保时捷卡宴V6发动机失火诊断故障码和发动机警告灯之谜

来自:虹科Pico示波器(陈国飞)
8月前
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保时捷卡宴V6

故障现象:

故障码提示一个或多个气缸失火, 有时所有气缸都失火,并且DTC有一个非常高的失火计数器。更换过线圈、火花塞、喷油器、传感器和燃油管。更换后试车没有问题,但是过几天故障就会再次出现。

故障分析:

由于已经更换了大量新零件,我们需要换个办法来诊断。一般来说,我们最好删除之前的故障信息,因为这些信息很有可能会误导你。

先试车,模拟客户的驾驶方式,在1200转/分钟,大约90公里/小时的时候,发动机失火,汽车振动大约3秒钟,发动机警告灯亮起。

我清除了故障代码再次试车,不过我们同步使用PicoScope NVH 来记录行驶过程中的数据。重复试车再现故障,发现振动从二档开始,与1200转/分钟左右几乎为零的扭矩有关。这意味着NVH可能无法提供新的参考。

于是我检查并找到了这辆车的技术产品信息(TPI),描述了由分动箱(负责4x4驱动的附加齿轮箱,中央差速器)引起的振动,但这之前已经被修正和修理过了。

鉴于这是一辆混合动力车辆,动力传动系统的任何部分都可能导致问题。找到故障的最简单方法是监控动力传动系统中各个部件的转速。还有一个问题是需要确定它是否可能由E-machine(电动机)或DC/AC转换器引起,因为车辆包含一个混合动力电机发电机。

图3显示了振动开始的点。

在图4中,一次发动机转动后可以看到振动。发动机和电动机的转速在点火信号之间上升和下降大约两次。这意味着与发动机循环和发动机转速有关有一个双倍频率。如图5,我们得到了大约15赫兹的频率。

这解释了失火的故障码,为什么会指向随机的气缸或所有的气缸,并且计数太多。发动机ECU通过分析曲轴速度加速度来识别失火,这是由燃烧压力引起的。这反过来又加速了曲轴。这些类型的振动会混淆ECU算法,因此软件会将这些动作识别为失火。

我可以重现失火故障并在PicoScope中将其记录为波形,然后所要做的就是确定动力传动系统中的哪一部分导致了15赫兹的频率振动。

图6是动力传动系统的简化图,各部件按可能的速度监测点的顺序排列。

发动机(曲轴传感器)、混合动力离合器(无传感器)、电动机(3个霍尔传感器)、齿轮箱(1个输入和1个输出传感器)、分动箱(未检查,未知)。

(图放不下了,下接解决方案那里)

故障分析 故障分析 故障分析
解决方案:

问题是,振动来自哪里?它是来自齿轮箱/传动箱一侧?还是发动机?或者是三相电动机/发电机?或者是DC/AC转换器?

为了更好地理解这个问题,我进行了更多路试。我记录了振动,同时通过相应的传感器监测齿轮箱输入和输出轴的速度。

图8显示了发动机转速频率的增加和减少,大约在一个发动机转动周期或15赫兹。电动机显示了相同的频率,以及两个齿轮箱速度传感器也是如此。

然而,当振动出现时,发动机转速增加,所有其他速度信号都下降。我确定振动的区别在于:发动机和动力传动系统的其余部分之间的振幅相反。所有四个速度传感器的频率都是一致的,大约在一个发动机转动周期,并且无论车速或所挂档位如何,频率都是15赫兹。

换言之,分隔或反相位于发动机和电动机之间,也就是混合动力离合器所在的位置。

让我们来看一下混合动力离合器:
从图9可以看出,离合器盘在我看来像是一个减震器,功能上类似于双质量飞轮。

因此,在离合器盘中一定存在某种弹簧和减震设计。考虑到这一点,假设减震功能失效,离合器盘就只是一个弹簧,每个弹簧都有自己的频率,对吧?之前,我观察到振动总是在发动机1200转/分钟或15赫兹频率的一个范围内。它与齿轮箱输出无关,因此不是由齿轮箱或传动箱引起的。根据这里显示的数据,逻辑诊断结论是,15赫兹乘以60等于900,所以动力传动系统每分钟振动900次,而转速是1200转,这足够接近,转速可能引起离合器盘共振。推测故障就是由于混动离合器损坏导致的。

进一步检查发现,混动离合器盘的减震确实有故障,它只是起到了弹簧的作用。更换新的离合器盘以后,故障排除!

感谢您能够读完这个案例,也希望它能激发虹科Pico的使用者们,来继续探索新的PicoScope功能!

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