汽車發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力不足故障診斷研究

姚立澤

摘 要：本文從點(diǎn)火不良、噴油不良、氣缸氣密性、進(jìn)排氣系統(tǒng)故障四個(gè)方面列舉了可能引起發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力不足的故障原因，提出了發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力不足故障的“二分法”診斷思路，簡(jiǎn)化了故障診斷過程，并從存在“缺缸”故障與不存在“缺缸”故障兩個(gè)角度闡述故障診斷方法，為同行提供參考借鑒。

關(guān)鍵詞：汽車 發(fā)動(dòng)機(jī) 動(dòng)力不足 診斷

Research on Fault Diagnosis of Automobile Engine Underpower

Yao Lize

Abstract：This article lists the possible causes of engine power shortage from four aspects： poor ignition， poor fuel injection， cylinder air-tightness， and intake and exhaust system failures， and proposes a "dichotomous" diagnosis method for engine power shortage failures to simplify the fault diagnosis process， and the fault diagnosis methods are explained from the two perspectives of "cylinder shortage" and non-existence of "cylinder shortage" faults， so as to provide reference for people.

Key words：automobile， engine， power shortage， diagnosis

1 引言

汽車動(dòng)力不足的故障現(xiàn)象有很多種，如在怠速狀態(tài)下加油門轉(zhuǎn)速提升緩慢，或伴隨怠速抖動(dòng)、怠速不穩(wěn)、發(fā)動(dòng)機(jī)易熄火等現(xiàn)象，這種故障往往是發(fā)動(dòng)機(jī)問題導(dǎo)致的;還有一種情況是在汽車行駛過程中加速無力或上坡無力，這種情況既有可能是發(fā)動(dòng)機(jī)故障導(dǎo)致的動(dòng)力不足，也有可能是傳動(dòng)系統(tǒng)故障導(dǎo)致的動(dòng)力不足，診斷維修之前需要首先根據(jù)故障現(xiàn)象或特定的試驗(yàn)進(jìn)行區(qū)分，再結(jié)合故障現(xiàn)象、故障特定情境、診斷儀讀取故障碼數(shù)據(jù)流信息等進(jìn)一步分析并縮小故障范圍，診斷排除故障。

2 發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力不足故障原因

如果排除了傳動(dòng)系統(tǒng)故障導(dǎo)致的汽車動(dòng)力不足，那么就要對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)故障分析診斷。發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力不足故障原因有很多，主要有以下幾個(gè)方面：

2.1 點(diǎn)火不良

發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸缺火、火花能量不足、點(diǎn)火不連續(xù)、點(diǎn)火正時(shí)等問題都會(huì)引起發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力不足。由氣缸缺火導(dǎo)致的車輛動(dòng)力不足一般都不是單一的故障現(xiàn)象，一旦氣缸缺火，電腦將發(fā)布指令停止供油，使該氣缸不能提供動(dòng)力，于是，在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)過程中將出現(xiàn)“失衡”，發(fā)動(dòng)機(jī)會(huì)伴隨抖動(dòng)的故障現(xiàn)象。火花能力不足、點(diǎn)火不連續(xù)、點(diǎn)火正時(shí)錯(cuò)亂等問題會(huì)導(dǎo)致氣缸燃燒不充分，影響發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力，同樣也會(huì)伴隨發(fā)動(dòng)機(jī)抖動(dòng)、尾氣指標(biāo)異常問題。

2.2 噴油不良

噴油不良的原因既有可能是噴油系統(tǒng)機(jī)械故障，也有可能是電控噴油系統(tǒng)故障，還有可能是噴油系統(tǒng)以外的系統(tǒng)故障導(dǎo)致的不噴油，如圖1所示。

