LJ 465-2AE 發動機工作不良故障分析

故障現象 一輛從裝配線上剛下線的汽車二類底盤， 發動機型號是LJ465-2AE， 發動機出現故障，其故障特征如下： 發動機不易起動， 起動后怠速工作不穩， 加速不良， 加速時伴有進氣管回火、 排氣管放炮現象。 該車經過多人診斷、 修理， 未查找到故障原因。

故障診斷與排除 接車后首先調取故障碼， 故障碼為進氣歧管壓力傳感器信號對搭鐵短路， 消除故障碼， 重新起動發動機， 再次調取故障碼， 結果無故障碼顯示。 查看4個缸， 高壓火均良好； 拔掉1缸或4缸噴油器供油信號線， 重新起動發動機， 發動機工作狀況基本不變； 只拔掉3缸噴油器信號線，重新起動發動機， 發動機能勉強起動， 但伴隨著發動機的抖動， 發動機會自動熄火； 只拔掉2缸噴油器信號線， 重新起動發動機， 發動機不能起動， 說明2缸工作最好； 用發光二極管測試燈測量4個缸的噴油控制信號， 均未發現異常。 隨著試驗的進行，我們發現加油門時， 發動機排氣管伴有黑煙排出（不是很嚴重）， 并可聞到明顯的 “生油味”。 發動機燃燒時有 “生油味”， 說明發動機燃燒不充分。基于高壓火正常、 噴油信號未見異常， 初步懷疑1缸、 4缸工作不良的原因是火花塞工作不良。 本想取下火花塞查看， 但由于手頭沒有合適的火花塞套筒， 暫時未進行此項檢查。

該車電噴部分局部原理圖如圖1所示。 處理電噴發動機工作不良故障， 首先應排除電控系統電器方面 （傳感器、 導線、 線束插接器、 ECU） 的故障， 然后才考慮機械原因的故障， 特別是應該充分利用電控系統診斷工具， 確定電控系統是否存在故障。 有故障征兆的發動機調不出故障碼， 不代表發動機電控系統一定沒有故障， 為此我又讀取了發動機工作的實時數據 （即所謂的數據流， 如表1所示）。 根據實時數據顯示可知， 發動機在運轉狀態下其轉速間歇性地出現0 r/min， 我們懷疑曲軸位置信號存在問題。 首先測量曲軸位置傳感器插頭與ECU插頭的3根線是否正常， 這3根線分別是： 曲軸位置傳感器 （信號高）、 曲軸位置傳感器 （信號低）、 屏蔽線接搭鐵， 測量結果是3根線均無斷路，其中2根信號線也未對地搭鐵； 檢查曲軸位置傳感器與齒圈的間隙， 也符合要求； 將故障車的曲軸位置傳感器與一輛無故障的發動機曲軸位置傳感器對換， 起動發動機， 故障依舊。 故障查找到此， 有人對燃油是否存在問題提出了疑問 （考慮到我公司柴油車、 汽油車同線總裝， 汽油中有可能摻進柴油），我們又對燃油進行了更換， 試驗無效果； 經過多次反復試驗， 結果發動機無法起動了。

表1 剪切的發動機運轉狀態下的實時數據

最后靜下心來仔細分析， 我認為問題還是在曲軸位置信號上， 因為發動機在正常運轉狀態下， 其轉速不應該出現0 r/min， 而實時數據中卻間斷性地出現了0 r/min， 為此我們對曲軸位置傳感器插頭至ECU插頭的3根線重新進行了測量。 首先分別測量3根導線是否斷路， 經測量， 這三根線均導通； 當測量曲軸位置傳感器 （信號高） 導線是否搭鐵時， 萬用表發出了響聲， 這時意識到曲軸位置傳感器 （信號高） 導線存在對搭鐵間歇短路的故障。 估計短路部位應該在線的兩端， 對傳感器端進行檢查， 未見異常， 對ECU端進行檢查， 發現曲軸位置傳感器（信號高） 導線端部外絕緣層有開口 （圖2）， 其開口周圍是屏蔽層的金屬絲， 估計導線絕緣層的缺陷（開口） 是在線束制作過程中， 割去其屏蔽層外的絕緣層時誤傷造成的。 在線束制作過程中， 加工屏蔽線端部應采取合適的工具和工藝， 正確的操作工藝能保證屏蔽線端部加工結果如圖3 所示；不正確的加工工藝屏蔽線端部加工結果如圖4所示。

