发动机运转平稳。

备注

这是一个人为制造的故障,从整个故障的排除过程我们可以看出,首先我们要了解故障码的产生条件和产生过程,当然我们还要学会充分利用各种诊断仪以及自己或同事积累的经验,所有这些都会在诊断和排除故障过程中起着举足轻重的作用。 点评: M137型发动机是奔驰车系目前采用的一款较为先进的V12电子燃油喷射发动机,其最突出的控制特点是取消了爆震传感器,改用监测离子流来控制点火时间。该发动机采用一种特殊的点火系统,称为ECI点火系统。ECI中的E是英文“Energy”的简称,C是英文“Control (controlled)”的简称,I是英文“Ignition(ignition system)”的简称,合起来的意思是能量控制点火系统,我们通常称为ECI点火系统。 传统的发动机“失火”监测原理是:发动机控制模块根据曲轴转速传感器信号对“曲轴加速度”数据进行分析运算,从而测定汽缸是否存在失火(断火)现象。与传统点火系统的失火监测方式相比,ECI点火系统失火监测方式是完全不同的,ECI点火系统通过测量汽缸中“离子流”的分布状态来感知发动机的失火和爆震现象,因此,取消了爆震传感器。从控制原理角度来看,ECI点火监测方式更直接,在控制精度方面比传统的失火监测方式更为优越,能够保证发动机在爆震临界点区域正常工作,从而产生更大的动力和更好的燃油经济性。 ECI点火系统主要由4个模块类部件组成:2个ECI点火模块、1个ECI点火主控模块、1个发动机控制模块N3/10。在M137型发动机的两个汽缸盖上各安装了1个ECI点火模块:右列汽缸ECI点火模块N92/l和左列汽缸ECI点火模块N92/2,它们的功用是接收发动机控制模块N.3/10的点火指令信号,然后直接向各自汽缸列的汽缸进行点火。在原文中称的点火线圈应该是ECI点火模块N92/1和左列汽缸ECI点火模块N92/2,每个汽缸有两个火花塞,M137型发动机共使用24个火花塞。 在进气歧管总成的正上方安装了一个ECI主控模块N91,该模块的主要功用是将12V蓄电池电压转换成180V点火电压和23V测量电压,供两个ECI点火模块使用。ECI主控模块N91有一个16针线束插座,模块内部设置了自我保护电路,当输出电压出现过载时,自我保护电路会自动切断供电,直到关闭并重新打开点火开关为止。 ECI点火系统的交流点火电压是由ECI点火模块内部的火花塞输出级电路产生的,点火线圈排列在每个火花塞连接端口处,输出级通过ECI点火模块内部的振荡电路产180V电压。在产生交流点火电压的过程,发动机控制模块N3/1 0执行的任务则是!模块发出点火脉冲指令信号。 ECI点火系统利用辅助23V测量电压信执行失火监测功能。在每一次点火结束,ECI点火模块对汽缸内离子流分布状态行测量。离子流信号由发动机控制模块N3/10进行运算分析,并以此判断汽缸是否存在燃烧爆震和失火现象。ECI点火系统整体布局方式如图1-1-129所示。 由于发动机控制模块N3/r0具有完善的自诊断功能,因此,在本例检修工作中,结合故障码内容分析故障原因是排除故障的关键点。当对换了左、右侧凸轮轴之后,基本上可以判断故障在机械方面,再通过问诊,可以判断该故障人为的可能性较大,接下来就能够故障范围缩小到配气正时方面。

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