（1）噴油系統(tǒng)機(jī)械故障

噴油系統(tǒng)燃油在輸油泵的驅(qū)動(dòng)下從油箱輸出，經(jīng)燃油濾清器到高壓油泵，在高壓油泵的加壓下抵達(dá)燃油分配軌，再通過噴油器以一定的壓力供給氣缸，燃油供給路徑中任何一處故障都會(huì)導(dǎo)致燃油供給不良，如：輸油泵故障、燃油濾清器堵塞、高壓油泵故障、燃油壓力調(diào)節(jié)閥故障、噴油器偶件磨損或變形、管路漏油等。

（2）電控噴油系統(tǒng)故障

噴油系統(tǒng)電控故障較復(fù)雜，曲軸位置傳感器、凸輪軸位置傳感器的故障將影響噴油時(shí)刻、噴油時(shí)序和噴油效果，冷卻液溫度信號(hào)、節(jié)氣門信號(hào)、氧傳感器信號(hào)、空氣流量信號(hào)、進(jìn)氣溫度信號(hào)等異常會(huì)影響噴油時(shí)間，從而影響噴油量或噴油效果。此外，發(fā)動(dòng)機(jī)電腦故障、線路故障也會(huì)導(dǎo)致噴油系統(tǒng)錯(cuò)亂，引發(fā)噴油不良。

（3）噴油系統(tǒng)以外故障

點(diǎn)火系統(tǒng)故障也會(huì)影響到發(fā)動(dòng)機(jī)噴油，一些特定的發(fā)動(dòng)機(jī)如果電腦監(jiān)測(cè)到某一缸沒有點(diǎn)火，將不會(huì)對(duì)該氣缸下達(dá)噴油指令，因此在判斷噴油不良故障時(shí)要根據(jù)現(xiàn)象綜合分析，鑒別是由噴油系統(tǒng)導(dǎo)致的噴油不良，還是由相關(guān)聯(lián)的系統(tǒng)故障導(dǎo)致的噴油不良。

2.3 氣缸氣密性缺陷

發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸氣密性缺陷主要有四個(gè)方面原因，一是活塞、活塞環(huán)與氣缸壁接觸部位異常磨損導(dǎo)致的氣缸漏氣，二是氣門關(guān)閉不嚴(yán)、氣門開啟角度異常導(dǎo)致的氣缸漏氣，三是氣缸體、氣缸蓋平面度存在誤差導(dǎo)致的氣缸蓋與氣缸接觸平面漏氣，四是火花塞部位密封不良導(dǎo)致的火花塞孔漏氣。氣缸的氣密性影響發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)外做功，從而影響汽車加速、上坡甚至正常行駛時(shí)的動(dòng)力性能，單缸的氣缸氣密性缺陷還會(huì)導(dǎo)致失衡，引發(fā)發(fā)動(dòng)機(jī)異常抖動(dòng)。

2.4 進(jìn)排氣系統(tǒng)問題

節(jié)氣門卡滯、濾清器堵塞將會(huì)導(dǎo)致氣缸進(jìn)氣量減少，油氣混合氣燃燒不充分，從而影響發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力性能;節(jié)氣門臟污、積碳將會(huì)影響進(jìn)氣道截面積，干擾進(jìn)氣過程，從而導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒不充分，除了會(huì)引起發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力不足外，還會(huì)引發(fā)抖動(dòng)、怠速不穩(wěn)等故障;對(duì)于增壓發(fā)動(dòng)機(jī)，進(jìn)氣系統(tǒng)漏氣將會(huì)導(dǎo)致進(jìn)氣壓力不足，從而影響充氣效率，降低動(dòng)力性;對(duì)于自然吸氣發(fā)動(dòng)機(jī)，進(jìn)氣歧管漏氣將會(huì)導(dǎo)致油氣混合氣濃度降低，從而導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力不足。此外，排氣系統(tǒng)堵塞、氧傳感器故障也會(huì)影響發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力輸出。

