廖中文
(廣東農(nóng)工商職業(yè)技術(shù)學(xué)院智能工程學(xué)院,廣東 廣州 510507)
本文詳細(xì)闡述斯柯達(dá)品牌旗下昕銳和明銳兩款車型的發(fā)動機(jī)疑難故障的排除過程,介紹診斷維修的思路及心得體會,以期為同業(yè)人員在遇到類似故障提供解決問題的思路。
一輛明銳1.4T手動擋,底盤號:LSVNP41Z7A2714877,發(fā)動機(jī)號:CFB008446,購車日期:2010-10-06,已行駛里程69352km,車輛低速起步時(shí),輕加油門,發(fā)動機(jī)異響。
經(jīng)檢查試車確認(rèn)發(fā)動機(jī)異響主要有兩種聲音:①怠速時(shí)個(gè)別氣門液壓頂柱 (噠噠響聲);2)車輛低速起步時(shí)發(fā)動機(jī)異響 (有節(jié)奏鼓鼓聲/類似打鼓聲),車速過了30碼,異響聲基本不明顯,隨車速上升異響聲基本沒有。
針對發(fā)動機(jī)異響特征,結(jié)合已有的診斷經(jīng)驗(yàn),初步判斷故障原因有:①機(jī)油泵/機(jī)油壓力不足故障;②氣門液壓頂柱泄壓故障;③活塞銷間隙過大故障;④連桿軸瓦間隙過大故障;⑤活塞與缸套配合間隙過大故障;⑥曲軸平衡點(diǎn)不平衡故障。
1)根據(jù)初步判斷的故障原因,檢查機(jī)油主油道壓力值;連接機(jī)油壓力測試儀-V.A.G1342,測量數(shù)據(jù):怠速時(shí)在1.3~1.5bar之間,轉(zhuǎn)速在2000r/min時(shí)測量值為2.2bar,說明發(fā)動機(jī)油道機(jī)油壓力均正常。因此排除機(jī)油壓力不正常引起的異響。缸蓋配氣機(jī)構(gòu)異響聲基本鎖定是由于個(gè)別氣門頂柱失效導(dǎo)致異響。
2)將車輛4輪著地舉起,起動發(fā)動機(jī)踩下離合器掛入1擋半聯(lián)動狀態(tài),輕加油門至1400r/min,用聽診器在發(fā)動機(jī)上各個(gè)部件上聽診異響部位,在發(fā)動機(jī)后部靠第4缸位置與變速器接縫之間響聲最明顯突出 (用聽診器在右邊半軸,變速器殼體上異響聲非常明顯清晰)。將手放在右邊半軸上和左右葉子板上都能感覺到敲打聲,初步認(rèn)為這種聲音屬于硬性連接傳導(dǎo)出來的,應(yīng)該是某個(gè)部件因間隙過大或磨損導(dǎo)致,所以利用同型號的零部件對調(diào)更換了右半軸/發(fā)動機(jī)與變速器支架墊,異響無改善。于是判斷起步異響應(yīng)該是發(fā)動機(jī)內(nèi)部傳出來的。
3)將發(fā)動機(jī)總成分解檢查,檢查活塞銷及連桿軸套(圖1)/曲軸軸承/缸套,也未能發(fā)現(xiàn)明顯異常磨損部位。對照維修手冊數(shù)據(jù),對發(fā)動機(jī)活塞裙部外徑測量約為76.43mm(標(biāo)準(zhǔn)值76.46),磨損0.03絲;缸徑測量約為76.50mm (標(biāo)準(zhǔn)缸徑76.51),磨損0.01絲;活塞與缸套的配合間隙正常值為0.05mm,實(shí)際用厚薄規(guī)塞尺測量活塞裙部與缸套的配合間隙為0.06mm,分析測量數(shù)據(jù)活塞與缸套磨損也是正常的。同時(shí),測得連桿軸瓦徑向間隙為0.04mm(正常值為0.02~0.06mm/極限-0.09);曲軸軸瓦徑向間隙為0.05(正常值為0.03~0.06mm/極限-0.13);測量數(shù)值基本在正常范圍內(nèi),按正常情況這些部位也是不應(yīng)該出現(xiàn)異響的。
圖1 活塞銷及連桿檢查
4)總成全部分解后未能明顯看到故障點(diǎn),按常規(guī)維修方案更換了進(jìn)排氣門/氣門液壓頂柱/活塞一套/曲軸軸瓦/連桿軸瓦/機(jī)油泵/正時(shí)鏈條及張緊器/曲軸后油封/缸墊/曲軸齒推片/火花塞/離合器三件套。按照1.4TSI/CFB型發(fā)動機(jī)維修手冊進(jìn)行安裝,安裝完工啟動發(fā)動機(jī)運(yùn)行磨合一段時(shí)間,怠速氣門頂柱 (噠噠異響聲)消失,但是掛擋起步的聲音還是存在沒有任何變化。
