利用數(shù)據(jù)流判斷發(fā)動機機械故障

王玉成， 王明先

（山東唐駿歐鈴汽車制造有限公司， 山東 淄博 255130）

1 故障現(xiàn)象

剛下線的一輛1010型微型載貨汽車， 發(fā)動機型號是： LJ465-2AE。 調(diào)試員剛起動發(fā)動機， 就聽到“啪” 的一聲， 發(fā)動機熄火了， 再起動發(fā)動機時，已無法起動。 車輛調(diào)試員檢查發(fā)動機的高壓火、 供油信號 （電子燃油泵、 噴油器控制信號） 均未見異常， 用診斷工具調(diào)取故障碼， 顯示結(jié)果是無故障碼。 經(jīng)多次起動試驗， 蓄電池電量降低， 起動發(fā)動機時發(fā)動機轉(zhuǎn)速也降低。 更換蓄電池后， 再次起動發(fā)動機， 發(fā)動機偶爾有輕微的回火聲， 卻仍無法起動。

2 故障診斷

我們接手此車問明情況后， 進行了以下試驗。

1） 用手捏住發(fā)動機燃油進油膠管， 將鑰匙由OFF檔轉(zhuǎn)至ON檔， 用手感知供油壓力， 用耳朵查聽燃油系的回油聲 （燃油通過燃油穩(wěn)壓器發(fā)出的聲音）， 粗略辨別燃油供給是否正常， 結(jié)果未見異常（注： 此方法可以對發(fā)動機供油壓力做一個初步判定， 前提是要有一定的經(jīng)驗積累）。

2） 檢查高壓火、 噴油信號， 未見異常。

3） 檢查排氣壓力。 將手放在排氣尾管出口處，用起動機帶動發(fā)動機運轉(zhuǎn)感知排氣壓力 （俗稱排氣勁頭）， 感覺排氣壓力較常規(guī)小， 進一步檢查排氣系統(tǒng)未見堵塞。

4） 拆開節(jié)氣門至空濾器的進氣膠管查看進氣管也沒有堵塞， 將手放在節(jié)氣門進氣口處， 起動發(fā)動機 （用起動機帶動發(fā)動機運轉(zhuǎn)） 感知進氣吸力（也是進氣流量）， 發(fā)現(xiàn)以下情況： ①進氣流量較正常發(fā)動機小； ②有 “倒打氣” 現(xiàn)象； ③有時有輕微回火 （雖然沒有明火， 回火時的聲音也不大， 但手能感覺到熱， 最厲害的一次手心能感覺到灼痛）。

3 故障分析

造成發(fā)動機回火的原因一般有： ①混合氣稀薄、 點火時間晚； ②配氣相位錯誤； ③進氣門密封不嚴； ④氣缸墊損壞。

造成進、 排氣無力的原因一般可能有： ①配氣相位錯誤； ②排氣通道堵塞 （此項已排除）； ③活塞、 活塞環(huán)密封不良。

活塞、 活塞環(huán)密封不良不會造成回火、 “倒打氣”， 且新車出現(xiàn)的可能性也不大； 混合氣稀薄、點火時間晚不會造成進、 排氣無力； 如果是進氣門密封不嚴， 只有到了很嚴重的程度， 且同時發(fā)生在多個氣缸上， 才會出現(xiàn)進、 排氣無力或 “倒打氣”的現(xiàn)象， 此車出現(xiàn)這種情況的可能性不大， 暫時可以不考慮。 如是氣缸墊損壞一般應(yīng)該能起動發(fā)動機， 由于該發(fā)動機并未經(jīng)過高溫大負荷運轉(zhuǎn)， 所以出現(xiàn)這種故障的可能性也不大。 我們把故障首先鎖定在 “配氣相位錯誤” 上， 如果真是配氣相位錯誤， 且手也能感知到進氣流量不正常， 那么ECU得到的進氣壓力值就應(yīng)該偏離正常值。 為此， 我們用診斷工具讀取并保存了該故障車起動時刻的數(shù)據(jù)流， 將得到的數(shù)據(jù)流與一正常車起動時刻 （起動時斷開點火電路） 的數(shù)據(jù)流進行對比， 還真發(fā)現(xiàn)了問題 （該車的數(shù)據(jù)流見表1， 正常車的數(shù)據(jù)流見表2）： 正常車起動時ECU測得的進氣歧管壓力是1005.1 hPa左右， 發(fā)動機還沒起動時的進氣歧管壓力是1030.9 hPa； 故障車起動時ECU測得的進氣歧管壓力是1034.1 hPa～1037.4 hPa， 發(fā)動機還沒有起動時的進氣歧管壓力是1032.0 hPa。 故障發(fā)動機的進氣歧管壓力起動時刻比未起動時刻還高， 實時數(shù)據(jù)證明了我們的推論， 也證明了我們用手感知的進氣流量結(jié)果是正確的。

