奧迪A4L發(fā)動(dòng)機(jī)缺火

◆文/湖南 李子洋

奧迪A4L發(fā)動(dòng)機(jī)缺火

◆文/湖南 李子洋

故障現(xiàn)象

一輛奧迪A4L 2.0L-TFSI轎車，行駛里程60,000km。發(fā)動(dòng)機(jī)怠速運(yùn)轉(zhuǎn)不平穩(wěn)，且某個(gè)汽缸有缺火現(xiàn)象。

故障診斷與排除

接車后，使用奧迪專用診斷儀對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)電控單元進(jìn)行檢測，發(fā)現(xiàn)單元內(nèi)部存儲(chǔ)了3號(hào)汽缸缺火的故障碼，與發(fā)動(dòng)機(jī)怠速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)出現(xiàn)的故障征兆一致。維修人員根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)電控單元產(chǎn)生的故障碼，分析可能的故障原因有以下幾點(diǎn)。

1.發(fā)動(dòng)機(jī)3號(hào)汽缸點(diǎn)火系統(tǒng)故障(點(diǎn)火線圈電源或接地不良、點(diǎn)火線圈、火花塞等)；

2.燃料供給系統(tǒng)的噴油嘴故障(噴油嘴堵塞引起混合汽稀薄、噴油嘴漏油引起混合汽過濃、噴油嘴故障等)；

3.機(jī)械故障(發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣門關(guān)閉不嚴(yán)、發(fā)動(dòng)機(jī)排氣門關(guān)閉不嚴(yán)、活塞與汽缸壁之間的間隙過大等引起的汽缸內(nèi)壓力不足等)。

維修人員根據(jù)上述可能的故障原因，首先檢測了發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火系統(tǒng)的點(diǎn)火線圈和火花塞，沒有發(fā)現(xiàn)故障。為了防止點(diǎn)火線圈存在內(nèi)部故障，更換了新的點(diǎn)火線圈，但故障依舊存在。

接下來，維修人員使用汽缸壓力表測量發(fā)動(dòng)機(jī)3號(hào)汽缸的壓力值為11bar(1bar=105Pa)，符合技術(shù)要求(正常壓力為10～13bar)。

再次使用專用診斷儀查看3號(hào)汽缸噴油嘴的數(shù)據(jù)流，發(fā)現(xiàn)3號(hào)汽缸與其他汽缸的噴油脈寬有差異，其他汽缸怠速工況的噴油脈寬為1.2ms，而3號(hào)汽缸的噴油脈寬為1.0ms。至此，維修人員判斷發(fā)動(dòng)機(jī)缺火的故障原因是噴油嘴故障，但更換新的噴嘴后，故障仍然沒有被排除，發(fā)動(dòng)機(jī)怠速狀態(tài)還是存在缺火現(xiàn)象，一時(shí)斷了故障診斷的線索。

最后，維修人員把所有替換下來的零部件重新復(fù)位。啟動(dòng)車輛時(shí)，發(fā)現(xiàn)在發(fā)動(dòng)機(jī)缺火故障發(fā)生的短暫時(shí)間內(nèi)，3號(hào)汽缸蓋頂部伴隨有輕微的“噠噠”異響聲。難道是發(fā)動(dòng)機(jī)配氣機(jī)構(gòu)存在故障？

奧迪A4L發(fā)動(dòng)機(jī)配氣機(jī)構(gòu)的氣門傳動(dòng)機(jī)構(gòu)與傳統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)不同。為了在急加速時(shí)增加汽缸內(nèi)新鮮空氣的充氣量，奧迪A4L發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣凸輪軸采用了類似本田的氣門可變升程技術(shù)。在發(fā)動(dòng)機(jī)急加速工況時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣氣壓升高，以減少廢棄渦輪增壓器的響應(yīng)時(shí)間。另外，為了降低機(jī)械噪音，氣門傳動(dòng)機(jī)構(gòu)還采用了無氣門間隙的液壓挺柱和滾柱式搖臂。

根據(jù)奧迪發(fā)動(dòng)機(jī)配氣機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)特征可以發(fā)現(xiàn)：如果發(fā)動(dòng)機(jī)排氣門的液壓挺柱內(nèi)部存在泄壓問題或搖臂傳力軸承軸向間隙過大，都將導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸的廢氣無法完全排出，汽缸廢氣殘余量的增加就會(huì)引起火焰溫度低，燃燒產(chǎn)生的膨脹壓力減小，進(jìn)而導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)缺火。

