余姚東江名車專修廠 葉正祥

故障現象一輛2014款吉普大切諾基車,搭載3.6 L發動機,累計里程約為10萬km。客戶反映,發動機怠速時車身偶爾抖動。
故障診斷接車后試車,起動發動機,組合儀表上無故障燈點亮,但坐在駕駛室內偶爾能感到車身抖動。分析認為,車身振動歸根到底是發動機的振動傳導到了車身,可能原因有:發動機自身工作不良;傳導路徑異常(如發動機及變速器支架損壞、傳動部件旋轉異常等)。
用故障檢測儀檢測,動力控制模塊(PCM)中無故障代碼存儲(圖1);查看發動機數據流,沒有找到失火數據。將大半瓶礦泉水放在發動機罩蓋上(圖2),發現發動機怠速時,水面偶爾會出現大幅度的波動,由此初步判斷發動機工作不良。
連接pico示波器、壓力傳感器WPS500X及COP探頭,測量發動機怠速時的排氣脈動和某個氣缸的COP點火信號(圖3),發現排氣脈動偶爾會出現比較大的波動,且相對于COP點火信號的位置相同,這說明有1個氣缸偶爾會完全失火。該車為V6發動機,在不查資料的情況下,筆者暫不清楚該款發動機的氣缸排列順序及點火順序,那么如何快速判斷是哪一個氣缸偶爾完全失火呢?由于排氣門在點火后約180°曲軸轉角時打開,因此只要將COP探頭依次放在6個點火線圈上測試,當異常的排氣脈動出現在點火后約180°曲軸轉角(圖4)時,則說明COP探頭所測的氣缸存在偶爾完全失火的故障。
經測試,確認圖5中紅色箭頭所指部位的氣缸存在偶發完全失火的故障。由于點火系統發生故障容易引起發動機完全失火,于是放大氣缸完全失火時的COP點火信號波形(圖6),與氣缸沒有失火時的COP點火信號波形(圖7)進行對比,發現氣缸完全失火時COP點火信號波形的充磁階段正常,但沒有燃燒線,由此推斷點火線圈損壞(點火線圈次級電路故障)或火花塞損壞。

圖1 PCM中無故障代碼存儲(截屏)

圖2 將大半瓶礦泉水放在發動機罩蓋上

圖3 故障車發動機怠速時的排氣脈動和某個氣缸的COP點火信號(截屏)
拆檢失火氣缸的火花塞(圖8),發現火花塞中心電極損耗嚴重,從而使火花塞間隙過大,以致偶爾點火失敗。
故障排除更換損壞的火花塞后試車,發動機運轉平穩,車身抖動現象消失,故障排除。

圖4 異常的排氣脈動出現在點火后約180°曲軸轉角(截屏)

圖5 存在偶發完全失火故障的氣缸位置

圖6 氣缸完全失火時的COP點火信號波形(截屏)

圖7 氣缸沒有失火時的COP點火信號波形(截屏)

圖8 損壞的火花塞
故障總結如果要逐個拆檢點火線圈和火花塞,將會耗費大量的時間和人力,而使用COP探頭十分便捷,只要將其靠近點火線圈(圖9)便能夠感應出點火信號,從而快速判斷點火是否正常。筆者診斷該車故障所花時間不到10 min,沒有盲目的拆檢,甚至不需要查看維修資料,可見只要熟練掌握汽車免拆診斷技術,將大大提高故障診斷效率。
另外,維修后查看資料得知,該車發動機的點火順序為1-5-3-6-2-4,氣缸排列順序(坐在駕駛室內往前看)為:左側氣缸列從前往后為氣缸6、氣缸5、氣缸4;右側氣缸列從前往后為氣缸1、氣缸2、氣缸3。該車為氣缸3的火花塞損壞。

圖9 COP探頭的擺放位置
故障現象一輛2003款豐田佳美車,搭載2AZ發動機,累計行駛里程約為30萬km。客戶反映,發動機怠速時坐在駕駛室內能感覺到車身輕微抖動,但將擋位置于前進擋或倒擋時,車身抖動變得十分明顯。
故障診斷用故障檢測儀檢測,無相關故障代碼存儲。首先用pico示波器、壓力傳感器WPS500X及COP探頭測量發動機怠速時的排氣脈動和氣缸1的COP點火信號(圖10),發現氣缸2和氣缸3的排氣貢獻量較小,說明這2個氣缸工作不良,且可以排除點火系統故障(一般點火系統存在故障會使氣缸完全失火,排氣脈動波動較大)。接著進行氣缸相對壓縮壓力測試,發現氣缸2和氣缸3的氣缸密封性不良(壓縮上止點時的起動機電流較低),再同時測量起動時(斷油,不讓發動機起動著機)的進氣脈動和排氣脈動,分析認為氣缸2和氣缸3的進、排氣門不存在關閉不嚴的情況,相關波形如圖11所示。診斷至此,懷疑氣缸2和氣缸3的活塞與氣缸壁密封不良或氣缸墊損壞。

圖10 故障車發動機怠速時的排氣脈動和氣缸1的COP點火信號波形(截屏)

圖11 故障車起動時起動機電流、進氣脈動、排氣脈動和氣缸1的COP點火信號波形(截屏)
拆下所有氣缸的火花塞,轉動曲軸,將氣缸2的活塞旋轉至壓縮上止點位置,用煙霧測漏儀從火花塞安裝孔處向氣缸2內充煙霧,發現大量煙霧從氣缸3的火花塞安裝孔冒出(圖12),而進氣歧管無煙霧,排氣支管中有少量煙霧,由此推斷氣缸墊損壞,使氣缸2和氣缸3互通。將內窺鏡伸入氣缸3中觀察,發現煙霧是從氣缸2與氣缸3之間的氣缸墊處冒出(圖13)的,由此確定氣缸墊損壞(圖14)。

圖12 大量煙霧從氣缸3中冒出
故障排除更換氣缸墊后試車,發動機運轉平穩,故障排除。

圖13 氣缸墊處冒出大量煙霧

圖14 損壞的氣缸墊