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大切诺基连续烧保险故障检修

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发表于 2014-3-31 13:04:39 | 显示全部楼层 |阅读模式
2002款大切诺基维修后连续烧保险故障的维修

      吉普车大切诺基是美国吉普车公司的工程师和设计师设计的一款“有史以来最无所不能的SUV”,它配备了吉普车技术最先进的四轮驱动系统并赢得了无数的奖项,其中包括“年度北美卡车奖”,是一款高端SUV,2002款的大切诺基装备的4.7升V8发动机,该车发动机、变速器为独立电脑控制,发动机采用进气歧管压力传感器的速度密度型控制燃油系统,为多点顺序喷射,采用单气缸独立点火系统大切诺基4.7升V8发动机的动力之所以领先群雄,称霸于其它同级车,关键是它在越野车发动机的爆发力和高级轿车发动机的稳定性之间巧妙地达到了完美的统一。

一、 引入故障
一辆吉普车,行驶里程18万多公里,发动机烧机油排气管严重冒蓝烟到修理厂进行维修,由于该车使用时间已经接近10年车主要求尽量降低维修费用,修理厂维修时只是更换了“活塞环、气门油封和发动机修包”,修理完工起动后,冷车高怠速正常发动机热车后怠速运转不稳然后突然熄火,再次进行起动,发动机可以转动但没有要着车的迹象,因该车进厂的故障只是烧机油,再无其他故障,用诊断仪器进行诊断,显示“系统正常”,只得由机械维修转入电路维修。

1.发动机不能起动故障分析:
(1) 动力系统控制模块供电或搭铁线路故障,动力系统控制模块内部故障,曲轴、凸轮轴传感器或线路故障;发动机防盗系统故障
(2)燃油喷射系统故障:油箱内没有燃油;燃油泵不工作或泵油压力过低;燃油管泄漏变形;燃油滤清器过脏;燃油压力调节器工作不良泄压。

2.故障诊断排除方法和步骤
(1)
检查步骤
①   
检查高压点火是否正常,拆下1缸点火线圈,插上火花塞并将火花塞外电极搭铁,起动发动机时发动机可以转动,火花塞无火花。万用表测量点火线圈初级供电端电压,打开点火开关及起动发动机运转时,点火线圈初级供电端无电压。
②   
检查喷油脉冲,拔下3缸喷油器插头,插入双向LED试灯,起动发动机时LED试灯不闪烁,确定没有喷油脉宽。万用表测量喷油器插头供电端电压,打开点火开关及发动机运转时,喷油器插头供电端无电压。

(2)故障分析
根据以上检查分析,应该是喷油器与点火线圈供电线路出现问题电路图如(图1)

01.jpg
图 (1

蓄电池正极经30A保险丝S6至ASD继电器30端,起动时电脑经3#端子控制继电器吸合,电源经继电器触点分三路输出:
经15A保险丝S26给四个氧传感器加热器供电;
经15A保险丝S16给八个喷油器供电;
直接供给八个独立点火的点火线圈供电;
    根据以上分析当30A保险丝S6熔断、继电器不工作或点火开关不良,均可造成点火线圈和喷油器不供电,使发动机不能起动,

(3)故障检查
用手摸着继电器将点火开关转到起动位置时继电器有动作,确定继电器控制回路正常,用万用表测量保险丝S6上端对地电压12.8V,下端电压0V,经检查30A保险丝S6熔断,
故障分析:因喷油器及氧传感器分别由S16、S26供电,且都为15A保险,如相应线路搭铁,只会烧毁15A保险,不应该越级烧毁S6-30A保险,只有与S6保险直接相连的线路出现短路时才会直接烧毁保险丝,因机修工更换活塞环、气门油封需要拆装V8发动机两侧缸盖时工作量较大,怀疑安装缸盖及其它附件时将导线夹破或磨损,造成偶发性搭铁使保险丝S6熔断,于是详细检查点火线圈的供电线路,但没有发现线路有破损现象,于是更换相同规格保险丝后S6保险发动机正常起动。起动后冷车高怠速运转正常,发动机怠速转速下降后同时怠速还是在600~1000转/分无规律波动,突然抖动严重(类似多缸失火)并再次熄火不能起动,经检查还是S6-30A保险熔断。
   