為了驗(yàn)證上述分析，維修人員把3號(hào)汽缸氣門傳動(dòng)裝置上的液壓挺柱和搖臂拆除后，檢測發(fā)現(xiàn)液壓挺柱符合技術(shù)要求，但搖臂滾柱軸承的軸向間隙過大。更換3號(hào)汽缸排氣門的滾柱式搖臂，故障排除。

維修小結(jié)

發(fā)動(dòng)機(jī)缺火故障，按照常規(guī)的判斷無非是點(diǎn)火系統(tǒng)故障、燃料供給系統(tǒng)故障及發(fā)動(dòng)機(jī)壓縮壓力不足等。通過此案例，我們不難發(fā)現(xiàn)：氣門傳動(dòng)機(jī)構(gòu)故障引起汽缸內(nèi)廢氣殘余量過多也會(huì)導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)缺火。

專家點(diǎn)評(píng) —— 高惠民

本故障案例處理中，維修人員對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)單缸失火的原因從點(diǎn)火系統(tǒng)、燃油供應(yīng)系統(tǒng)和發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)方面進(jìn)行了分析，算比較全面。故障檢查從容易到復(fù)雜，最終將故障排除。但是作者在案例的撰寫方面還存在著以下幾個(gè)問題。①故障車型的信息不夠完整，如車型代碼、車輛年款、發(fā)動(dòng)機(jī)型號(hào)等，這些信息可以使讀者進(jìn)一步考證與故障車輛有關(guān)的技術(shù)信息。②汽缸失火故障碼的信息沒有作詳細(xì)介紹，如故障碼號(hào)、發(fā)動(dòng)機(jī)ECU檢測到故障碼的條件以及故障發(fā)生時(shí)的發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行工況(包括發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、負(fù)荷、工作溫度等)，這些信息是分析判斷故障原因和故障排除的重要依據(jù)。③既然文章中提到了奧迪2.0L-TFSI發(fā)動(dòng)機(jī)氣門升程系統(tǒng)(AVS)，就有必要對(duì)該系統(tǒng)作簡單的介紹，不能以“類似本田的氣門可變升程技術(shù)”而帶過，因?yàn)樽x者希望能在一篇文章內(nèi)看到與故障有關(guān)系統(tǒng)的工作原理。筆者在此作一下補(bǔ)充：奧迪2.0L-TFSI發(fā)動(dòng)機(jī)上氣門升程系統(tǒng)不是用在進(jìn)氣側(cè)，而是用在排氣側(cè)。發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速較低時(shí)，使用的是小的凸輪外形部分，氣門升程小。在發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速較高時(shí)，會(huì)切換到大的凸輪形狀部分，氣門升程大。如圖1所示，每個(gè)汽缸上兩種形狀凸輪的切換過程由兩個(gè)電磁執(zhí)行元件來完成。一個(gè)執(zhí)行元件負(fù)責(zé)從氣門小升程切換到大升程，另一個(gè)執(zhí)行元件負(fù)責(zé)從氣門大升程切換回小升程。如果執(zhí)行元件被發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元激活，那么金屬銷就會(huì)伸出并插入到凸輪件的滑槽內(nèi)，完成氣門升程切換。在完成凸輪件切換后，依靠執(zhí)行元件內(nèi)的永久磁鐵將金屬銷推回，并且在金屬銷推回時(shí)，電磁鐵的勵(lì)磁線圈中感應(yīng)出一個(gè)電壓。這個(gè)電壓信號(hào)由發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元接收，作為凸輪件切換成功的反饋信號(hào)。

小的凸輪外形部分會(huì)使得排氣門打開的時(shí)刻點(diǎn)滯后。這樣就可以有效地防止氣門重疊時(shí)廢氣的回流，配合進(jìn)氣提前，有效地掃除汽缸內(nèi)殘余氣體含量。這種改進(jìn)不但明顯提高了發(fā)動(dòng)機(jī)的響應(yīng)特性，也明顯提高了發(fā)動(dòng)機(jī)低速時(shí)的輸出扭矩。