表1 故障車數(shù)據(jù)流的一部分

表2 正常發(fā)動機數(shù)據(jù)流的一部分

4 故障排除

故障查到這里， 我們本可以打開氣門室蓋， 觀察1缸或4缸活塞到達上止點時1缸、 4缸氣門的狀態(tài)， 即可確認該發(fā)動機是否存在配氣相位錯誤 （精確判斷， 可以查看1缸或4缸進氣門提前開啟的曲軸轉(zhuǎn)角， 與該發(fā)動機進氣門開啟提前角標(biāo)準(zhǔn)值比較即可）， 可這臺發(fā)動機在保修期內(nèi)， 我們原則上不能私自拆開和維修， 為此我們聯(lián)系了發(fā)動機廠服務(wù)人員， 發(fā)動機廠服務(wù)人員趕到現(xiàn)場問明情況后， 首先檢查了高壓火， 未見異常； 又檢查了噴油情況， 也未見異常； 在我們的提示下， 發(fā)動機廠服務(wù)人員打開了氣門室蓋， 確認該車確實是配氣相位錯誤， 原因為正時皮帶 “跳帶” 引起 ， 即凸輪軸正時齒輪記號已經(jīng)對準(zhǔn)的情況下 （圖1）， 曲軸正時齒輪記號沒對準(zhǔn) （圖2）。 在廠家服務(wù)人員重新對好配氣正時， 準(zhǔn)備蓋上正時齒輪室蓋時， 我們想起了去現(xiàn)場看一下正時皮帶 “跳帶” 的原因。 經(jīng)與服務(wù)人員交流得知， 該發(fā)動機皮帶張緊輪固定螺栓并未松動，這時我們想到， 正時皮帶張緊輪未松出現(xiàn)正時皮帶“跳帶” 現(xiàn)象有可能造成皮帶損傷。 拆下皮帶仔細觀察發(fā)現(xiàn)正時皮帶 “跳帶” 處有多個帶齒表面發(fā)亮， 有一個帶齒損傷出現(xiàn)裂紋， 為此服務(wù)人員更換了一條新正時皮帶， 此時發(fā)動機可順利起動并工作正常。

5 故障總結(jié)

通過排除本案例故障給我們以下啟示。

1） 調(diào)不出故障碼的故障發(fā)動機， 借助數(shù)據(jù)流我們也能判斷出一些故障部位。

2） 對于電噴發(fā)動機而言， 有時機械故障也可以用診斷儀來診斷。 如果在設(shè)計發(fā)動機的ECU時，編程人員編寫的程序讓ECU能夠?qū)⒄?shù)據(jù)流數(shù)值與傳感器探測到的不正常數(shù)值進行比對做出判斷、給出故障提示并存儲故障碼， 那就更好了。 因為現(xiàn)在的電噴發(fā)動機的自診斷系統(tǒng)所能自診斷的故障主要是其傳感器和部分執(zhí)行器的故障， 對傳感器探測到的部分不正常數(shù)據(jù)， 還不能夠做出判斷。 而要用數(shù)據(jù)流協(xié)助分析、 判定發(fā)動機的故障， 需要維修人員有發(fā)動機構(gòu)造原理及其發(fā)動機理論方面的知識，還需要有較豐富的實踐經(jīng)驗。 以上述故障為例， 如果自診斷系統(tǒng)在探測到發(fā)動機起動時刻進氣壓力不正常 （壓力偏高） 故障燈能夠給出閃爍提示， 并保存一個故障碼x， 故障碼x的含義為： 進氣管路漏氣或是配氣相位錯誤， 那么我們在判斷發(fā)動機故障時就方便多了。

3） 排除故障時一定要分析故障產(chǎn)生的原因，分析故障可能損傷的機件， 仔細查看機件有否缺陷， 防止遺漏。 本案例的正時皮帶是發(fā)動機的關(guān)鍵部件， 如果帶著缺陷繼續(xù)使用， 可能造成活塞頂氣門的惡性機械事故。 如果車輛賣到用戶手里， 就會給用戶造成很大的損失。

4） 用手感知進、 排氣壓力時， 應(yīng)先斷開點火電路 （可拔掉點火線圈上的低壓線插頭） 再進行起動試驗， 以防灼傷手面。

5） 一名合格的電噴發(fā)動機維修人員應(yīng)具備以下知識： ①電噴發(fā)動機控制原理及其診斷儀器使用；②發(fā)動機構(gòu)造及其工作原理； ③汽車電氣知識。

造成本故障的直接原因是皮帶張緊輪張緊壓力調(diào)整不當(dāng)。 我們已將信息及時反饋給發(fā)動機廠， 發(fā)動機廠提出了以下糾正措施： ①發(fā)動機正時皮帶安裝工位新員工崗前培訓(xùn)不到位， 對該員工重新培訓(xùn)考核合格后再上崗； ②加大對該工位作業(yè)品質(zhì)的抽查比例； ③針對裝配工序、 服務(wù)部人員， 利用本案例進行分析、 教育， 舉一反三查找類似問題， 以確保發(fā)動機裝配品質(zhì)、 服務(wù)品質(zhì)。