◆文/山東 王振龍
發(fā)動機進氣量有兩種計量方式,即節(jié)氣門內部計量和外部計量。內部計量簡稱D型噴射系統(tǒng)(圖1),以節(jié)氣門后部進氣歧管真空度波動為計量依據(jù),通過進氣壓力傳感器(MAP)實現(xiàn)信號轉換。外部計量簡稱L型噴射系統(tǒng)(圖2),以節(jié)氣門前部進氣軟管內空氣流速度變化為計量依據(jù),常用的計量傳感器有熱線式或熱膜式(LH),有些大排量車型為增加計量準確性,兩種計量方式共用。
無論用哪一種方式計量發(fā)動機進氣量,傳感器計量的數(shù)據(jù)是否準確與發(fā)動機密封性能的好壞有關,發(fā)動機密封性能的好壞由正壓力(汽缸壓力)和負壓力(真空吸力)兩種相反的數(shù)量表示。對節(jié)氣門外部計量方式的發(fā)動機,如果正負壓力稍低,其工作性能影響較小,節(jié)氣門內部計量方式對發(fā)動機密封性能比較敏感,發(fā)動機缸壓過低或進氣歧管輕微漏氣,MAP能感受到真空度輕微的波動,并影響發(fā)動機噴油量。在排除D型噴射系統(tǒng)發(fā)動機故障時,首先要排除發(fā)動機機械方面的原因,其次再考慮電控方面的因素,否則會走許多不必要的彎路。以下是兩例關于這方面的特殊故障.
一輛2003年生產(chǎn)的1.6L東風悅達起亞千里馬轎車,行駛里程為75000km,該車配置雙凸輪軸D型噴射系統(tǒng)發(fā)動機、5速手動變速器。當發(fā)動機水溫大于85℃時,怠速較高,轉速為1000r/min,加速后再回到怠速狀態(tài),轉速為3000r/min,類似節(jié)氣門卡滯故障。
打開點火開關,發(fā)動機無故障燈點亮。用儀器檢測,發(fā)動機無故障碼,數(shù)據(jù)流在正常范圍之內。拆下進氣軟管,用手反復轉動節(jié)氣門,其回位良好,關閉嚴密。啟動發(fā)動機,怠速運轉平穩(wěn),加速流暢,動力充足。冷態(tài)時反復試驗,無故障癥狀。當水溫大于80℃時,急加速后怠速回落正常,緩慢加速發(fā)動機后松加速踏板,發(fā)動機轉速在3000r/min左右居高不降。結合儀器檢測結果,發(fā)動機無故障碼、數(shù)據(jù)流正常。根據(jù)發(fā)動機故障癥狀,拆檢并清洗怠速閥及旁通道后故障依舊。拆檢清洗及對比更換進氣壓力傳感器,更換節(jié)氣門位置傳感器后故障依舊。檢測發(fā)動機真空度,怠速時為74kPa(標準壓力為怠速時不小于60kPa)。檢測發(fā)動機汽缸壓力,分別為1000kPa、900kPa、850kPa、1050kPa(標準壓力為1500kPa,極限壓力為1400kPa),結合此車已行駛75000km、發(fā)動機怠速運轉平穩(wěn)、加速流暢的情況,認為缸壓比標準低可忽略不計。發(fā)動機ECU接收進氣壓力傳感器(MAP)、節(jié)氣門位置傳感器(TPS)信號,經(jīng)運算后控制怠速閥占空比調節(jié)發(fā)動機轉速,此車進氣壓力傳感器、節(jié)氣門位置傳感器已更換,由此排除傳感器方面的原因,經(jīng)檢測傳感器線路無短路、短路故障。
經(jīng)過上述檢查,排除發(fā)動機相關傳感器及線路方面的原因。查找故障的重點集中到發(fā)動機密封性方面。斷開并封閉與進氣管連接的所有真空管路,啟動發(fā)動機,故障依舊。結合汽車行駛里程,懷疑熱車時氣門間隙過小漏氣。氣門在彈簧彈力作用下沖擊氣門座圈、隨著發(fā)動機運轉時間的增加,氣門密封帶增寬,氣門向搖臂方向位移造成氣門間隙過小或氣門關閉不嚴。經(jīng)檢查,此車不存在氣門關閉不嚴的現(xiàn)象。啟動發(fā)動機,熱車后重現(xiàn)故障,用清洗劑噴注法(怠速時用化油器清洗劑以霧化狀態(tài)噴射到懷疑漏氣的部位,如果某個部位漏氣,清洗劑被真空吸力吸到發(fā)動機汽缸內燃燒,發(fā)動機轉速瞬時產(chǎn)生波動變化,由此證明此處漏氣)檢查真空密封性。當清洗劑噴射到節(jié)氣門墊、怠速閥墊時,發(fā)動機轉速突然升高,拆下節(jié)氣門體、怠速閥,發(fā)現(xiàn)節(jié)氣門密封墊、怠速閥密封墊損壞(圖3),更換后發(fā)動機無高轉速現(xiàn)象。
