|
福特福克斯正时皮带故障 ——John Anello
一辆2002年的福特福克斯（图1），2.0L，里程为85230km，急加速无力。这辆车在怠速下状况良好，无失火现象也没有检查到故障码。店里已经给这辆车换了一个燃油滤清器，并且做了背压检测，排除了由一个部分堵塞的三元催化器造成加速不力的可能性。这辆车达不到原本应有的马力。店里告诉车主可能是燃油泵出故障了，并建议车主还处在保养期内可找经销商更换燃油泵。但是福特经销商认为是变速器问题，因为传动系统的转矩不足以及发动机在加速时会突然爆发。四个轮上的转矩看上去不足。车主回到店里反馈这个结果，店里建议车主去咨询一下当地一家变速器商的看法。经过变速器商的检查，给出的说法是福特经销商的判断是错误的。于是车主只好将车开回店里作进一步检查。虽然给出了多个想法，但没有一个切实可行的方案。
图1
店里找到了我，我去到店里先将车开一遍，感受一下车子的状况。热车，然后起动，加速时看上去马力并没有什么问题。怠速时也没有出现熄火或者明显的毛病。然后，再驾驶车辆从静止正常加速前进，并没有发现什么问题。于是，我试了试急加速。这辆车加速状况良好，没有出现迟滞，但由于要先使车辆行驶起来，因此在一档位置上花了较长的时间。继续踩着油门不松开，变速器转到2档时出现佷响的撞击声，发动机速度随之剧增。变速器看上去好像存在毛病，发动机好像没有达到该有的最高扭矩。现在，我要检测看看发动机是否存在喷油、进气、排气和正时方面的问题。首先查看故障码，这车没有报故障码。EVAP系统（燃油蒸发控制系统）监测器并没有运行，这表明先前的故障码已经被清除了，并且存储了冻结帧的信息，但是车上其他的监测器正常运行着，并且证明了存在燃油修正和失火的问题。当处理动力不足这类故障时，很重要的一点是，在我遇到的大部分故障中，都是由于喷油不足，进气堵塞，排气堵塞，容积效率或者点火/气门正时问题引起的。在加速时通过观察各个参数，很容易判断出是否是喷油问题造成的，于是我将车从静止开动，将油门踩到最大，并同时观察相关的PID（参数标识），如图2。我们很快就看到了ECM全程都在进行燃油控制，这说明动力缺乏不是由于喷油引起的。如果是喷油问题，应该会看到燃油修正达到最大值，氧传感器的输出会一直低于500mV。假设氧传感器是工作正常的，我们完全不需要使用到燃油分析仪来进行“侵入式”的检测油压和体积。
图2
现在已经排除了喷油问题，接下来我将进行一个容积效率的测试来检测进入发动机的空气流量。发动机可以看成是一个空气泵，ECM根据空气流量计的信号计算出最佳的喷油量和点火正时以便让发动机工作在最佳状态。正确的流量读数取决于空气流量计的校准程度，进气管和排气系统的堵塞程度，以及气门机构的完整性。这个测试要车辆运行在气门全开的条件下进行，确保得到精确的数值。同时还应将环境空气的温度、海拔和发动机尺寸等因素考虑在内。这个可以通过将采集到的数据输入到一个VE计算器或者将发动机工况和环境参数输入到Escan VE程序里，由这个程序进行处理，这样你就能专心的开车，在油门踩到最大位置上时保持稳定并采集所需的数据。输入了相关参数到VE程序里，然后将车从静止全开油门加速并采集进气流量的数据（如图3）。采集到到的实际空气流量体积低于计算值的30%。并没有出现燃油修正的问题，这表明空气流量计的读数是正确的。排气被压用压力表测过，压力值低于3PSI。检查进气通道和空气滤清器是否存在堵塞，结果发现是良好的。那么故障就可能和气门机构相关。
图3
接下来我使用示波器检测曲轴传感器和凸轮轴传感器信号，来看看相位关系是否正常（如图4）。从ACE的数据库里找到了同车型的正常波形（由Picoscope采集并保存，如图5），曲轴和凸轮轴的相位相差60°。利用触发点可以快速及很容易的验证是否存在机械正时问题，但是仅仅这样还不足以具体诊断出是正时链跳动还是正时皮带跳动。在多处地方发现了问题，失去标记的触发轮，受损的飞轮以及曲轴皮带轮键槽。要快速和精确的找出气门机构问题的方法就是使用压力传感器检测气缸压力来观察活塞和气门的关系。
图4
图5
我拆下火花塞并将火花测试器连接到连接火花测试器的线上，并将压力传感器通过压缩软管连入气缸，然后起动发动机并采集波形。我关掉发动机，并放大采集到的波形，查看两个尖峰之间即720度4冲程的压力变化波形。将标尺分别对准两个压力尖峰，并将两个标尺之间四等分，从而得到4个区域，每个区域为180°。然后将每个区域用小标尺分成6个小区间，每个小区间30度（如图6）。现在就可以看到排气门在做功冲程到达下止点前75度开启（记住在压缩尖峰下降到最低点处就是排气门开启的时刻）。看过很多波形显示排气门在做功冲程到达下止点前的30度到45度之间开启。这辆车的正时毫无疑问相差了30度或者更多。现在我可以通知店里将发动机前面的正时盖拆下来看看正时皮带。
图6
拆下了正时皮带盖以后我将正时皮带齿轮的一个齿涂白（如图7），发现凸轮轴的齿轮错位了两个齿。同时皮带有些碎屑表明正时皮带自调整器并没有补偿正时皮带的拉伸。更换一个新的正时皮带和一个新的张紧轮。同时作为预防，我也建议更换一个新的水泵，现在的水泵偏离了皮带。过去的15年来，我是一名流动的技术人员，在这之前，我在一家发动机修理厂干了5年，在一家汽车经销商店做了10年的技术人员。我在这个领域里看过很多人为了替客户节省开支不更换部件而做了各种类型的工作，而这可能包括了劳动时间的重叠。一名有经验的技术人员应该明白向客户销售服务的最有效途径是让客户理解问题所在。这能防止对车辆进行再次检查，因为要保持低成本的工作来提升自己所在区域内的竞争力。我发现不论什么时候当打算节省客户开支时，总是在最后关头懈怠了。
图7
这辆福克斯令人惊讶的地方是正时皮带怎么没有被ECM检测到，甚至是对福特车了如指掌的经销商的技术人员也没有发现这个问题。不过也在意料之中，因为没有明显的线索指明诊断方向，通常你可能会遇到其他一些故障引擎，例如引擎真空度低，怠速不良，失火，动力不足，不稳定的电子点火操作，甚至是进气管道发出爆裂声。这辆福克斯的故障就让技术人员误将故障定位于除了正时皮带外任何可能的部件上。正如我在驾驶这辆车时，并没有感觉到发动机有什么故障，所以我就认为可能是变速器出了问题，对车辆进行了熄火-加速测试。我认为解决动力方面的故障的关键在于，进行精准的测试来确认发动机状况。发动机的工况也可能影响到变速器工况，并且使用“感觉上像”或者失败策略只会将你带到死胡同里，对于最初的问题毫无帮助。我总是会尽力寻找新的方法精进我的诊断水平，从而减少拆卸式检查以及换件这类不想做的工作。检测设备的技术的发展，只能让我们的诊断策略达到一个新的水平。
我希望这篇文章能给你的诊断带来一些启发。
| 
|小黑屋|手机版|Archiver|Pico汽车示波器论坛（广州虹科）
发表于 2016-5-25 11:54:45
发表于 2016-6-27 20:42:21
