劉 斌
(廣東省農墾湛江技工學校,廣東湛江 524094)
環保、節能和安全是汽車技術發展的主要方向。采用電子控制技術能解決諸多技術難題。汽車發動機主要電子控制系統有:電子控制點火系統、電子控制燃油噴射系統、怠速控制系統、排放控制系統及自診斷系統等。如今的汽車維修,已不是簡單的機械維修,而是涉及復雜的電子技術、機械技術及計算機控制技術,與之相關的知識多,技術含量高,具有較高的實用性。一名合格的汽車維修人員,必須掌握電控發動機的工作原理及維修技能,能根據不同故障現象進行分析、檢測與診斷,才能適應日新月異的汽車新技術。
(1)故障現象。一輛奧迪A6 2.4 L轎車入廠檢測時,發動機怠速時抖動,加速不良。
(2)故障檢查。試車檢測后,車輛進行保養與維修,更換燃油濾清器、空氣濾芯,并對火花塞進行檢測與清洗。再次試車時故障消失。但幾天后,車主再次將車輛送入維修廠,并報稱發動機再次出現怠速抖動、加速不良的現象。通過檢查發現,發動機異常時,車輛儀表板發動機故障指示燈未亮。使用V.A.G1551解碼器讀取故障碼,無故障碼輸出。初步判斷發動機電控系統工作正常。隨后安裝燃油壓力表測量燃油系統壓力,發現當發動機出現抖動或加速不良時,燃油系統壓力無變化油壓正常,排除故障出現在燃油系統的可能性。檢查發動機真空管,無裂紋、無漏氣現象。啟動發動機檢查點火系統,當發動機出現怠速抖動或加速不良時,分別拔下各缸高壓線做跳火試驗,觀察發動機轉速。當拔下Ⅰ缸高壓線時,發現發動機轉速變化不大。將高壓線插回火花塞時,發動機工作變得平穩了。重復拔出又插回高壓線,發動機怠速時而抖動,時而恢復正常。插上Ⅰ缸高壓線,用手搖轉高壓線,發動機偶爾再次出現抖動現象。拔下Ⅰ缸高壓線,檢查高壓線外觀有無裂紋及線路燒蝕,均無明顯故障。用萬用表測量高壓線電阻值,阻值正常。拆卸Ⅰ缸火花塞,檢測火花塞兩電極間隙,間隙值在合格間隙范圍,火花塞電極上也無積碳、油污等不正常的工作痕跡。當擦凈火花塞絕緣體上的油污時,發現火花塞上有個細小裂紋。
(3)故障排除。更換Ⅰ缸火花塞后,重新啟動發動機,發動機工作狀況平穩,加速正常,故障排除。
(4)故障分析。火花塞的功用是將點火線圈或電磁機產生的高壓脈沖電引入燃燒室,在2個電極之間產生電火花,點燃氣缸中的可燃混合氣體。火花塞結構較為復雜,在鋼制殼體的內部固定有剛玉陶瓷制成的絕緣體,絕緣體中心孔上安裝金屬接線螺桿,接線螺桿上端旋有接線螺母用來連接高壓導線;絕緣體中心孔的下部裝有中心電極,中心電極與接線螺桿之間由導電玻璃制成的密封劑密封,銅制內墊圈和紫銅墊圈起密封及導熱作用。當火花塞絕緣體出現裂紋時,火花塞的絕緣性會有一定程度的下降。若火花塞漏電故障不十分嚴重,在外界氣壓的作用下,由于兩電極間電阻小于裂紋產生的電阻,因此做火花塞跳火試驗時,可看到兩電極間有跳火,且在外觀上看各方面正常。將火花塞裝入發動機氣缸內,火花塞在高溫高壓急劇變化的環境中工作,電極間電阻急劇增大,當電極間電阻大于裂紋產生的電阻時,或者由于燃燒行程中碳渣積聚于裂紋中,使火花塞中的高壓電經裂紋搭鐵,使火花塞工作異常。另外,火花塞在發動機外跳火時所需電壓比在發動機燃燒室跳火所需電壓要低很多。因此,其擊穿電壓和火花將變弱,使發動機工作行程中點燃混合氣的速度下降,燃燒速度遲緩,做功時活塞下行推力不足,產生負動力。
火花塞絕緣體出現裂紋時通常伴有爆震現象發生。如點火提前角過大,使用低標號汽油導致混合氣過稀,或燃燒室內積碳沉渣過多以及發動機因維修所引起的壓縮比增加等,都會引起發動機燃燒時產生爆震,使火花塞絕緣體出現不同程度的裂痕甚至破裂。
(1)故障現象。一輛行駛里程約1.4萬km的奧迪A6 1.8 L轎車,因車怠速不穩等故障進廠維修,車主報稱該車行駛無力,加速不良,且怠速不穩,抖動嚴重。對車輛進行基本檢查發現起動車輛后,發動機怠速抖動,轉速不穩,加速性不好,且急加速時伴有輕微回火現象。
(2)故障分析。奧迪A6 1.8 L采用的發動機代碼為ANQ,是排量1.8 L直列4缸5氣門發動機,它采用熱膜式多點順序燃油噴射系統,該系統利用熱膜式空氣流量計直接計量進入氣缸空氣的質量,將空氣的質量轉換成電信號輸送給ECU(Electronic Control Unit,電子控制單元),ECU根據空氣的質量計算出與之相適應的噴油量,以得到最佳空燃比。
