PASSAT轎車發(fā)動機抖動故障分析與排除

閆海濤，賀平平

(三門峽職業(yè)技術(shù)學院 機電工程系,河南 三門峽 472000)

PASSAT轎車發(fā)動機抖動故障分析與排除

閆海濤，賀平平

(三門峽職業(yè)技術(shù)學院 機電工程系,河南 三門峽 472000)

一輛上海PASSAT轎車，出現(xiàn)發(fā)動機啟動困難、抖動、加速無力并伴有排氣管放炮等故障現(xiàn)象.根據(jù)該車發(fā)動機系統(tǒng)的工作原理及控制電路的分析，并通過缸壓測量、煙顯法等檢查方法，最終確定導致該車的故障原因為發(fā)動機配氣機構(gòu)中四缸排氣氣門斷裂，導致該缸漏氣，不能形成有效缸壓，發(fā)動機出現(xiàn)啟動困難、抖動等故障現(xiàn)象，更換該氣門后故障徹底排除.

抖動；故障診斷

1 故障現(xiàn)象

一輛排氣量為1.8L的上海PASSAT轎車，用戶反映該車正常使用過程中，突然出現(xiàn)啟動困難、啟動后發(fā)動機抖動、加速無力并伴有排氣管放炮等故障現(xiàn)象，已嚴重影響到用戶對該車的使用.接車后，首先對故障車輛進行常規(guī)檢查，未發(fā)現(xiàn)異常；然后對車輛故障進行試車確認，故障同車主所述.

2 診斷分析

發(fā)動機啟動困難、抖動、加速無力并伴有排氣管放炮故障涉及點火系統(tǒng)、空氣供給系統(tǒng)、燃油供給系統(tǒng)和機械系統(tǒng)等多方面系統(tǒng)[1]，當發(fā)動機在穩(wěn)定的工況運轉(zhuǎn)時，如果傳給支承作用力的大小和方向均不隨時間而變化，就認為發(fā)動機是平衡的.但是往復式發(fā)動機由于其工作過程的周期性和其機件運動的周期性，運動中所產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)慣性力以及往復慣性力都是周期性變化的.這些力如果在內(nèi)部能互相抵消，傳遞給支承的力就不會發(fā)生劇烈的周期性變化，保證發(fā)動機的運轉(zhuǎn)均勻性，提高發(fā)動機在實車中的使用性能[2]7.

發(fā)動機的不平衡性有兩方面的含義：慣性力系的平衡性和扭矩(及反力矩)的均勻性.因為扭矩受氣缸數(shù)、發(fā)火均勻性的影響不可能完全平衡，只能力求使不平衡度(扭矩不均勻度)在允許的范圍內(nèi).而慣性力系的平衡(慣性質(zhì)量平衡)主要取決于發(fā)動機中運動質(zhì)量的配置[3]50-51.

慣性質(zhì)量所引起的不平衡可分為：旋轉(zhuǎn)慣性力不平衡和往復慣性力不平衡.慣性質(zhì)量所引起的不平衡與零部件的制造精度密切相關(guān)，而實際上不可避免有制造誤差.為了保證高速發(fā)動機的曲軸、飛輪、減振器、離合器等零部件運動平衡，對其動平衡有嚴格的要求，特別是為了保證實際平衡接近理論平衡，對于曲柄連桿機構(gòu)主要零部件的重量、尺寸等均規(guī)定有嚴格的公差，必要時分組選配.

發(fā)動機工作時，曲軸等旋轉(zhuǎn)部件承受氣體壓力驅(qū)動旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生往復慣性力、旋轉(zhuǎn)慣性力及其力矩的共同作用，而這些力通過發(fā)動機機體、發(fā)動機與整車連接的懸置最終作用到汽車底盤，傳遞到駕駛室，其頻率在低頻段與駕駛室、方向盤、人體最敏感的頻率(垂直方向是4～8Hz)接近，使方向盤、車門抖動，使人出現(xiàn)手臂發(fā)麻、易疲勞等不良反應(yīng).

