君越轿车失火故障排除

龙源期刊网君越轿车失火故障排除作者：牛英伟来源：《汽车与驾驶维修》2011年第06期故障现象：一辆2009年产别克君越3.0轿车，搭载LZD可变排量发动机，行驶里程5万km。用户反映该车发动机故障灯亮。检查分析：维修人员检测发现，有1缸失火故障码。清除故障码后试车，发现车速在50km／h时，发动机抖动明显，随后故障灯点亮，抖动现象消失。对点火系统、燃油压力、气缸压力、气缸功率平衡(断缸测试)和喷油器平衡进行测试，测试结果均为正常。尝试更换节气门及空气流量计，并做断开燃油蒸发管路试验，但故障依旧。维修人员在1缸喷油器的控制端连接发光二极管试灯，并将试灯引入车内，路试中监视该喷油器的工作状态。路试中发现，试灯在开始时正常闪烁，但当发动机出现抖动时，变成长亮。发动机故障灯点亮后，试灯又恢复正常闪烁，同时发动机抖动现象消失。这说明在发动机出现抖动时，喷油器的控制信号被取消了，但其供电是正常的。喷油器的控制信号无故被取消了，故障原因指向发动机的控制程序。但对发动机控制单元的程序进行刷新后，故障依旧，于是排除了软件故障的可能性。回顾路试过程，有一点值得注意，故障是在特定的车速和加速踏板踩踏深度出现的。这说明故障与发动机所处的工况或工作模式有关，也就是它只在某种特定的工作模式下才出现，当这种工作模式退出后，故障现象也随之消失。这令维修人员联想到了此款发动机的变排量工作模式，为此要对其工作原理进行了解。该款发动机为提高其燃油经济性，采用了发动机变排量技术。变排量技术是指当发动机低负荷工作时，关闭部分气缸，从而降低油耗。对于该款发动机，参与变排量控制的气缸为1缸、3缸和5缸。关闭气缸所采用的方式为关闭相应气缸的进排气门，并停止对其喷油及点火，这样被关闭的气缸既不会产生额外的泵气功率损失，也不会继续消耗燃料。其中关闭气门的操作是通过液压方式来实现的，一个带有3个电磁阀的液压控制阀体装在2个缸盖的中间位置(图1)，分别对1、3、5缸的气门进行控制，其动力油压来自发动机机油压力。3个气缸的进排气液压挺杆均由内芯和外套2部分组成(图2)，内芯部分与普通液压挺杆相同，外套与内芯部分所形成的挺杆油缸用来实现挺杆长度的改变。在正常工作模式下，液压控制阀体控制挺杆油缸充油，挺杆长度为油缸长度与内芯长度之和，凸轮可以通过挺杆驱动气门。在降排量工作模式下，液压控制阀体控制挺杆油缸泄油，挺杆内芯缩八其外套中，油缸长度被取消，挺杆长度仅为内芯长度，凸轮到气门的传动路径被切断，使气门在发动机运行中保持关闭状态。维修人员在明白工作原理后再次路试，同时注意观察动态数据。当故障出现时，数据显示控制1、3、5缸气门的电磁阀接通，这3缸停止工作。发动机转入2、4、6缸工作状态，这说龙源期刊网明失火故障是在降排量工作模式下出现的。而由于失火导致的输出扭矩下降，使发动机控制单元判定发动机负荷率过高而使发动机迅速转回正常模式。对故障现象的进一步认识，使维修人员产生了新的思路。既然发动机只是在降排量工作模式下才出现失火，那么问题应该出在降排量的运行过程中。测量3个气门电磁阀的电阻，阻值正常。为进一步验证气门电磁阀的工作状态，将1、5缸气门电磁阀的控制线路对调后路试，故障现象没有改变。为掌握发动机控制单元对失火故障的判定标准，维修人员有意地对5缸人为创造失火条件，拔下5缸气门电磁阀插头，使其不能工作。为避免产生新的故障码，又在插头上插接了一个相同阻值的电磁阀。这样，在降排量工作模式下，5缸的进排气门是照常工作的，即与发动机控制指令是不相符的。但路试结果还是1缸失火。由于通过各种试验均未能得出明确的结论，于是将诊断思路转向了对数据的分析。分析发现，在出现故障时，后氧传感器的信号电压由700mV降到0V，前氧传感器的信号电压也由正常跳变转为50mV恒定(图3)，同时短期燃油修正量增加，说明此时混合气过稀。结合故障现象可以看出，失火故障应是混合气过稀造成的。但是令人费解的是，发动机在降排量工作模式下，1、3、5缸是不工作的，为什么1缸的失火还会带来发动机的抖动呢?维修人员意识到，直到此时注意力一直放在1缸上，却忽略了处于工作状态的2、4、6缸。维修人员通过故障诊断仪，执行气缸关闭测试功能，在发动机怠速运行时，令1、3、5缸关闭。这时发现发动机动力明显不足，进而还出现了熄火。再次起动时，发动机勉强维持运转，但却异常抖动。此时逐个取消2、4、6缸高压点火信号，发现6缸此时是处在缺缸状态的。恢复正常工作模式后，再次进行断火试验，6缸却又恢复正常。这种奇怪的现象使维修人员不得不考虑其中存在人为故障的可能性。考虑到该款发动机1-2-3-4-5-6的，点火顺序，并结合气缸的布置形式，推断是5缸与6缸的喷油器插头插错了。因为这2缸的喷油和点火时序相邻，如果喷油器插头插错的话，在降排量工作模式下，6缸的喷油将被切断。原本应该喷到6缸的燃油会喷到5缸，而此时5缸的进气门是关闭的，混合气无法吸入气缸。因此在这种情况下，发动机实际上处于2缸工作模式，必然会带来抖动。检查喷油器插头(图4)，果然是5缸与6缸喷油器插头插错了。故障排除：正确插接喷油器插头，故障排除。龙源期刊网回顾总结：前维修人员操作失误所导致的人为故障，虽然使故障诊断过程变得扑朔迷离，但这也给维修人员创造了深入了解控制系统的机会。维修人员经历了认识、实践、再认识和再实践的曲折过程，对发动机变排量控制、负荷率和失火判断标准都有了充分的认识。值得重点回顾的是，为什么在6缸缺缸的情况下，发动机控制单元却记录了1缸失火的故障码?这涉及发动机的失火判断标准。在发动机运行中，机件及气流的惯性作用使得其负载扭矩及进气量在一个作功循环内(曲轴旋转2圈)不会突变。所以发动机转速突降的原因不会是负载扭矩突然增高，只能是输出扭矩下降。而在进气量不变的前提下，输出扭矩下降的原因应是混合气燃烧不良。由于发动机的输出扭矩与负载扭矩相互抵消后的结果决定了曲轴的角加速度，所以可以用曲轴角加速度的变化，来测量发动机输出扭矩的变化。在发动机的一个作功循环内，当曲轴角加速度低于特定门限时，判为失火，而失火发生时所对应的气缸判为失火气缸。该案例中，故障发生在3缸工作模式下，此时1、3、5缸气门关闭，且为减小气体摩擦能耗，这3缸保持真空状态。由于6缸喷油器未喷油，所以当曲轴转到6缸作功位置时，没有得龙源期刊网到混合气燃烧所作的功，但此时由于1缸中真空的存在，在大气压力的驱动下曲轴仍获得部分加速度，所以并未记录6缸失火。而接下来，曲轴转到1缸位置，由于1缸活塞要克服大气压力作功，使发动机的输出扭矩下降，曲轴角加速度降到门限值以下，发动机控制单元判定1缸失火。