3 基于“二分法”的汽車動(dòng)力不足故障分析與診斷

3.1 整體思路

當(dāng)接到客戶抱怨后，確認(rèn)故障現(xiàn)象，讀取故障碼和數(shù)據(jù)流，檢查維修通訊和廠家召回信息有無記錄，如有記錄則根據(jù)廠家提示處理，如果沒有記錄，就要根據(jù)是否有故障碼、數(shù)據(jù)流異常情況區(qū)別對(duì)待。如果存在故障碼或異常數(shù)據(jù)流，就可以按照診斷儀提示操作、診斷，如果故障碼是沒有公布的，則需要通過信息技術(shù)手段向廠家尋求支持，如果不存在故障碼、異常數(shù)據(jù)流，或僅存在診斷歷史記錄，就需要根據(jù)故障現(xiàn)象逐步診斷排除故障。

引入“二分法”故障診斷策略，將故障范圍分成兩部分，通過判斷是否缺缸這一可能存在的“中間故障”，將故障范圍一分為二，簡(jiǎn)化診斷流程。二分法汽車故障診斷重在找到“中間故障”，“中間故障”的選取不僅應(yīng)確保容易被診斷，還要確保故障劃分接近平均。當(dāng)判斷發(fā)動(dòng)機(jī)存在缺缸情況時(shí)，就可以初步排除燃油總管路、電控系統(tǒng)主線路、傳感器、進(jìn)排氣系統(tǒng)的故障，當(dāng)判斷發(fā)動(dòng)機(jī)不存在缺缸情況時(shí)，就可以初步排除點(diǎn)火線圈、噴油器、火花塞、氣缸漏氣故障。排除一部分故障后，再根據(jù)先易后難原則進(jìn)行后續(xù)診斷，診斷流程如圖2所示。

3.2 缺缸引發(fā)動(dòng)力不足故障分析與診斷

（1）點(diǎn)火系統(tǒng)故障診斷

通過斷缸法找出不工作的氣缸，拆卸點(diǎn)火線圈，使用火花測(cè)試器進(jìn)行跳火測(cè)試，如果沒有火花或出現(xiàn)較弱火花、不穩(wěn)定火花，則說明點(diǎn)火線圈故障，如果出現(xiàn)藍(lán)色電火花，則說明點(diǎn)火線圈以上部分無故障，需要進(jìn)一步檢測(cè)火花塞力矩是否合適，判斷是否為原廠生產(chǎn)的規(guī)定型號(hào)火花塞，檢查其間隙是否符合維修手冊(cè)要求，如有異常直接更換新火花塞，如果沒有異常則將其與另一氣缸火花塞互換檢測(cè)，判斷缺缸現(xiàn)象是否轉(zhuǎn)移;如果缺缸故障轉(zhuǎn)移，則說明原火花塞損壞，如果沒有缺缸轉(zhuǎn)移，則說明噴油系統(tǒng)或氣缸密封性存在問題。

（2）噴油電路故障診斷

噴油系統(tǒng)既有可能出現(xiàn)電氣故障，也有可能出現(xiàn)機(jī)械故障，由于發(fā)動(dòng)機(jī)缺缸且點(diǎn)火系統(tǒng)經(jīng)檢測(cè)未發(fā)現(xiàn)故障，基本可以排除主管路油壓?jiǎn)栴}導(dǎo)致的動(dòng)力不足，根據(jù)先易后難原則，先使用萬用表測(cè)量噴油器線路是否存在短路、斷路故障，再用示波器讀取噴油波形，判斷信號(hào)是否異常。如果不存在線路故障、波形異常情況，再檢查氣缸是否漏氣。由于噴油器拆卸需要使用專用工具，且容易損傷精密部件，故將其放在最后環(huán)節(jié)診斷。

