發(fā)動(dòng)機(jī)密封性能對D型噴射系統(tǒng)的影響

◆文/山東 王振龍

發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣量有兩種計(jì)量方式，即節(jié)氣門內(nèi)部計(jì)量和外部計(jì)量。內(nèi)部計(jì)量簡稱D型噴射系統(tǒng)(圖1)，以節(jié)氣門后部進(jìn)氣歧管真空度波動(dòng)為計(jì)量依據(jù)，通過進(jìn)氣壓力傳感器(MAP)實(shí)現(xiàn)信號(hào)轉(zhuǎn)換。外部計(jì)量簡稱L型噴射系統(tǒng)(圖2)，以節(jié)氣門前部進(jìn)氣軟管內(nèi)空氣流速度變化為計(jì)量依據(jù)，常用的計(jì)量傳感器有熱線式或熱膜式(LH)，有些大排量車型為增加計(jì)量準(zhǔn)確性，兩種計(jì)量方式共用。

無論用哪一種方式計(jì)量發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣量，傳感器計(jì)量的數(shù)據(jù)是否準(zhǔn)確與發(fā)動(dòng)機(jī)密封性能的好壞有關(guān)，發(fā)動(dòng)機(jī)密封性能的好壞由正壓力(汽缸壓力)和負(fù)壓力(真空吸力)兩種相反的數(shù)量表示。對節(jié)氣門外部計(jì)量方式的發(fā)動(dòng)機(jī)，如果正負(fù)壓力稍低，其工作性能影響較小，節(jié)氣門內(nèi)部計(jì)量方式對發(fā)動(dòng)機(jī)密封性能比較敏感，發(fā)動(dòng)機(jī)缸壓過低或進(jìn)氣歧管輕微漏氣，MAP能感受到真空度輕微的波動(dòng)，并影響發(fā)動(dòng)機(jī)噴油量。在排除D型噴射系統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)故障時(shí)，首先要排除發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)械方面的原因，其次再考慮電控方面的因素，否則會(huì)走許多不必要的彎路。以下是兩例關(guān)于這方面的特殊故障.

案例一

故障現(xiàn)象

一輛2003年生產(chǎn)的1.6L東風(fēng)悅達(dá)起亞千里馬轎車，行駛里程為75000km，該車配置雙凸輪軸D型噴射系統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)、5速手動(dòng)變速器。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)水溫大于85℃時(shí)，怠速較高，轉(zhuǎn)速為1000r/min，加速后再回到怠速狀態(tài)，轉(zhuǎn)速為3000r/min，類似節(jié)氣門卡滯故障。

故障診斷與排除

打開點(diǎn)火開關(guān)，發(fā)動(dòng)機(jī)無故障燈點(diǎn)亮。用儀器檢測，發(fā)動(dòng)機(jī)無故障碼，數(shù)據(jù)流在正常范圍之內(nèi)。拆下進(jìn)氣軟管，用手反復(fù)轉(zhuǎn)動(dòng)節(jié)氣門，其回位良好，關(guān)閉嚴(yán)密。啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，怠速運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，加速流暢，動(dòng)力充足。冷態(tài)時(shí)反復(fù)試驗(yàn)，無故障癥狀。當(dāng)水溫大于80℃時(shí)，急加速后怠速回落正常，緩慢加速發(fā)動(dòng)機(jī)后松加速踏板，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速在3000r/min左右居高不降。結(jié)合儀器檢測結(jié)果，發(fā)動(dòng)機(jī)無故障碼、數(shù)據(jù)流正常。根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)故障癥狀，拆檢并清洗怠速閥及旁通道后故障依舊。拆檢清洗及對比更換進(jìn)氣壓力傳感器，更換節(jié)氣門位置傳感器后故障依舊。檢測發(fā)動(dòng)機(jī)真空度，怠速時(shí)為74kPa(標(biāo)準(zhǔn)壓力為怠速時(shí)不小于60kPa)。檢測發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸壓力，分別為1000kPa、900kPa、850kPa、1050kPa(標(biāo)準(zhǔn)壓力為1500kPa，極限壓力為1400kPa)，結(jié)合此車已行駛75000km、發(fā)動(dòng)機(jī)怠速運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、加速流暢的情況，認(rèn)為缸壓比標(biāo)準(zhǔn)低可忽略不計(jì)。發(fā)動(dòng)機(jī)ECU接收進(jìn)氣壓力傳感器(MAP)、節(jié)氣門位置傳感器(TPS)信號(hào)，經(jīng)運(yùn)算后控制怠速閥占空比調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，此車進(jìn)氣壓力傳感器、節(jié)氣門位置傳感器已更換，由此排除傳感器方面的原因，經(jīng)檢測傳感器線路無短路、短路故障。