(4)点火电路分析:
发动机使用8个独立的点火线圈,每个点火线圈给相应的火花塞点火。每个线圈直接固定在相应的火花塞顶部,点火线圈内只有初次极线圈,无点火驱动模块,ASD继电器向8个点火线圈提供蓄电池电压。点火系统均由动力系统控制模块(PCM)控制,PCM在确定的时间接通或断开线圈的接地电路来控制点火线圈工作。
点火线圈供电电路中对地并联了2个滤波电容用来防止当与某些动力系统传感器工作发生干涉时发生高压打火时产生的干扰,也有助于防止无线电干扰。
    由于连续烧S6保险,该保险为速熔型保险价格较高,故针对原车线路相应改接,在原车保险盒内断开点火线圈供电导线,串接一段易熔线直接连接蓄电池正极,并连接电流钳进行测量,如:(图2)

02.jpg
图 (2)

(5)通过波形图分析:
        按照(图2)连接示波器电流探头,冷车起动时发动机运转平稳,8个缸点火线圈充磁电流在8A左右,时间为3ms,,几分钟后发动机转速开始波动,同时电流无规律的急速上升,有时偶尔可达到80-90A,如(图3)

03.jpg
图 (3)

因电流钳挎接位置为点火线圈供电主线上,所以无法确定具体哪缸电流大,根据波形分析,该故障相关原因如下:
电源线至点火线圈供电端 有破损地方,发动机运转时发出的震动,使破损位置因震动偶尔搭铁,使电流增大超出额定值,烧毁保险;
火线圈控制端至PCM插头间导线有破损地方,发动机运转时发出的震动,使破损位置因震动偶尔搭铁,因该车装配为高能点火线圈,初级线圈阻值0.8-1.2欧姆,所以点火线圈控制端搭铁也会使电流增大超出额定值,烧毁保险;
发动机暖机后抗干扰滤波电容温度升高,热稳定性不好漏电;
发动机动力系统控制模块PCM故障;
      该车为V8发动机,点火线圈供电先到右侧2、4、6、8、缸再经发动机后侧绕道发动机左侧给7、5、3、1供电,为了测试方便,再次改接电路如(图4),断开发动机后面点火线圈供电线,另接一根易熔线单独给1、3、5、7缸点火线圈供电,并分次测量

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图 (4)

确定故障点具体位置;起动时发动机运转平稳,4个缸点火线圈充磁电流也在8A左右,充磁时间大约为3ms,几分钟后发动机转速开始波动时右侧(2、4、6、8缸)电流无规律的急速上升,有时偶尔可达到35A左右,测量波形见(图5),马上拆下电流钳立即测试左侧(1、3、5、7缸)电流也是无规律的急速上升,有时偶尔可达到38A与右侧测试结果一致,这是感觉维修方向好像有问题了,如果是机修工拆装缸盖时造成线路破损,不应该有多个故障点,而且左右两侧现象和电流都基本一致(无规律),

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图 (5)

为了确定具体这部分电流的去向,根据以上测量,并且将点火线圈线束完全破开,没有找到任何破损,那么电流增大的原因只有怀疑“动力系统控制模块”工作失常或损坏,但不论工作失常或损坏漏电电流都要通过“动力系统控制模块”搭铁线搭铁,动力系统控制模块只有31#、32#两根搭铁线如(图6),如果漏电电流是通过31#、32#两根搭铁线,那么就是动力系统控制模块故障或工作失常,利用一个电流钳同时测量这两根搭铁线


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图 (6)

      再次起动时发动机运转平稳,流经动力系统控制模块搭铁线的电流为10A左右,几分钟后发动机转速开始波动时总搭铁电流无规律的急速上升,与前期测量供电端电流基本相同有时偶尔可达到80-90A,如(图7) 确定漏电电流的是流经动力系统控制模块的,

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图 (7)

       测量发动机动力控制模块供电及搭铁端均正常,据此判断故障应为发动机动力控制模块工作失常或内部故障,更换发动机动力控制模块后,故障现象依旧,
       可是在连续几次启动时发动机上部有很大的“咔”声,每次启动都有,声音越来越大,后期不敢再次起动,再次拆开缸盖处理发动机异响后,还是烧S6保险,可是这次故障现象和原来有所不同,这次保险是偶尔烧,原来是只要热车后马上就烧,询问机修工这次除了机械异响,是否还维修过其他部位?回复这次只是有一个摇臂螺栓松动造成的异响,维修时拆了缸盖重新对了正时,别的没有动,不过这次是另一个维修工修的,为了查出两次拆缸盖重新对正时是否有变化,对比两次测量的正时波形,如(图8),经


