2016款保时捷911 GT3 RS车发动机异响
一、故障现象一辆2016款保时捷911 GT3 RS车，搭载4.0 L水平对置发动机（型号为MA176），累计行驶里程约为4.2万km。车主反映，1星期前上过赛道，现在发动机有“哒哒”异响。 二、故障诊断接车后试车，起动发动机，发动机发出有规律的“哒哒”异响，且感觉发动机与变速器接合部位的响声较大。拆下机油滤清器检查（图1），放出的机油中没有沉淀杂质，且机油滤清器过滤网后方无异物，说明发动机内部无异常磨损。图1 拆下机油滤清器检查将2个三轴加速度传感器分别安装在两侧气缸盖处（图2、图3），以判断振动靠近哪个区域。图2 三轴加速度传感器安装在气缸列1的气缸盖处图3 三轴加速度传感器安装在气缸列2的气缸盖处用示波器测得发动机怠速时的相关波形如图4所示，可知气缸列1处的振动明显大于气缸列2处的振动图4 三轴加速度传感器信号波形加入气缸3点火信号波形（图5），可知曲轴转1圈产生1次异常振动，即异响与发动机1阶（E1）振动有关。图5 三轴加速度传感器信号和气缸3点火信号波形进一步检测发现，靠近气缸3处的E1振动最大（图6），怀疑异响是由气缸3发出的。图6 靠近气缸3处的E1振动最大用内窥镜观察气缸3，气缸壁未拉伤，且无其他异常，观察其他气缸也未见异常。拆下气门室盖，检查凸轮轴机构，未见异常。拆下气缸盖，仔细检查发现气缸3燃烧室上附着有异物（图7），且对应的活塞表面也有异物（图8）。图7 气缸3燃烧室上的异物图8 气缸3活塞表面上的异物在没有取下异物之前，异物表面是黑色，很像积炭，而之前使用内窥镜重点观察的是气缸壁，所以当时没有留意到此异物。展开异物，发现是很多薄片状的金属（能被磁铁吸附）碎片（图9）。图9 金属碎片异物从何处而来？首先检查进气系统，没有发现相似的异物，也没有相关部件能产生此类金属碎片。检查排气系统，发现全段排气管都不是原厂部件。拆下三元催化转化器段排气管，用内窥镜观察，发现三元催化转化器的载体破损（图10），且在排气管内还有脱落的载体碎片。经过仔细对比，确认气缸3内的异物就是脱落的三元催化转化器载体。图10 三元催化转化器的载体破损通常认为气缸内有异物都是通过进气管进入的，而该车气缸内的异物是从排气管进入的。分析认为，发动机高速运转时，由于气门重叠角变大，排气管压力也受到进气歧管压力影响，变化频率变快，有些剥落的碎片在排气波作用下在排气管内发生无序撞击，最终进入气缸；碎片在气缸内被活塞挤压在一起，同时发出“哒哒”异响。再结合图5分析可知，只要气缸3活塞上行至上止点位置（压缩上止点和排气上止点），活塞挤压碎片就会发出异响，所以曲轴每转1圈就会发出1次异响。三、故障排除清除气缸3内的异物，更换三元催化转化器后试车，异响消失，故障排除。切割旧的三元催化转化器，可以看到载体严重破损（图11）。图11 三元催化转化器载体破损严重 四、故障总结该车的故障是因为三元催化转化器载体严重破损，导致碎片在排气波作用下在排气管撞击，并最终落入气缸中。由于发动机构成复杂，通过直接听与观察是很难判断具体异响位置的。笔者使用虹科Pico三轴加速度传感器，则可以将这种主观的感受数据化，精准判断异响源头就是气缸3，最终顺利排除故障，减少了诸多不必要的拆检。 作者：杭州捷盛行汽车服务有限公司 乐 翔
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