從社會反饋的情況看，發(fā)動機抖動可分為以下兩種情況，發(fā)動機上下抖動：主要是由曲軸、飛輪動平衡超差所致；發(fā)動機橫向抖動：燃油泵的原因占很大比例，換油泵后故障排除.

本文重點針對實際反饋的故障現(xiàn)象及排除進行分析，通過在整車上測試發(fā)動機、懸置、底盤、方向盤等部件，確定發(fā)動機運動件的動不平衡量過大和零部件損壞是導致駕駛室、方向盤抖動的根本原因，隨后對發(fā)動機進行拆檢、檢測各零部件的動不平衡量以及是否損壞，并通過改變各零部件的動不平衡量或更換新的零部件進行對比，找出影響的規(guī)律性.

根據(jù)該車存在的故障現(xiàn)象懷疑為發(fā)動機缺缸故障.對于發(fā)動機缺缸的故障現(xiàn)象，故障范圍只會涉及點火系統(tǒng)、噴油系統(tǒng)和機械方面故障，與其他系統(tǒng)的關(guān)系不大.

a. 車輛維修時，要根據(jù)由表及里、由淺入深、由簡及繁的原則進行診斷[4]226-227.首先使用檢測儀對車輛進行檢測，發(fā)現(xiàn)只有偶發(fā)性故障存在，清除故障碼后試車，再無故障碼出現(xiàn).

b. 為了確定是否是缺缸故障所產(chǎn)生的故障現(xiàn)象，對發(fā)動機進行斷火試驗.發(fā)動機怠速情況下，依次斷開各缸的點火線圈控制插頭，發(fā)現(xiàn)斷到第四缸時發(fā)動機工作無明顯變化，其他缸均出現(xiàn)發(fā)動機抖動加劇的現(xiàn)象，結(jié)果表明四缸存在故障.

c. 為了快速確定故障范圍，首先對第四缸的點火系統(tǒng)進行跳火試驗，拆下該缸的點火單元和該缸的火花塞(同時要拆下該缸噴油器插頭，以免出現(xiàn)淹缸現(xiàn)象)，啟動發(fā)動機，觀察到該缸火花塞發(fā)出明亮的藍色火花，表明該系統(tǒng)工作正常，排除點火系統(tǒng)故障.

d. 發(fā)動機熄火后，將示波器探頭與噴油器兩端連接，啟動發(fā)動機，測得噴油器的波形，與正常飽和開關(guān)型正常波形相同，并考慮到發(fā)動機存在放炮現(xiàn)象，故排除供油系統(tǒng)故障.

e. 由于點火系統(tǒng)和噴油系統(tǒng)原因已排除，故障原因縮小到發(fā)動機機械原因產(chǎn)生的該故障，發(fā)動機機械問題引起該車故障的原因主要表現(xiàn)為氣缸壓力不足或無缸壓，需對該發(fā)動機的氣缸密封性進行檢測，拆下空氣濾清器、各缸的點火線圈和火花塞，將節(jié)氣門至全開位置，并拔下油泵繼電器(或所有噴油器控制插頭)連接氣缸壓力表并與四缸火花塞螺紋連接牢固，啟動發(fā)動機3～5S后，觀察到氣缸壓力表無讀數(shù)，表明四缸無缸壓，故障范圍進一步縮小.

影響氣缸密封性的氣缸、氣缸蓋、氣缸墊、活塞、活塞環(huán)、和進、排氣門等零部件均可影響氣缸密封性.根據(jù)車主的反映，故障是突然發(fā)生的，在形成燃燒室無缸壓的眾多因素中，可以初步確定為氣門卡滯或斷裂、氣門彈簧斷裂和活塞頂部穿孔問題，其他零件引起此故障的概率不大.

基于以上分析，使用煙顯法進行進一步的判斷，找出故障問題所在.抽出曲軸箱油尺，轉(zhuǎn)動發(fā)動機曲軸，將被檢氣缸活塞搖至該缸的壓縮上止點，這時進排氣門均應(yīng)處于關(guān)閉狀態(tài)，用帶色煙霧由火花塞連接孔處吹入發(fā)動機燃燒室，觀察到后部排氣管處有煙霧排出現(xiàn)象，最終將故障原因確定為發(fā)動機配氣系統(tǒng)中的四缸排氣系統(tǒng)問題，故障原因得以找出.