當進氣系統(空氣流量計之后)有漏氣,空氣量的計量就會出現信號偏弱誤差。另外空氣流量計故障、活性炭罐電磁閥常開、噴油器堵塞或由于油路堵塞、油管破裂、油泵工作不良等造成的供油系統壓力過低也都會導致混合氣過稀。
奧迪A6 ANQ發動機采用了可變進氣道、可變配氣正時等技術。因此當進氣歧管轉換閥和凸輪軸調整閥故障時,都將出現車輛加速不良、行駛無力等故障。另外,由于燃油系統的長時間工作,因燃燒而形成的積碳和膠質會附著在噴油器上,使噴油器出現粘著甚至堵塞的現象。而空氣、汽油中的塵埃和細小的雜質,也會導致油路不暢或堵塞,最終在噴油器上形成積碳和沉積物,導致噴油不暢、霧化不良,甚至不噴油。燃油濾清器或油泵長時間未更換、清洗,也都將造成汽車的怠速不穩、油耗上升、加速無力、起動困難等結果。
該車故障現象為發動機不易起動,怠速抖動,轉速不穩,加速性不好,經分析初步判斷為發動機混合氣過稀,經上述分析可知發動機燃油系統和配氣系統故障均會導致此故障。
(3)故障檢測與維修。首先接上故障解碼儀,清除故障代碼后,讀取故障碼,共發現5個故障碼:“17924”(進氣歧管轉換閥-N156斷路),“16519”(λ傳感器加熱電路-Z19有故障),“16486”(空氣流量計-G70信號太弱),“01247”(活性炭罐電磁閥-N80損壞),“01120”(凸輪軸調整閥-N205機械故障)。故障代碼無點火系統相關信息,可排除個別缸斷火的可能性。但同一時間出現多個部件故障的可能性不大,于是逐個檢查5個故障部件插頭連接情況,均正常連接無斷路。
查閱《Audi A6維修手冊》得知,5個故障碼所涉及的部件電源均與第29號保險絲相連。檢查發現該保險絲已經燒斷,值得注意的是,該保險絲額定的容量30 A,而燒斷保險絲容量為20 A,故障為保險絲容量過小所致。更換30 A的保險絲后消碼,全部故障碼被清除。
重新起動發動機試車,怠速穩定性和加速性能均有所好轉,但加速時回火現象仍然存在。隨后拆卸空氣濾清器管道,用手堵住節氣門閥體的進氣口濾網,減少主通道的進氣面積,增大混合氣濃度。發動機怠速變穩,加速時無回火現象,因此可排除進氣系統漏氣的可能性,更進一步確定故障原因為混合氣過稀。
噴油器拆洗后起動汽車進行測試,故障未清除。考慮故障是否出現在燃油系統上。拆卸燃油管,連接油壓表,起動發動機,分別觀測車輛怠速時與拆掉油壓調節器真空管時油壓,對比結果顯示油壓明顯過低。用鉗子夾住回油管觀察油壓,油壓無變化,因此可以斷定燃油壓力調節器工作正常。拆卸燃油濾清器,發現燃油濾清器嚴重堵塞,拆下燃油泵時發現燃油泵濾網堵塞嚴重,油箱內部燃油非常臟。將油箱徹底清洗后裝車,跟換新燃油濾清器,再次起動發動機,觀察到燃油壓力達到0.34 MPa左右,拔下真空管油壓升至0.4 MPa左右,故障消失。
發動機燃油系統積碳、沉積物形成機理:由于燃油本身含有灰塵、膠質、雜質及水分等,在油箱、進油管等處長時間的積累形成油泥等沉積物。車用汽油中的烯烴等不穩定成分,高溫下發生氧化和聚合反應,會形成膠質和樹脂狀的粘稠物,噴油器、進氣閥等部位堆積的這部分粘稠物,燃燒時就會變成堅硬的積炭。另外,因交通擁堵,車輛常處于低速或怠速狀態,會加重積碳和沉積物的形成。據故障車輛長時間停放未使用,對汽車未采取任何保養措施,油箱中的油料變質后,致使變質后的膠質沉淀于油箱底部,造成油泵、油道堵塞。
根據故障成因,總結汽車使用及維護保養注意事項:①到正規加油站加油,加高質量的燃油;②可以選擇定期向油箱中添加一些燃油清潔劑,但添加不宜過頻;③車輛保養時,務必注意燃油濾清器的檢查與更換,以增強燃油的過濾效果。④車輛長時間擱置不用,要將油箱放空,重新啟用時務必做好車輛保養的相關檢查工作。
從了解車輛故障現象開始,通過對車輛故障分析、提出診斷方案,運用解碼儀讀取故障碼,查閱車輛維修手冊,一步步排查故障。從簡到繁,逐步縮小范圍,最終發現故障部件并將故障排除。作為一名優秀的汽車維修人員,不僅需要有較強的動手能力,還應具備一定汽車結構原理方面的知識,分析故障時應有較強的邏輯性,除找到車輛故障予以排除外,更需要找到導致故障的根源。
[1]一汽大眾汽車有限公司.AudiA6維修手冊[Z].2000.