此時(shí),發(fā)動機(jī)又多了個(gè)故障,轉(zhuǎn)速2000r/min時(shí),保持十幾秒儀表發(fā)動機(jī)故障燈閃爍,接著轉(zhuǎn)速自動降速并伴隨怠速抖動不穩(wěn),然后熄火/點(diǎn)火開關(guān)復(fù)位重新啟動現(xiàn)象消失。重新加油至2000r/min時(shí)故障又出現(xiàn),反反復(fù)復(fù)。
5)讀取01系統(tǒng)故障代碼,報(bào)2/3缸失火,讀取失火數(shù)據(jù)測量值,第2/3缸達(dá)到100多次。將1/4缸點(diǎn)火線圈與2/3缸對調(diào)啟動試車,故障還是一樣報(bào)2/3缸失火,測量1/2/3/4缸壓,缸壓均在9.5bar左右。根據(jù)車輛維修記錄,發(fā)動機(jī)大修期間噴油嘴有進(jìn)行過噴油量測量及清洗,噴油嘴沒問題。檢查噴油嘴及點(diǎn)火線圈線路及插頭連接均正常。連接VAG1598/42與VAG1598/39,再次進(jìn)行模擬故障檢測,當(dāng)出現(xiàn)發(fā)動機(jī)抖動報(bào)2/3缸失火時(shí),接線盒示波器測量T60a/49與T60a/32和T60a/34與T60a/47號腳無電壓信號輸出0V。通過示波儀觀察通道A無電壓信號輸出,即2/3缸噴油嘴不工作。
6)分析失火故障由來:在發(fā)動機(jī)沒有大修之前不存在失火故障,可以排除發(fā)動機(jī)控制單元故障,這時(shí)感覺應(yīng)該是G28信號方面存在問題。發(fā)動機(jī)控制單元監(jiān)測到不正常的點(diǎn)火信號,應(yīng)該是發(fā)動機(jī)控制單元起自保護(hù)作用,發(fā)動機(jī)控制單元對2/3缸進(jìn)行斷油控制從而保護(hù)發(fā)動機(jī)。所以每次在轉(zhuǎn)速超過1800r/min時(shí)故障就出現(xiàn),然后點(diǎn)火開關(guān)重新再斷開/接通一次,啟動發(fā)動機(jī)又正常工作。
回顧點(diǎn)火線圈工作原理:點(diǎn)火線圈正常工作時(shí),點(diǎn)火信號是由發(fā)動機(jī)ECU提供點(diǎn)火信號,而轉(zhuǎn)速傳感器G28提供霍爾電壓變化信號給發(fā)動機(jī)ECU,發(fā)動機(jī)控制單元根據(jù)內(nèi)部設(shè)定好工作程序進(jìn)行計(jì)算控制發(fā)動機(jī)進(jìn)行點(diǎn)火。
根據(jù)當(dāng)前分析,判斷G28信號錯(cuò)亂,更換G28傳感器,但試車后故障未排除。讀取發(fā)動機(jī)數(shù)據(jù)07組點(diǎn)火提前角+8°,重新校對正時(shí),校正后試車故障未排除。維修陷入僵局,重新把整個(gè)思路再理一遍,想想都做了什么?還有什么會引起G28信號失常?這時(shí)恍然大悟!曲軸后油封G28信號齒圈!在裝配發(fā)動機(jī)曲軸后油封時(shí),維修人員有跟我反映信號齒圈有點(diǎn)不一樣,當(dāng)時(shí)沒太在意,只要信號齒數(shù)一樣,可以安裝就行。
拆下變速器總成 (圖2)及飛輪,由于大修時(shí)更換了油封,對比原車油封與新油封,零件號一致:03C 103 171D,新油封與舊油封相比,信號齒圈有點(diǎn)不一樣。換裝舊齒圈試車,2/3缸報(bào)失火的故障排除了。
圖2 變速器總成
7)接下來繼續(xù)排除異響故障,對機(jī)油壓力進(jìn)行檢測,分別檢查各個(gè)工況下機(jī)油油道壓力值均正常,進(jìn)行斷缸測試,分別將1/2/3缸斷缸試車,異響聲依然存在,將4缸斷缸,試車異響消失。此時(shí),異響聲不需要起步離合器半聯(lián)動狀態(tài),只需輕加油門 (1000~1500r/min)時(shí),用聽診器可以聽到。進(jìn)一步驗(yàn)證異響位置靠近發(fā)動機(jī)后端部位。