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图 (8)

对比发现图8中上下两次波形中同步点中凸轮轴位置信号与曲轴转速信号对应位置不同,故判断为发动机正时信号异常所致,为了确定故障点,找到一辆与所修车辆同款发动机的切诺基,采集正时波形后再次对比如(图9)

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图 (9)

故障分析:通过三次凸轮轴位置信号与曲轴转速信号同步波形对比,确定此车连续烧S6 保险丝是由于正时信号误差所致,从波形上分析凸轮轴位置传感器与曲轴转速传感器应该都是正常的。

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图 (10)

由于两次测量波形相位与正常相位相差不同,其中第一次如(图:10)相位反向相差(折合曲轴角度)17.38o,

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图 (11)

第二次如(图:11)因异响(摇臂)重新校对正时后相位交正常相位正向相差14.78o,

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图 (12)

正常正时波形如(图 12),该车JPPE 4.7L 曲轴正时链轮25齿 , 单齿折合为14.4o/齿,根据分析结果,一般类似故障应该为发动机正时错误。

二.发动机正时链条相关部件检查:
1.传感器安装位置
    如(图13),图中左侧A 是凸轮轴位置传感器安装位置,在发动机右侧缸盖上传感器触发音轮与右侧凸轮轴链轮安装在一起;B是曲轴位置传感器安装位置,在发动机缸体右后侧下部,靶轮安装在曲轴上位置在缸体内部 。如果凸轮轴传感器触发音轮或曲轴传感器靶轮松动也会使两个传感器信号波形相位发生变化,经检查均正常。

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图 (13)

2、正时链条传动结构
      该车正时为三根链条,如(图14)曲轴链轮经链条带动惰轮,惰轮分别经两条链

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图 (14)

条带动左右凸轮轴,每个凸轮轴传动链条单独有挡链板和链条涨紧器,而凸轮轴安装在右侧缸盖上,可是通过前面波形分析,该车相位相差角度均大于曲轴正时链轮单齿角度。所以应当排除正时点安装有故障,如果右侧链条涨紧器涨紧不足会造成右侧凸轮轴与曲轴信号同步相位发生轻微变化,于是拆下右侧链条涨紧器检查发现轻微漏油,更换右侧链条涨紧器后。发动机运转正常。

结束语
1,    该车维修发动机烧机油时,由于尽量降低维修费用,修理厂维修时只是更换了直接引起烧机油的配件活塞环和气门油封,没有去检查其它配件,当涨紧器拆装后再次安装已经达不到原设计要求,造成涨紧力度不足,间接改变了凸轮轴曲轴信号的相位关系,动力系统控制模块接收到错误信号后内部CPU计算错误造成点火触发混乱,流经动力系统控制模块的点火线圈充磁电流过大,造成连续烧保险的故障,如图:15事故车点火波形,正常车波形如图:16。

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图 15 事故车点火波形

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图 16 正常车点火波形

2.在车辆维修中,只看到外在故障烧保险,就确认是电气系统故障,致使走了很多弯路,通过此案例要吸取教训,在维修过程中要机电一体综合判断故障。合理利用检测设备和维修资料,规范作业,才能更快处理各种疑难故障。

致谢:
该文章由北京帅星技术培训中心有限公司的赵贵君老师提供,感谢赵贵君老师的无私奉献,给我们带来如此精妙绝伦的案例。

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发表于 2014-4-1 13:59:08 | 显示全部楼层
这个案例像带我们经历了一次福尔摩斯侦探过程,一次一次的“真凭实据”,但一次次的推断被否定,紧扣心弦;最终完美结案。阅读该案例时,重要的是学习赵老师非常清晰明了的诊断思维:各种推断背后都有理论支撑,并借用仪器来验证,用数据说话。多谢赵贵君老师(北京帅星技术培训中心有限公司)。
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发表于 2014-6-6 18:39:03 | 显示全部楼层
这都是能力啊
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