背景
车型:2005款金杯,装备4G6G发动机。行驶里程:6.83万km。
现象
一辆2005款金杯、装备4G6G发动机,该车怠速不稳、排气口排气声沉重并有油味、加速不良、动力不足、行驶中易熄火,有时会回火,故障现象多而明显,可以说一般发动机性能不良的故障现象,它基本上都有。但该车的发动机故障指示灯始终未亮。 该车已经在其他修理厂检修过,并且还去过一个金杯特约维修站检修,但据驾驶人讲,故障 不仅没有好转,而且越来越严重了。
方案
据驾驶人讲,故障出现仅7-8天,只是越来越严重了。前几次维修时,除了未将发动机分解外,一般检查都做了:检查高压火、更换火花塞、清洗节气门、清洗喷油器、检查传感器、更换ECU试验、还测量了燃油压力和汽缸压力等,但都正常。 笔者朋友接修此车后,邀笔者共同参与诊断。我们首先用金德K81故障诊断仪检测,但未查到故障码。发动车后,发动机转速在850-950r/min间不规律变化,原地空车加速基本正常。排气管口排气声沉重,有油未烧完味道,但没有冒黑烟。怀疑是有缸不工作,试验结果1缸工作的不好,4缸也差一点,其他缸工作正常。甚至当拔去1、4缸后发动机怠速更稳。上路 试车,动力不足、急加速反应慢,行驶中一松油门就熄火,偶尔发动机还会回火。回厂后先检查4个缸高压火花,跳火良好。拆检火花塞,4个火花塞电极和瓷芯都发黑,显示为混合汽浓或燃烧不良所致。 该车故障现象很多,从哪里下手呢?我们决定先查一下混合汽浓的问题,因为根据经验和发动机控制策略,若进气歧管压力传感器损坏最有可能产生上述现象,而且用数据流来核查既快捷、核查面又大。 于是用数据流来核查是否真浓,并查找导改混合汽浓的原因。该车原地怠速时数据流如下: 发动机转速 850~950r/min(变化) 喷油脉宽 6.5~6.8ms 进气歧管绝对压力 97.2kPa 怠速电机步数 22step(步) 氧传感器电压 无规律变化 其他数据都基本正常。 虽然想到进气歧管压力可能会高,但这祥高的进气歧管压力还是令人吃惊,因为它几乎是一 个大气压了,1个大气压是101.4kPa。这样高的进气歧管压力引起这样大的喷油量应算小的了。不过数据流中进气歧管绝对压力高,也可能是压力正常,而是进气歧管压力传感器损坏或发动机ECU损坏造成的。所以接着就用真空表核实进气歧管压力,结果测得的真空度是0~5kPa之间,看来进气歧管压力传感器和发动机ECU都没有损坏,进气歧管压力确实是97kPa左右。 众所周之,正常发动机的进气歧管压力在27~37kPa。那么,导致进气歧管压力过高的原因是什么呢?初步分析,有以下几个原因:进气歧管(节气门后)有严重漏气;气门不密封,使发动机在压缩、排气或燃烧时的气体漏入进气歧管;三元催化转化器堵塞;配气正时错误。 认真检查了节气门到汽缸盖间的进气歧管及各连接管,未发现任何漏气。为检查气门是否密封,测量了汽缸压力,结果4 个缸都在1.08~1.30MPa之间,属正常。汽缸压力正常的发动机不可能有气门严重不密封的情况。 检查三元催化转换器,原地加速时加速良好,排气管口冒气强有力而敏捷,看来没有堵塞。根据以往遇到三元催化器严重堵塞的检测经验,只要原地加速良好,是不会有严重堵塞的, 更不会有进气歧管压力有97kPa的现象。 前三个可能导致进气歧管压力高的原因在本车上都未找到。估计其他修理厂和特约维修站也 检查过这些项目。 