背景
车型:帕萨特配置1.8T CED发动机。VIN:LSVET69F7A2××××××。行驶里程:130000km。
现象
该车行驶中排放灯常亮,发动机偶尔会严重抖动。
分析
该车之前已来站报修两次,维修技师分别更换了4个点火线圈,检查了发动机上面的进气管路和真空管路,但都没发现问题,每次客户出厂后行驶一段时间,故障会重新出现,排放灯再次点亮。 客户第三次来公司报修,碰巧笔者第一时间接待了客户,倾听了客户的抱怨之后,来到该车边上了解情况,发现该车的排放灯确实常亮。但目前发动机运转还算比较平稳。经和客户进一步沟通,客户反映发动机有时候抖动得很厉害,同时排放灯在闪亮。但是这种情况出现的不太频繁,绝大多数时候只是排放灯一直点亮。让维修技师连接VAS6150进入发动机系统,读取故障码,故障码为:17705 P1297,增压器——节气门连接,压力下降,静态。16684 P0300,检测到不发火,间歇式。16685 P0301汽缸1检测到不发火,间歇式。16686 P0302,汽缸2检测到不发火,间歇式。16687 P0303,汽缸3检测到不发火,间歇式 。17544 P1136,汽缸列1,混合气匹配(叠加)系统过稀,静态。16688 P0304,汽缸4检测到不发火,间歇式。 诊断仪VAS6150读出的故障码,指出4个汽缸都有不发火的情况出现,结合发动机的独立点火系统,取消了高压线等易损件,每缸都有一个独立点火线圈,直接给火花塞点火,大大提高了点火能量,不过若某一点火线圈老化点火不良,则系统会报该汽缸不发火的故障码,所以在实际维修中,碰上报某个汽缸不发火的故障,排除问题很简单,一般更换该缸的点火线圈即可解决问题。可现在4缸同时都有不发火情况出现,直观去理解应该是4个点火线圈都出现了问题,但是4个点火线圈同时出现问题的可能性基本不会存在。结合之前维修技师已经更换了4个点火线圈,更印证了笔者的思路的正确性,说明4个缸都出现不发火的情况,应该和点火线圈无关,而是某一个其他的共性问题所导致。 再次咨询之前维修技师,技师反映之前每次系统的故障码都有P1297和P1136,只是汽缸不点火这个故障码,好似4个缸在轮流不点火一样,因此维修技师分别在两次维修中更换了4个点火线圈。通过这些情况,笔者有了以下几点看法: 之前的维修明显有避重就轻的倾向,维修技师将有明显指向的故障码凭经验来更换相关的配件(比如失火的故障码)。而没深层次去考虑产生这些故障码的真正原因。 维修技师对故障码指向不明确的,只是做了最基本最简单的检查(检查了进气管路等),没找到真正的故障点就草率交车。根本没有任何思路去排除P1297和P1136的故障码。目前系统的所有故障码,明显存主次关系,即P1297和P1136的故障码为主,而其他的故障码为次,排除了这两个故障码,则其他的故障码应该可以自然排除了。 该故障在恶化,或者说故障在明显加重。因为之前一直没报4个缸不点火,而现在4个缸都有不发火情况出现,应该是某共性的故障点越来越严重所致。
方案
结合上面几点,要排除该车故障,还是从故障码P1297增压器——节气门连接, 压力下降和故障码P1136汽缸列1,混合气匹配(叠加)系统过稀这两个故障码来入手了。为了更清晰的分析故障,特附上帕萨特领驭发动机的空气管路连接,如图1所示。
对照图1先分析P1297故障码的含义,增压器——节气门连接,压力下降。该故障码笔者是这样来理解的,发动机在正常运转时,图中空气流传感器G70检测到空气流量信号,并将该信号输送至发动机控制单元J220,而涡轮增压器出口的增压空气,经过管路和增压到中冷器,再通过节气门进入进气歧管,此段管路中安装有增压压力传感器G31(图中未标出),G31将检测到的增压空气的信号输送至发动机控制单元,正常情况下增压压力传感器G31检测到的数据与空气流量传感器G70信号数据相互对应,并且该数据和发动机的转速,节气门开度等也存在对应的函数关系。若这两个数据有明显偏差,或者对应的函数关系不一致,则J220在检测一定的循环周期之后,控制单元会储存故障码P1297。至此,通过故障码P1297的分析可以将故障范围确定为:G70或G31两个传感器之一出现了问题,导致数据失真;进气系统存在泄漏;发动机控制单元出现故障等。接下来分析故障码P1136汽缸列1,混合气匹配(叠加)系统过稀。该故障相对比较好理解,那就是汽缸的混合气过稀,这个原因要不就是喷油量过少(如汽油压力不够,喷油器堵塞等),要不就是进气量过多(进气系统存在泄漏等)。