反復(fù)試車分析異響聲:初步判斷連桿軸瓦,曲軸軸瓦或活塞敲缸。拆開發(fā)動機(jī)油底殼,拆下第4缸連桿軸瓦,在瓦蓋墊上3絲的銅皮裝車試車,異響聲依然存在。再次拆開油底殼,拆開第5道曲軸軸瓦,在瓦蓋墊上5絲銅皮,試車異響還是一樣。第4缸斷缸后異響聲基本消失,說明異響是由發(fā)動機(jī)內(nèi)部機(jī)械引起,重新拆解發(fā)動機(jī)。重點(diǎn)檢查4缸曲柄連桿機(jī)構(gòu)及氣門機(jī)構(gòu),未能發(fā)現(xiàn)明顯故障點(diǎn),考慮飛輪不平衡、連桿長短變形等故障點(diǎn),更換4根連桿及飛輪,異響問題未解決。
至此,所有的檢查及測量數(shù)據(jù)都在維修范圍內(nèi),但異響明顯,并找不到具體位置,目前就差沒有鏜缸換缸套了。第3次拆解發(fā)動機(jī),更換標(biāo)準(zhǔn)缸徑缸套,裝車試車異響故障基本排除,異響明顯降低,客戶可以接受。
按照發(fā)動機(jī)缸套維修方法,重新更換了4個(gè)缸的標(biāo)準(zhǔn)缸徑缸套,裝車試車異響故障基本排除。
經(jīng)過這次發(fā)動機(jī)異響的檢查維修,加強(qiáng)了EA111型發(fā)動機(jī)的認(rèn)識和了解,前后3次反復(fù)發(fā)動機(jī)總成分解與拆裝。剛開始維修時(shí),感覺異響如此明顯,按照發(fā)動機(jī)內(nèi)部傳導(dǎo)出來的正常處理就好,以前有大量維修發(fā)動機(jī)異響故障的經(jīng)驗(yàn),信心十足,像這類異響拆解后肯定可以明顯看到故障點(diǎn),可實(shí)際情況并非如此;反復(fù)拆裝分解發(fā)動機(jī)3次才把問題解決,中途還出現(xiàn)2/3缸報(bào)失火故障,原因居然是新的油封信號齒圈不對。維修人員在日常工作中碰到疑難問題時(shí)不僅要謙虛、認(rèn)真,并且要想辦法解決,不怕麻煩,注重自我學(xué)習(xí)和技術(shù)經(jīng)驗(yàn)的積累。
一輛昕銳NG23J3/Rapid 1.6L AT Ambition,車架號:LSVAT2NGXFN033237,2015年1月生產(chǎn),已行駛里程26691km。發(fā)動機(jī)不好起動,打火要延遲滯后幾秒才能著車。
針對發(fā)動機(jī)異響特征,結(jié)合已有的診斷經(jīng)驗(yàn),初步判斷故障原因有:點(diǎn)火正時(shí)跑位故障;G40位置傳感器信號故障;N48進(jìn)氣凸輪軸調(diào)節(jié)閥故障;J220控制單元及線路故障。
1)根據(jù)初步判斷的故障原因,使用6150B檢測儀讀取01系統(tǒng)故障代碼,存在2個(gè)故障代碼,分別為:①P001600($3A14/14868)氣缸列1,凸輪軸位置/曲軸位置傳感器 分配不正確;②P034100($3A18/14872)凸輪軸位置傳感器=>傳感器 不可信信號。根據(jù)第1個(gè)故障代碼內(nèi)容分析,初步判斷應(yīng)該是正時(shí)匹配不正確。拆開正時(shí)防護(hù)罩,發(fā)現(xiàn)該車發(fā)動機(jī)正時(shí)系統(tǒng)已經(jīng)有人操作維修過痕跡,詢問車主得知,該車之前借他人使用,在行駛時(shí),儀表發(fā)動機(jī)故障燈亮,修理廠進(jìn)行過檢查維修,但車主不清楚維修內(nèi)容。重新校對正時(shí)系統(tǒng),發(fā)現(xiàn)缸蓋配氣正時(shí)排氣凸輪位置不對,所以發(fā)動機(jī)系統(tǒng)會報(bào)凸輪軸位置/曲軸位置傳感器分配不正確。按照維修手冊重新檢查校對發(fā)動機(jī)正時(shí),但是起動發(fā)動機(jī)還是一樣不好起動,讀取01系統(tǒng)故障代碼正時(shí)分配不正確的故障已經(jīng)解決,另一個(gè)代碼 (凸輪軸位置傳感器=>傳感器 不可信信號/靜態(tài))還是存在無法清除。讀取01發(fā)動機(jī)數(shù)據(jù)組點(diǎn)火提前角值怠速時(shí)/-3.375~+1°,感覺點(diǎn)火提前角慢了些,但是對比同車型點(diǎn)火提前角數(shù)據(jù)值一樣,目前暫時(shí)排除正時(shí)不對故障。