第四个原因“配气正时错误”在该机上检查很费时,因为该机的正时链条室和气门室盖用了 70多个螺栓/螺母,拆卸十分麻烦。 我们分析:气门密封良好并不说明发动机在进气或排气时的气体不会进入进气歧管。例如气门虽密封,但若排气门关闭过迟也会使排气漏入到进气汽缸。倘若配气传动机构正时记号不当、正时链条松动、凸轮轴及凸轮磨损等都可能造成排气门关闭过迟这种配气正时错误。 根据上述分析,于是决定检查上述部件。拆开正时链条盖后可看到,凸轮轴正时链轮是用螺栓固定在凸轮轴上的。检查链条上正时记号正确无误,用手检查正时链轮在凸轮轴上的固定,未发现松动,链条涨紧器也工作正常。 拆下排气凸轮轴链轮后,发现此链轮与凸轮轴间的连接销已被扭弯,圆形销孔已变为椭圆形。进一步拆下排气凸轮轴,发现排气凸轮轴前轴颈严重磨损、凸轮轴上轴承盖及汽缸盖凸轮轴轴颈支撑孔和凸轮轴前轴颈相结合处严重磨损。这说明4G6G发动机进、排气凸轮轴是用一个整体式的上轴承盖。同时还观察到汽缸上第一道凸轮轴支撑座的润滑油孔被污垢堵塞。 原因找到后,由于配件供应原因,就更换了一个带进、排气凸轮轴的缸盖总成,并更换了机油和机油滤清器,故障完全排除。
备注
01 修复后原地怠速时数据流如下: 发动机转速 810r/min 喷油脉宽 3.3ms 进气歧管绝对压力 37.2kPa 怠速电机步数 12step(步) 氧传感器电压 200~800mV 其他数据都正常。 02 事实上这是一个故障现象典型、故障原因明显的非疑难故障。可是为什么其他维修厂(站)未能诊断出原因来呢?估计同行们一定也查到了:“进气歧管绝对压力97.2kPa、喷油脉宽 6.5~6.8m s”这一现象,一定也知道进气歧管绝对压力97.2k P a是太高了。但大概未考虑到配气正时错误也会影响进气歧管内压力这一因素。 在这里我们不妨回忆一下陈家瑞老师所编汽车构造(上册)中的一段话:“由于进气门在上止点前即开启,而排气门在上止点后才关闭,这就出现了在一段时间内排气门和进气门同时开启的现象,这现象称为气门重叠,重叠的曲轴转角称为气门重叠角。由于新鲜气流和废气流的流动惯性都比较大,在短时间内是不会改变流向的。因此只要气门重叠角选择适当,就不会有废气倒流入进气管和新鲜空气随同废气排出的可能性。这对于换气是有利的。但应注意,如气门重叠角过大,当汽油机小负荷运转,进气管内压力很低时,就可能出现废气倒流,使进气量减少。” 此发动机排气凸轮轴链轮与凸轮轴上的连接销已被扭弯,圆形销孔已变为椭圆形,导致排气门关闭大大推迟,此时进气门也开着,所以进气歧管和排气歧管是通着的。由于排气管内压力达103~106k P a,而进气歧管内压力是27~37kPa,所以就有废气流入到进气歧管内,导致进气歧管门压力太高了。 03 恰当使用检测手段、着力抓主要矛盾 一旦确认这些故障现象存在, 就用故障诊断仪读数据流。抓住数据流中“进气歧管压力过高”这一现象进行分析和进一步检查。而没有分头去查喷油脉宽或氧传感器电压。例如喷油脉宽过大还和燃油压力过低、喷油器堵塞有关。更没去做尾气分析、波形检查。因为过多的检查既费时,又会导致忽略故障的主要现象和主要原因。此外用真空表来核查进气歧管绝对压力是一个可靠而快速的方法。所以,如果不计拆检凸轮轴链轮的时间,我们诊断这起所谓的疑难故障仅用40min左右。