找到故障部位后，我們將線束的搭鐵部位臨時包扎好， 再次試驗， 發動機仍然無法起動， 這時再檢查高壓火、 噴油控制信號， 均正常。 根據綜合情況考慮： 曲軸位置傳感器 （信號高） 導線對搭鐵呈間歇性短路找到并排除了， 高壓火和噴油信號也正常， 起初發動機能勉強起動著火，著火后工作不穩， 加速不良， 反復試驗后發動機無法順利起動， 因此， 推斷現在發動機不能起動的原因應該是由于發動機斷火造成的燃燒不良直至 “淹缸” 所致， 為此采用清掃程序 （油門加到底后再起動發動機） 起動發動機， 但試驗了幾次還是無法起動。 考慮到之前多次使用起動機， 蓄電池放電較多，起動機轉速有所降低， 清掃效果差， 故決定采用拖車的辦法起動發動機， 當故障車被拖動行走約500 m， 發動機著火， 熱機后， 發動機恢復正常。

故障總結 該車線束是協作件， 有進廠檢測報告， 檢驗結果合格； 該批線束協作廠有出廠檢測報告， 當時檢驗結果也合格。 說明檢驗方法 （工藝）有待于進一步改進。

本次故障診斷與排除過程， 繞了一些彎路， 如懷疑燃油有問題， 并進行了不必要的更換燃油的試驗。 本案例故障并不太復雜， 故障原因就是線束中曲軸位置傳感器 （信號高） 導線對屏蔽層間歇性地短路引起的發動機工作不良， 發動機工作過程中出現斷火甚至亂火， 燃燒不良， 進一步造成發動機“淹缸”。

本次故障診斷中繞彎路的主要原因如下。

1） 沒有很好地利用好實時數據。 實時數據中清楚地顯示， 發動機在運轉狀態下其轉速間歇性地出現了0 r/min， 沒有引起筆者的高度重視。

2） 當看到測得的實時數據 （轉速信號） 有問題， 推測到曲軸信號不正常時， 卻在測量相應導線時又沒采取振動、 晃動措施， 沒有測出曲軸位置傳感器 （信號高） 導線呈間歇性搭鐵故障。

3） 曲軸信號明明存在故障， 系統卻不記錄曲軸信號故障碼的原因， 我想有可能是： ①轉速信號沒超出系統定義的范圍； ②故障還未被系統作為應該記錄的故障碼記錄， 故障發生的時長 （積累） 不夠。

4） “淹缸” 嚴重的發動機采取拖車的辦法起動發動機效果較好 （后經詢問給該發動機配的ECU廠家， 該發動機無 “清掃程序”）。

為此本案例給我們的啟示是： 對于電噴發動機自診斷系統未記錄故障碼， 不等于電控系統沒問題， 利用實時數據可以發現沒有故障碼的故障部位（范圍）； 發動機在工作狀態下轉速不應出現0 r/min。從實時數據列表中可以看出， 發動機在工作狀態下， 發動機轉速間斷性地出現了0 r/min， 說明曲軸位置傳感信號不正常， 應重點檢查； 對線束進行檢查測試時， 不僅要測試導線是否導通， 還要測試是否對搭鐵短路、 是否可靠、 線間是否短路， 特別是對懷疑有故障的部位， 必要時應采取振動法、 晃動法進行反復檢查確認。