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2011款保时捷卡宴3.0T车发动机怠速间歇性抖动故障诊断

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发表于 2020-6-11 15:39:24 | 显示全部楼层 |阅读模式
故障现象

一辆2011款保时捷卡宴3.0T车,搭载CJT发动机,累计行驶里程约为21万km。该车因发动机怠速间歇性抖动在其他维修厂维修,维修人员用故障检测仪检测,提示气缸4失火;先后调换点火线圈、火花塞及喷油器后试车,故障依旧,且故障检测仪仍提示气缸4失火;用气缸压力表测量气缸4的压力,与其他气缸的压力基本一致。诊断至此,没有了维修思路,于是将车开至我厂进行检修。

故障检测

接车后试车,起动发动机,发动机怠速间歇性抖动,且组合仪表上的发动机故障灯异常点亮。用故障检测仪检测,发现发动机控制单元(DME)中存储有故障代码“P030400 气缸4-检测到缺火”和故障代码“P130A00 气缸关闭”(图51);读取气缸失火数据(图52),发现气缸4的失火次数为916次,其他气缸的失火次数均为0次,由此可知气缸4确实存在失火故障。

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本着由简入繁的原则,决定先检查点火系统(虽然点火线圈和火花塞故障的可能性已排除,但是点火控制信号故障的可能还没排除)。查看维修资料得知,该车右侧(乘客侧)气缸列由前(靠近车头方向为前)往后分别为气缸1、气缸2和气缸3,左侧(驾驶人侧)气缸列由前往后分别为气缸4、气缸5和气缸6,点火顺序为1-4-3-6-2-5。

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用pico示波器和COP探头测量发动机怠速时气缸4的点火波形(图53),与其他气缸对比可知,点火波形正常(怠速时采用多次点火控制模式)。由于故障是间歇性的,需要捕捉到气缸4失火时对应的点火波形才好判断点火控制信号是否正常。增加1个通道用压力传感器 WPS500测量排气脉动(图54,红色为排气脉动波形,蓝色为气缸4的点火波形),当排气脉动异常(气缸4失火引起的)时,放大气缸4的点火波形观察,发现气缸4的点火波形正常,由此确定气缸4的点火控制信号正常。

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进行相对压缩测试(图55,用起动机带动发动机运转,不要起动发动机,同时用电流钳测量起动电流),发现其中1个气缸刚开始无法建立气缸压力(无电流波峰),接着气缸压力逐渐又恢复正常,由此推断气缸4间歇性密封不良。同时测量气缸4的气缸压力和起动电流 (图56,红色为起动电流波形,绿色为气缸4的气缸压力),发现随着气缸4的气缸压力增大,起动电流也恢复正常,由此确定气缸4间歇性密封不良,可能的故障原因有:进、排气门关闭不严;活塞环、活塞或气缸壁损坏;气缸垫损坏。

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如果进、排气门关闭不严,则进、排气脉动在压缩行程和做功行程(正常情况下,进、排气门均处于关闭状态)时受到的影响最大。同时测量起动发动机时 (不起动着机)的进气脉动、排气脉动和气缸4的气缸压力波形(图57,黄色为进气脉动波形,蓝色为排气脉动波形,绿色为气缸4的气缸压力波形),发现在气缸4压缩上止点后的进气脉动波谷较高,且排气脉动波动异常。假设此时进气门关闭不严,气缸4的活塞向下运动,抽吸空气,进气脉动波谷应较低,由此排除进气门关闭不严的可能;假设此时排气门关闭不严,气缸4的活塞向下运动,抽吸排气,确实会引起排气脉动异常波动,由此推断气缸4的排气门关闭不严。由于故障是在发动机运转过程中间歇性出现,推断排气门摇臂或排气门弹簧出现故障的可能性较大。


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拆下气门室盖,发现气缸4的排气门摇臂轴承异常磨损(图58),且排气凸轮也异常磨损。检查气缸5、气缸6的排气门摇臂和排气凸轮,均有异常磨损,只是磨损程度不像气缸4那么严重。分析认为,异常磨损的气缸4 的排气门摇臂轴承表面凹凸不平,若在凹面对气门间隙进行液压补偿,当摇臂轴承旋转至凸面时,气门间隙就过小,从而导致排气门关闭不严。那么排气门摇臂和排 气凸轮异常磨损的原因是什么呢?考虑到该车累计行驶里程较长,机油在输送至气门室后的压力损失较大,以致排气门摇臂和排气凸轮润滑不良,从而出现异常磨损。另外还发现该车排气门摇臂支撑元件头部没有油孔 (图59),因此决定为其更换上支撑元件头部带油孔的排气门摇臂,帮助其改善润滑条件,避免再次异常磨损。

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故障排除

更换上新排气凸轮轴和带油孔的排气门摇臂后试车,发动机怠速运转平稳,故障排除。


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作者:叶正祥,Tech Gear 汽车诊断学院汽车免拆诊断专家,现任余姚东江名车专修厂厂长兼技术总监,被聘为哈弗汽车区域技术专家;2015年获得首届中国汽车诊断师大赛总决赛三等奖;2016 年取得中国汽车工程学会汽车诊断专业领域中级工程师资格证书。


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