（3）氣缸漏氣故障診斷

介紹兩種氣缸漏氣故障診斷方法，一是使用缸壓表測(cè)缸壓的方式進(jìn)行診斷，二是通過示波器讀取缸壓波形的方式進(jìn)行診斷。方法一：通過缸壓表檢測(cè)缺缸氣缸的壓縮壓力，判斷是否與其它氣缸存在差異，如果存在差異，則證明該氣缸漏氣;從火花塞孔滴入適量機(jī)油，再次測(cè)量氣缸壓縮壓力，如果缸壓升高，證明活塞環(huán)與氣缸接觸處發(fā)生了漏氣，如果再次測(cè)量缸壓沒有升高，則可以初步判斷氣門漏氣導(dǎo)致了缸壓異常。方法二：使用示波器連接壓力傳感器同時(shí)檢測(cè)不正常工作氣缸和正常工作氣缸的壓縮壓力波形，通過波形分析氣缸最大壓縮壓力及其波形曲線是否異常，使用此方法不僅可以判斷氣缸的漏氣故障，還能分析配氣正時(shí)問題。

3.3 缺缸以外原因?qū)е聞?dòng)力不足故障分析與診斷

（1）燃料供給系統(tǒng)泄漏、堵塞診斷

根據(jù)先易后難原則，首先目視檢查進(jìn)排氣管路、燃油管路是否存在漏氣故障。對(duì)進(jìn)氣系統(tǒng)漏氣故障可使用煙霧發(fā)生器檢驗(yàn)，燃油管路泄漏的檢查可以通過燃油壓力測(cè)試進(jìn)行分析判斷。其次拆解檢查空氣濾清器、節(jié)氣門體，判斷空氣濾清器是否堵塞、節(jié)氣門體是否阻滯、積碳嚴(yán)重情況;最后診斷氧傳感器性能，并通過氧傳感器的檢查判斷三元催化器是否有堵塞。

（2）噴油點(diǎn)火異常檢查

噴油點(diǎn)火異常原因可分為電氣故障和機(jī)械故障兩類，根據(jù)先易后難原則，應(yīng)先檢測(cè)電氣故障及其簡(jiǎn)單的機(jī)械故障，后檢查需要拆解的復(fù)雜故障。首先可以通過火花測(cè)試器檢測(cè)點(diǎn)火信號(hào)，也可通過萬用表、示波器進(jìn)行精確檢測(cè);如果點(diǎn)火系統(tǒng)無異常，再檢測(cè)噴油電路是否異常，噴油電路的檢查應(yīng)使用萬用表、示波器進(jìn)行精確檢測(cè)，如果波形異常，還需要排除主線路虛接、短路等故障;最后，檢測(cè)曲軸位置傳感器、凸輪軸位置傳感器、空氣流量傳感器、水溫傳感器、氧傳感器等電氣元件是否異常。

（3）廢氣再循環(huán)系統(tǒng)異常

發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)，踩下油門踏板，使發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速上升至2000r/min左右，用手檢查廢氣再循環(huán)閥膜片，此時(shí)應(yīng)感覺不到膜片的動(dòng)作。待水溫高于50℃，踩油門踏板，使發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速上升到2000r/min左右，此時(shí)手指應(yīng)感覺到膜片的動(dòng)作。否則，說明廢氣再循環(huán)閥故障。廢氣再循環(huán)閥的卡滯、關(guān)閉不嚴(yán)都將導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力不足故障，因此，應(yīng)綜合分析故障原因，必要時(shí)更換廢氣再循環(huán)部件，看故障是否消失。

4 小結(jié)

發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力不足往往不是單一的故障，還會(huì)伴隨其它的故障現(xiàn)象，汽車診斷維修人員需要參考診斷儀數(shù)據(jù)、廠家維修通訊、召回信息等綜合分析判斷，不斷縮小診斷范圍，結(jié)合經(jīng)驗(yàn)和現(xiàn)有的診斷條件形成科學(xué)、合理的診斷思路，避免盲目檢測(cè)與盲目換件，只有將診斷思路進(jìn)行了合理化設(shè)計(jì)，才能在最短的時(shí)間內(nèi)診斷排除發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力不足故障，高效地解決客戶抱怨。

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