經(jīng)過上述檢查，排除發(fā)動(dòng)機(jī)相關(guān)傳感器及線路方面的原因。查找故障的重點(diǎn)集中到發(fā)動(dòng)機(jī)密封性方面。斷開并封閉與進(jìn)氣管連接的所有真空管路，啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，故障依舊。結(jié)合汽車行駛里程，懷疑熱車時(shí)氣門間隙過小漏氣。氣門在彈簧彈力作用下沖擊氣門座圈、隨著發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間的增加，氣門密封帶增寬，氣門向搖臂方向位移造成氣門間隙過小或氣門關(guān)閉不嚴(yán)。經(jīng)檢查，此車不存在氣門關(guān)閉不嚴(yán)的現(xiàn)象。啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，熱車后重現(xiàn)故障，用清洗劑噴注法(怠速時(shí)用化油器清洗劑以霧化狀態(tài)噴射到懷疑漏氣的部位，如果某個(gè)部位漏氣，清洗劑被真空吸力吸到發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸內(nèi)燃燒，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速瞬時(shí)產(chǎn)生波動(dòng)變化，由此證明此處漏氣)檢查真空密封性。當(dāng)清洗劑噴射到節(jié)氣門墊、怠速閥墊時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速突然升高，拆下節(jié)氣門體、怠速閥，發(fā)現(xiàn)節(jié)氣門密封墊、怠速閥密封墊損壞(圖3)，更換后發(fā)動(dòng)機(jī)無高轉(zhuǎn)速現(xiàn)象。

此車修復(fù)后約一周時(shí)間，車主反映發(fā)動(dòng)機(jī)在高轉(zhuǎn)速時(shí)松開加速踏板，轉(zhuǎn)速表指針回落較慢。經(jīng)檢查，故障屬實(shí)。

把故障范圍鎖定為ECU，經(jīng)拆檢，ECU殼體與主板結(jié)合處翹曲變形，主板線路及集成塊針腳上面附著許多灰塵(圖4)，清洗主板后裝復(fù)，啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，轉(zhuǎn)速表指針回落迅速，故障排除。

維修小結(jié)

發(fā)動(dòng)機(jī)水溫低時(shí)，冷車怠速較高，因怠速閥及節(jié)氣門處漏氣量較小，發(fā)動(dòng)機(jī)性能影響小，此處漏氣量故可忽略不計(jì)。隨著發(fā)動(dòng)機(jī)水溫逐漸升高，ECU通過占空比式怠速閥調(diào)節(jié)怠速進(jìn)氣量達(dá)到怠速轉(zhuǎn)速。由于節(jié)氣門處漏氣，發(fā)動(dòng)機(jī)真空度下降(由76kPa降低到74kPa)，進(jìn)氣壓力傳感器把當(dāng)前真空度數(shù)據(jù)傳輸?shù)紼CU，ECU通過TPS、MAP信號(hào)邏輯分析是小負(fù)荷工況，故加大噴油量，怠速轉(zhuǎn)速為1000r/min。

發(fā)動(dòng)機(jī)加速時(shí)，節(jié)氣門開度增大，隨著發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的升高，進(jìn)氣流速度增加。當(dāng)加速后關(guān)閉節(jié)氣門的瞬間，在慣性力作用下，進(jìn)氣流經(jīng)節(jié)氣門前怠速旁通道沖擊占空比式怠速閥，由于怠速閥、節(jié)氣門墊漏氣使怠速閥占空比為50%(節(jié)氣門墊漏氣量+怠速閥漏氣量+旁通道瞬時(shí)漏氣量=中等負(fù)荷進(jìn)氣量，為增加發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣量和功率，占空比

圖3 節(jié)氣門密封墊漏氣式怠速閥在中負(fù)荷以上時(shí)停滯在調(diào)節(jié)開度中間位置，占空比為50%)，怠速閥不工作，漏氣相當(dāng)于旁通道開度增大，發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣量增加，管內(nèi)壓力升高，噴油量增加，故發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速較高。

ECU主板集聚許多灰塵，大量灰塵易集聚靜電，ECU工作時(shí)，灰塵在集成塊相鄰針腳間瞬間放電，造成短路，相關(guān)執(zhí)行器控制遲緩，故發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速回落較慢。

