2007年产别克凯越1.8行驶中冒黑烟

背景

车型：2007年产别克凯越1.8轿车，搭载T18SED发动机。行驶里程：18万km。

现象

用户反映该车行驶中冒黑烟。 维修人员试车，发现该车在市区内行驶基本正常，但驶上高速后，从后视镜中能够看到尾气冒出的烟雾。回到车间后进一步试车，发现当发动机转速到达6000r/min时，从排气管中冒出浓重的黑烟（图1）。

方案

发动机怠速运转时观察数据流，发现随着转速的升高，喷油修正并没有出现明显的恶化。即使怠速超过6000r/min时，喷油修正量仍然处在允许范围内(图2)。 而且从氧传感器的信号看，混合气的燃烧也是基本正常的（图3）。 相对而言，倒是发动机的负荷率显得有些异常（图4），说明在这种情况下，其动力性能已经开始下降。 黑烟的出现表明混合气在燃烧中出现了某种异常，于是首先想到了爆震。但观察高怠速时的点火提前角和爆震修正量（图5），可以看出，实际上爆震并没有出现过。 试车中，喷油修正没有恶化，说明尾气中没有出现缺氧现象，就是说黑烟的出现并未消耗过多的氧气。这样看来，黑烟与早燃、爆震和点火不良无关。 根据发动机的扭矩特性（图6），对于增压发动机而言，当发动机转速超过5000r/min时，输出扭矩会有明显的下降。 但对自然吸气发动机，6000r/min以上扭矩不应有明显的下降。该车为自然吸气发动机，所以正常情况下，此时扭矩输出能力不应下降。但从发动机的负荷率上看，高怠速时发动机的扭矩储备已经丧失殆尽。 考虑到6000r/min时空气流量能够达到80g/s，进气歧管内气压达到30kPa(图7)，因此可以肯定发动机的进排气系统都是正常的。 尽管发动机在试车中转速超过了6000r/min，但它仍然是处在怠速工况，即空载状态。这样一来，导致发动机过载的问题便集中在了发动机内部。对于空载状态下的发动机而言，如此大的负载扭矩，其来源应与活塞的往复运动有关。 活塞的滑动阻力取决于其与气缸之间的油膜质量，只有油膜厚度符合标准且分布均匀时，阻力才会很小。而当发动机由于拉缸引起机械变形后，油膜将会变得不均匀，从而导致阻力的增加。与用户沟通后得知，该车从未出现过冷却液温度过高的情况。分析认为，冷却液温度不高不等于不会出现拉缸。当冷却液在水道内壁时出现蒸发时，一旦形成隔热层（图8），发动机机件仍然会受损。 由于这一过程发生得十分隐蔽，所以它会使用户产生错误概念，认为冷却液温度没高过车辆就不会有问题。 将发动机缸体镶嵌缸套后镗缸，更换标准活塞；清洗冷却系统并加注无水型冷却液后。发动机磨合结束后试车，故障彻底排除。