通过上述的分析,两个故障码求同存异,则共同的原因是进气系统存在泄漏。那接下来就应该以此为突破口,对照图1分析一下可疑的部位,包括节气门与进气歧管这段是否泄漏,真空管路以及曲轴箱通风管路是否漏气,单向阀是否存在失效等。本着先易后难的原则,先目测检查发动机上的各条管路,看是否存在老化或接口松脱的情况,没有发现问题所在,接着再用最简单的方法检查真空管路是否存在漏气,启动发动机1min左右再熄火,等十几秒钟之后用力踩下制动踏板,若真空管路漏气,则制动踏板会明显发硬,若真空管路密封良好,则踩制动踏板能明显感觉有真空助力。经过试验此时踩制动踏
板明显感觉有真空助力在起作用。由此可以断定真空管路不存在泄漏。
接下来只有检查管路上的几个单向阀,对照管路图,分别检查了3、9、11、15几个单向阀,没发现问题。当拆掉曲轴箱通风PVC阀时,终于发现了问题的所在,该PVC阀内部膜片已经完全损坏(如图2所示)。
更换该PVC阀之后,客户试车一个礼拜,故障不复再现,至此故障彻底排除。
备注
维修后思考: 01 为什么该单向阀破裂会引起控制单元记忆4 个汽缸不发火的故障呢?先了解一下失火诊断的主要原理,失火检测通过评估来自曲轴转动信号的发动机速度波动来判断是否发生了失火,对本车而言,四缸发动机每缸燃烧产生的扭矩对曲轴旋转的驱动作用按照曲轴转角划分为180°,在没有失火发生时,曲轴转过对应的180°所用的时间(分段时间)应该相同,分段时间对应于两次点火之间的间隔,在某缸发生失火的时候,对应的分段时间会明显缩短。控制单元通过检测分段时间的变化来判断是否发生了失火。现该车由于混合气过稀,汽缸燃烧效降率低,对应发动机转速自然会波动。发动机控制单元通过转速传感器和凸轮轴传感器来判别是那个汽缸产生了失火。由于PVC 阀膜片完全损坏,导致大量的废气进入节气门后段,由此造成了4 个汽缸的混合气都存在过稀的趋势,因此控制单元会记忆4 个汽缸不发火的故障了。 02 翻阅维修手册,当出现汽缸不发火的故障,维修手册建议检查的项目包括有:燃油压力、喷油器、火花塞和点火线,带输出放大器的点火线圈和给车加油等。这些项目存在问题确实会导致汽缸不发火。但笔者个人认为,维修手册还漏了一个检查项目,那就是检查汽缸可燃混合气是否正常,若混合气过浓或者过稀,则相应的汽缸必然会工作不良,发动机控制单元通过转速的波动就会判断汽缸存在不发火的故障了。 03 关于曲轴箱通风的思考:通过图1可以看出, 曲轴箱通风阀23一端通过管路连接至曲轴箱通风装置14,而另一端则直接安装在进气软管26上,曲轴通风阀23阀也为一个膜片阀,该阀在正常情况下是不通的,而连接23至14的管路中间PVC阀25,其另一端直接连接至进气歧管。在此分析一下曲轴箱通风的工作状态。在发动机怠速状态时,节气门开度小,进气歧管真空度较高,对PVC阀的膜片产生一个吸力,但PVC阀膜片在回位弹簧的反作用下,此真空度无法打开PVC阀,曲轴箱废气无法流通,随着曲轴箱的废气压力不断增加,在废气压力和真空度的共同作用下,PVC阀膜片被打开,曲轴箱废气被吸入进气歧管参入燃烧。当曲轴箱废气压力下降后,该PVC阀再次关闭,等待下一个压力开启的时机,如此往复。此阶段曲轴箱通风阀23处在关闭状态,因此进气软管中的进气和曲轴箱废气被截停。而当发动机加速时节气门开度加大,由于涡轮增压涡轮的高速运转,此时进气软管26处在负压状态,曲轴箱通风阀23在负压作用下被打开,此时曲轴箱中的废气通过管路,再通过23进入进气软管,被增压后经过节气门再进入进气歧管。此时的PVC阀25由于进气歧管的真空度减小,其膜片处于关闭状态。曲轴箱中的废气自然无法通过该阀进入进气歧管了。