图7-3-71为2008款宝来1.6L轿车(发动机型号BWG),由于正时带跳齿出现发动机动力不足时测得的次级点火平列波形。 根据图中波形分析,各缸的击穿电压均较低,燃烧电压也偏低,燃烧时间偏短。当提高发动机转速时,发现击穿电压降得更低,部分缸甚至降到了4kV以下,这会严重影响点火。 拆检火花塞,发现各缸火花塞电极情况不良,间隙偏大,但与目前的击穿电压情况恰恰相反,如果是电极间隙过大,对于次级点火波形的影响应该是击穿电压高于正常值,而本车的情况是击穿电压低,故障诊断进入死胡同,需要调整思路。
鉴于该车火花塞间隙较大,并且电极积炭较多的情况,首先更换了火花塞,清洗了节气门及喷油器。完工后继续进行检测,发现故障码P0341依然存在,并且,发动机动力依然不足。而当拆下凸轮轴位置传感器时,发现动力明显有所提升。但发动机电脑显示凸轮轴位置传感器线路断路的故障。
再次对凸轮轴位置传感器进行波形测试,波形正常。拆下凸轮轴位置传感器,元件安装及传感器未见异常。虽然在很多车型上出现过类似的凸轮轴位置传感器信号不正常的案例,但造成发动机动力不足的情况还是很少见的,但我认为P0341的故障码应该是解决该故障的关键,信号异常的原因,以及可能对系统造成的影响,这些是需要深入分析的。
理论上分析,如果凸轮轴位置传感器信号错误,造成点火时刻失准,电脑会启动失效保护,采用曲轴位置传感器的信号来弥补,不会对点火的时刻造成大的影响。前面次级点火波形的检查结果是击穿电压过低,造成过低的原因,是击穿时气缸内的击穿能量需求不高,而火花塞、排气压力已经检查是正常的,再结合客户提到的故障突然发生的情况,我突然想到,不会是正时带跳齿,配气正时错误导致的呢。拆下正时带罩,摇转曲轴到一缸上止点位置,结果发现如图7-3-73所示,凸轮轴正时齿轮标记错了两个齿。两个齿的错误,换算为曲轴转角是30°左右,也就是说电脑得到的上止点位置,比正常值早了30°。到此,故障的原因找到了,是正时带跳齿导致的发动机配气正时错误,导致发动机功率下降。造成正时带突然跳齿的原因,估计与燃油耗尽后,强行拖车起动有关。
从发动机进气量的数据看,没有明显降低,喷油器数据也在正常范围。从凸轮轴角度错误30°角看,相对于正常情况,在进气行程时,活塞在没有到达上止点位置时,排气门提前关闭了,而进气门提前打开了,这对于气缸内新鲜空气的进入是非常不利的。气缸内残存的废气比例要高于正常值,这也会导致击穿电压低于正常水平。而在做功行程中,进气门关闭的角度就过早了,影响了进气量。但是,对于这种情况,如果进行气缸压力测试的话,却无法得到气缸压力明显降低的结果。
除此之外,对于该车来说,在断开凸轮轴位置传感器时,从发动机动力明显有提升的表现看,发动机电脑对于该车的点火时刻控制不正常。对于常规车辆来说,当电脑检测到凸轮轴位置传感器信号出现相位偏差时,会启动失效保护,发动机电脑会采用曲轴位置传感器的信号来弥补时刻的错误,但该车显然没有采用这种保护。虽然出现了凸轮轴位置传感器信号失准的问题,但电脑依然是按照其位置信号进行了点火控制,这就导致了点火发生在活塞上行过程中,离上止点位置较远,气缸内的气缸压力较低,造成击穿电压的难度降低,燃烧电压低,气缸内的混合气燃烧不完全。同时,由于最大压力出现在活塞到达上止点前,阻碍了活塞的上行,并且,形成了一定的爆燃,这最终导致发动机动力不足。
次级击穿电压过高或过低与点火时刻的关系如下：
点火早时:次级击穿电压低;点火晚时:次级击穿电压高造成击穿电压高或低的原因,主要还是与气缸内的混合气密度有关,活塞上升过程中点火时刻早,气缸内的压力低、混合气密度低,次级击穿电压就低;点火时刻迟,气缸内的压力高、混合气密度高,次级击穿电压高。这主要是因为随气缸压力的增加,火花塞中央电极到侧电极之间的混合气电离的难度增大,导致次级点火击穿的电压增高。