3 故障原因分析與排除

將該發(fā)動機的缸蓋、凸輪軸、液壓挺柱等零部件拆除，即發(fā)現(xiàn)配氣機構(gòu)中一個四缸排氣氣門斷裂，斷裂情況如圖1所示：

圖1 PASSAT轎車斷裂氣門照片

從圖1中可以看出，氣門斷裂部位為安裝氣門鎖片的位置，此處為氣門桿直徑最細部位，且處于氣門桿徑的急劇變化部位，是容易形成應(yīng)力集中的部位.由于氣門桿處硬度較高，斷裂斷面的疲勞裂紋擴展較小，雖疲勞裂紋斷面特點不明顯，但還可看出有疲勞的現(xiàn)象且考慮到車輛使用多年，確定為氣門為疲勞斷裂.

鑒于以上理由，研磨氣門密封面并用煤油清洗，更換氣門，用煤油進行檢漏，確保無泄漏后，將其他零部件安裝完畢后，啟動發(fā)動機，以上故障現(xiàn)象未再出現(xiàn)，故障徹底排除.

4 結(jié)語

a. 本文中排氣氣門損壞也可能使氣門落入燃燒室中，進而將活塞撞裂，或出現(xiàn)更嚴重問題.所以，如果車輛出現(xiàn)突發(fā)性故障，特別是機械類故障，應(yīng)就近、盡快進行修理，以免傷及其他相關(guān)零部件.

b. 在維修過程中，建議使用簡單有效的方法、先大后小、由簡到繁、由淺入深的順序按照系統(tǒng)進行檢查，應(yīng)快速縮小故障范圍，進而明確故障點.

c. 在車輛維修過程中，故障范圍縮小到一定范圍后要適可而止.例如本文中如果判斷出燃燒室漏氣后，停止檢測，維修時，則需要將整個發(fā)動機進行拆解，增加了維修工作量；如果已判斷出是氣門問題時，已無必要繼續(xù)縮小范圍，因為對維修已無實質(zhì)影響，以免增加檢測工作量.

d. 在車輛的維修過程中，要結(jié)合維修資料和經(jīng)驗，根據(jù)工作原理仔細分析，在此基礎(chǔ)上才能收到事半功倍的效果.

[1] 林 平. 汽車發(fā)動機機械系統(tǒng)構(gòu)造與檢修[M]. 北京：人民郵電出版社，2011.

[2] 譚克誠. 汽車發(fā)動機機械系統(tǒng)構(gòu)造與檢修[M]. 北京：機械工業(yè)出版社，2010.

[3] 何細鵬. 汽車發(fā)動機機械系統(tǒng)檢修課程實施項目教學法的探索與思考[J].武漢交通職業(yè)學院學報，2010，(12).

[4] 巫尚榮，周華新，牟 林. 高職“汽車發(fā)動機”課程遞進式教學設(shè)計與實踐[J] .中國電力教育，2010(18).

[責任編輯 迎客松]

PASSAT Sedan Engine Wobble Failure Analysis and Elimination

YAN Haitao, HE Pingping

(SanmenxiaPolytechnix,Sanmenxia472000,China)

A PASSAT car will often break down with difficulty in engine starting, jitter, weakness and exhaust pipe of fault shooting. According to the working principle and control circuit of the car engine system analysis, and through the inspection methods of cylinder pressure measurement and showing method, such as smoke, the cause of the car’s fault was eventually determined which is four-cylinder of valve-train engine exhaust valve fault, causing the cylinder gas leakage, engine fault phenomena such as difficulty in starting and dithering and not forming effective cylinder pressure. The failure is completely ruled out after replacement of the valve.

jitter; fault diagnosis

2015-04-01

閆海濤(1972- )，男，河南洛陽人，三門峽職業(yè)技術(shù)學院講師，碩士，主要從事車輛工程研究。

1671-8127(2015)02-0055-03

U472.4

A