2)按照第2個(gè)故障代碼分析,控制線路或傳感器可能有故障。查閱相關(guān)電路圖,首先對G40傳感器電路進(jìn)行檢測,測量T3e/1腳為5V基準(zhǔn)供電電源電壓/測量正常;測量T3e/2腳為霍爾電壓信號輸出在1.1~4.2V之間變化/實(shí)測正常;測量T3e/3腳為搭鐵正常;同時(shí)也測量G40/T3e插頭線路到J220/控制單元T121插頭 /98/105/96腳線路連接導(dǎo)通正常;更換G40傳感器起動試車故障依舊。
3)圖3為G40傳感器及電控單元實(shí)物圖。更換G40位置傳感器,起動試車故障依舊,線路檢查、正時(shí)校對、傳感器更換等工作全部完成并正常,但01系統(tǒng)還是報(bào)凸輪軸位置傳感器不可信信號。認(rèn)真分析故障代碼含義,“不可信信號”主要存在于兩種情況:①傳感器接收到不認(rèn)可信號;②控制單元邏輯控制程序錯(cuò)亂。針對目前維修情況看,故障點(diǎn)應(yīng)該在發(fā)動機(jī)控制單元上,將同型號發(fā)動機(jī)控制單元J220對調(diào)安裝,起動試車故障依舊存在,起動時(shí)還是要持續(xù)打火4s后才能起動著車,同時(shí)01故障代碼記錄一樣無變化。
圖3 G40傳感器及電控單元實(shí)物圖
4)經(jīng)過前期工作及遇到的情況,重新梳理思路。結(jié)合該車型發(fā)動機(jī)缸蓋氣門室蓋的結(jié)構(gòu),凸輪軸凸輪及軸位置信號齒輪的配合關(guān)系,如果信號齒發(fā)生跑位,正時(shí)將不能起作用。為了驗(yàn)證這種情況,用另一同車型發(fā)動機(jī)對比,兩輛車同樣轉(zhuǎn)動曲軸至1缸做功點(diǎn)火上止點(diǎn)位置,拆掉G40傳感器,觀察信號齒實(shí)際位置與標(biāo)準(zhǔn)正常位置是否相符,發(fā)現(xiàn),該車目測看不到凸起信號齒,而正常的車是可以看到的凸起信號齒的,故障原因查明。圖4為信號齒實(shí)際位置與標(biāo)準(zhǔn)正常位置對比圖。
5)拆開缸蓋氣門罩,與完好的氣門罩對比,故障件凸輪信號齒圈與正常凸輪軸對比大概跑位90°左右,這樣錯(cuò)亂的點(diǎn)火信號導(dǎo)致發(fā)動機(jī)控制單元監(jiān)測不到氣缸實(shí)際點(diǎn)火位置。之所以報(bào)凸輪軸位置傳感器不可信信號,發(fā)動機(jī)控制單元監(jiān)測到G40不可信信號時(shí),其根據(jù)自身內(nèi)部設(shè)定應(yīng)急程序進(jìn)行點(diǎn)火起動,起動時(shí)把G40插頭拔了也能正常起動,因此出現(xiàn)點(diǎn)火起動延遲著車故障現(xiàn)象。圖5為故障車型發(fā)動機(jī)凸輪信號齒圈跑位對比圖。
圖4 信號齒實(shí)際位置與標(biāo)準(zhǔn)正常位置對比圖
圖5 故障車型發(fā)動機(jī)凸輪信號齒圈跑位對比圖
更換缸蓋氣門室蓋罩總成,試車發(fā)動機(jī)可以正常起動,01系統(tǒng)無故障記錄,故障排除。
此類故障概率非常低,咨詢過其他服務(wù)站都未遇見此類故障??此乒收洗a容易處理,但是實(shí)際并非如此。凸輪軸信號齒跑位現(xiàn)象是極少出現(xiàn)的,這種故障是屬于生產(chǎn)工藝技術(shù)問題。同時(shí)針對于這種不可信信號故障代碼處理方法,不僅是線路或者電氣元件,控制單元也有可能存在故障,光靠基礎(chǔ)常規(guī)檢查換件不一定能找到故障點(diǎn),需要對機(jī)械結(jié)構(gòu)組成有一定的熟悉了解,這樣有利于更快排故。