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2009 款大众甲壳虫车怠速抖动、加速无力故障诊断

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发表于 2020-8-21 15:19:30 | 显示全部楼层 |阅读模式
2009款大众甲壳虫车怠速抖动、加速无力
中鑫之宝汽车服务有限公司   任贺新
一、故障现象

一辆2009款大众甲壳虫车,搭载AZJ发动机,累计行驶里程约为9万km。车主反映,该车因气门烧蚀在其他修理厂更换过气门,维修后感觉发动机动力不足,为此到多家修理厂检查过,维修人员检查进气系统,无泄漏;接着更换了火花塞、点火线圈模块及高压线,但均未能排除故障。近期故障愈发明显,同时出现发动机怠速抖动的现象,于是将车开至我厂进行检修。


二、故障诊断 

接车后试车,起动发动机,将手放在发动机上,感觉发动机晃动幅度较大;坐在车内,能感觉到车身振动;进行路试,发动机加速无力。用故障检测仪检测,发动机控制单元内无故障代码存储;读取发动机数据流,观察各气缸的失火次数(图1),发现4个气缸均有无规律失火现象;观察其他数据流,未见异常。

14.jpg

分析认为可能的故障原因有:进气系统泄漏;供油压力不足;点火模块(如图2所示,该车4个气缸共用1个点火模块,用高压导线连接至各个火花塞)及其线路故障;三元催化转化器堵塞;配气正时偏差。

将20 A电流钳夹在点火模块的供电线上(用于测量初级电流),再将次级点火拾取线(图3)依次夹在各气缸的高压导线上(用于测量次级电压),测得发动机怠速时点火模块的初级电流和次级电压如图4所示,击穿电压约为8 kV,初级电流约为9 A,充磁时间约为1.2 ms,燃烧时间约为1.5 ms,均在标准范围,且4个气缸基本一致,由此说明点火系统正常。


15.jpg

三元催化转化器堵塞和配气正时偏差可以通过测量气缸压力波形进行验证。拆下气缸1的火花塞,将压力传感器的压缩管拧入火花塞安装孔,再通过卡扣配合型连接器(BNC)将压力传感器连接至示波器。测量发动机怠速时气缸1的气缸压力(图5),分析图5可以得出以下结论。

16.jpg

(1)最大气缸压力约为11.5 bar(1 bar=100 kPa),过高,正常应为6 bar左右。

(2)进气行程形成的负压约为-559 mbar(1 mbar=0.1 kPa),正常应为-700 mbar左右。

(3)排气行程末端有凸起,此时气缸压力异常升高。

(4)绿色箭头所指部位是排气门开启位置,对应曲轴转角为115°,即排气门在做功行程下止点前65°开始开启,这个角度过于提前。

(5)红色箭头所指部位是进气门关闭位置,对应曲轴转角为555°,即进气门在进气行程下止点后15°完全关闭,这个角度也过于提前。

(6)排气门开启位置的气缸压力比进气门关闭位置的气缸压力高,异常(正常应基本一致),这是由排气门提前开启所致。

综合上述结论进行分析,由于凸轮形状是固定不变的,排气门提前开启,就意味着会提前关闭,在排气行程活塞向上运行,致使排气行程末段的气缸压力异常升高,同时造成排气不充分,使压缩行程的气缸压力偏高。另外,由于排气不充分,加上进气门开启和关闭也处于提前位置,导致进气行程的负压不足。

再依次测量气缸2、气缸3、气缸4的气缸压力,与气缸1基本一致,说明故障同时影响了4个气缸。查看维修资料得知,该款发动机只有1根凸轮轴,同时驱动进气门和排气门。诊断至此,推断该车配气正时存在偏差。

拆下正时传动带罩盖,转动曲轴,使曲轴正时齿轮位于上止点标记处,此时凸轮轴正时齿轮的标记孔与正时传动带护罩上的标记箭头相差2个齿(图6),说明该车配气正时确实存在偏差。

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三、故障排除 

按照维修手册上的操作步骤,重新安装正时传动带后试车,发动机怠速运转稳定,且行驶中加速有力,故障排除。


四、故障总结 

故障排除后再次测量发动机怠速时气缸1的气缸压力(图7),分析图7可知,最高气缸压力约为6.5 bar,进气行程形成的负压约为-688 mbar,排气门开启位置为做功行程下止点前35°,进气门关闭位置为进气行程下止点后45°,且排气门开启位置的气缸压力与进气门关闭位置的气缸压力基本一致。

该车配气正时存在偏差,发动机控制单元内却不存储故障代码,单从故障现象入手诊断,故障范围较大,增加了故障诊断的难度。在排查点火系统时,没有拆装任何部件,只连接了示波器的导线,用于测量点火波形;在排查配气正时时,只拆装了火花塞。整个维修过程没有胡乱猜测,也没有倒件,而是根据测量数据推导出结论,可见秉持汽车免拆诊断的维修理念,借助示波器来诊断故障,可大大提高维修效率。





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发表于 2021-1-31 23:56:23 | 显示全部楼层
又学到新东西了,就是追求这样零侵入分析法。
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 楼主| 发表于 2021-2-4 10:54:36 | 显示全部楼层
Hennessy 发表于 2021-1-31 23:56
又学到新东西了,就是追求这样零侵入分析法。

欢迎互相学习交流
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