案例二

故障現(xiàn)象

一輛2008年生產(chǎn)的1.6L別克凱越旅行車，行駛里程為65000km，該車配置雙凸輪軸D型噴射系統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)、4速AT變速器。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)水溫大于90℃，變速器由P置入R或D擋位時(shí)，駕駛室內(nèi)有“嗡嗡”的共振聲音，其頻率與振幅在人能適應(yīng)的范圍內(nèi)。當(dāng)打開空調(diào)開關(guān)壓縮機(jī)工作時(shí)，振動(dòng)幅度增大，振動(dòng)頻率降低，影響駕駛者駕駛操作。

故障診斷與排除

打開點(diǎn)火開關(guān)，儀表無故障燈點(diǎn)亮。啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，怠速運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，加速流暢。儀器進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)無故障碼，發(fā)動(dòng)機(jī)冷車怠速時(shí)(800r/min)開空調(diào)或換入R/D擋無故障現(xiàn)象。當(dāng)水溫升高，怠速降低到700r/min時(shí)開空調(diào)或換入R/D擋，發(fā)動(dòng)機(jī)劇烈抖動(dòng)。觀察數(shù)據(jù)流，步進(jìn)電機(jī)由19步增加到38步，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速維持在700r/min，由此證明ECU、步進(jìn)電機(jī)控制線路無故障。

清洗節(jié)氣門體、怠速旁通道，更換電機(jī)，故障依舊。拆檢火花塞高壓線，發(fā)現(xiàn)高壓線被油浸，更換氣門室蓋墊、火花塞、高壓線后故障依舊。此故障由發(fā)動(dòng)機(jī)加載額外負(fù)荷產(chǎn)生振動(dòng)導(dǎo)致車身共振，于是更換發(fā)動(dòng)機(jī)3個(gè)橡膠支架，故障依舊。

發(fā)動(dòng)機(jī)加載額外負(fù)荷其轉(zhuǎn)速應(yīng)大于等于怠速，此車怠速700r/min，開空調(diào)時(shí)轉(zhuǎn)速不變，故懷疑ECU設(shè)定程序有故障(其他車型怠速為850±50r/min)經(jīng)對比，其他同類車型數(shù)據(jù)與此車一致，故排除ECU故障。檢測發(fā)動(dòng)機(jī)真空度，怠速時(shí)為64kPa(標(biāo)準(zhǔn)壓力為怠速不小于60kPa)。檢測發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸壓力，1～4缸均為900kPa(標(biāo)準(zhǔn)壓力為1150kPa)。大修發(fā)動(dòng)機(jī)后故障排除，經(jīng)檢測缸壓為1200kPa。

維修小結(jié)

因發(fā)動(dòng)機(jī)缸壓過低致真空度過低，進(jìn)氣壓力傳感器向ECU輸入過低的真空度信號(hào)，怠速時(shí)由于發(fā)動(dòng)機(jī)無負(fù)荷，故運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)。當(dāng)加載負(fù)荷時(shí)(開空調(diào)或換擋)，雖然怠速閥步數(shù)上升，旁通道開度增大，但進(jìn)氣歧管內(nèi)真空度仍較低，類似中小負(fù)荷真空度，ECU輸出的噴油量少，發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力不足以承載額外負(fù)荷，因此發(fā)動(dòng)機(jī)抖動(dòng)導(dǎo)致車身共振。

總結(jié)

在對兩例故障車進(jìn)行維修后，得出的維修經(jīng)驗(yàn)如下。

1.在排除發(fā)動(dòng)機(jī)故障時(shí)，基礎(chǔ)檢驗(yàn)是關(guān)鍵，如汽缸壓力、真空度、汽油壓力、機(jī)油壓力等。

2.裝配發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)，應(yīng)仔細(xì)檢查密封結(jié)合表面平整度，舊密封墊一定要清理干凈。裝配時(shí)，密封墊一定要更換，不能重復(fù)使用，應(yīng)急情況下可適當(dāng)涂抹密封膠。

3.按照維修工藝要求，有些密封平面在發(fā)動(dòng)機(jī)溫度正常時(shí)應(yīng)兩次檢查緊固，如汽缸蓋平面，進(jìn)排氣歧管密封平面等。

4.緊固螺栓時(shí)，由中間向兩邊分3次按扭矩均勻緊固，松開螺栓時(shí)如發(fā)動(dòng)機(jī)過熱應(yīng)降溫后施工，其順序與緊固螺栓相反。

5.2008年以前，韓國車系電腦主板用橡膠圈或緊密配合密封，其密封性能較差，查找故障時(shí)，技師應(yīng)倍加注意。