此車修復后約一周時間,車主反映發(fā)動機在高轉速時松開加速踏板,轉速表指針回落較慢。經(jīng)檢查,故障屬實。
把故障范圍鎖定為ECU,經(jīng)拆檢,ECU殼體與主板結合處翹曲變形,主板線路及集成塊針腳上面附著許多灰塵(圖4),清洗主板后裝復,啟動發(fā)動機,轉速表指針回落迅速,故障排除。
發(fā)動機水溫低時,冷車怠速較高,因怠速閥及節(jié)氣門處漏氣量較小,發(fā)動機性能影響小,此處漏氣量故可忽略不計。隨著發(fā)動機水溫逐漸升高,ECU通過占空比式怠速閥調節(jié)怠速進氣量達到怠速轉速。由于節(jié)氣門處漏氣,發(fā)動機真空度下降(由76kPa降低到74kPa),進氣壓力傳感器把當前真空度數(shù)據(jù)傳輸?shù)紼CU,ECU通過TPS、MAP信號邏輯分析是小負荷工況,故加大噴油量,怠速轉速為1000r/min。
發(fā)動機加速時,節(jié)氣門開度增大,隨著發(fā)動機轉速的升高,進氣流速度增加。當加速后關閉節(jié)氣門的瞬間,在慣性力作用下,進氣流經(jīng)節(jié)氣門前怠速旁通道沖擊占空比式怠速閥,由于怠速閥、節(jié)氣門墊漏氣使怠速閥占空比為50%(節(jié)氣門墊漏氣量+怠速閥漏氣量+旁通道瞬時漏氣量=中等負荷進氣量,為增加發(fā)動機進氣量和功率,占空比
圖3 節(jié)氣門密封墊漏氣式怠速閥在中負荷以上時停滯在調節(jié)開度中間位置,占空比為50%),怠速閥不工作,漏氣相當于旁通道開度增大,發(fā)動機進氣量增加,管內壓力升高,噴油量增加,故發(fā)動機轉速較高。
ECU主板集聚許多灰塵,大量灰塵易集聚靜電,ECU工作時,灰塵在集成塊相鄰針腳間瞬間放電,造成短路,相關執(zhí)行器控制遲緩,故發(fā)動機轉速回落較慢。
一輛2008年生產(chǎn)的1.6L別克凱越旅行車,行駛里程為65000km,該車配置雙凸輪軸D型噴射系統(tǒng)發(fā)動機、4速AT變速器。當發(fā)動機水溫大于90℃,變速器由P置入R或D擋位時,駕駛室內有“嗡嗡”的共振聲音,其頻率與振幅在人能適應的范圍內。當打開空調開關壓縮機工作時,振動幅度增大,振動頻率降低,影響駕駛者駕駛操作。
打開點火開關,儀表無故障燈點亮。啟動發(fā)動機,怠速運轉平穩(wěn),加速流暢。儀器進入發(fā)動機系統(tǒng)無故障碼,發(fā)動機冷車怠速時(800r/min)開空調或換入R/D擋無故障現(xiàn)象。當水溫升高,怠速降低到700r/min時開空調或換入R/D擋,發(fā)動機劇烈抖動。觀察數(shù)據(jù)流,步進電機由19步增加到38步,發(fā)動機轉速維持在700r/min,由此證明ECU、步進電機控制線路無故障。
清洗節(jié)氣門體、怠速旁通道,更換電機,故障依舊。拆檢火花塞高壓線,發(fā)現(xiàn)高壓線被油浸,更換氣門室蓋墊、火花塞、高壓線后故障依舊。此故障由發(fā)動機加載額外負荷產(chǎn)生振動導致車身共振,于是更換發(fā)動機3個橡膠支架,故障依舊。
發(fā)動機加載額外負荷其轉速應大于等于怠速,此車怠速700r/min,開空調時轉速不變,故懷疑ECU設定程序有故障(其他車型怠速為850±50r/min)經(jīng)對比,其他同類車型數(shù)據(jù)與此車一致,故排除ECU故障。檢測發(fā)動機真空度,怠速時為64kPa(標準壓力為怠速不小于60kPa)。檢測發(fā)動機汽缸壓力,1~4缸均為900kPa(標準壓力為1150kPa)。大修發(fā)動機后故障排除,經(jīng)檢測缸壓為1200kPa。
因發(fā)動機缸壓過低致真空度過低,進氣壓力傳感器向ECU輸入過低的真空度信號,怠速時由于發(fā)動機無負荷,故運轉平穩(wěn)。當加載負荷時(開空調或換擋),雖然怠速閥步數(shù)上升,旁通道開度增大,但進氣歧管內真空度仍較低,類似中小負荷真空度,ECU輸出的噴油量少,發(fā)動機動力不足以承載額外負荷,因此發(fā)動機抖動導致車身共振。
在對兩例故障車進行維修后,得出的維修經(jīng)驗如下。
1.在排除發(fā)動機故障時,基礎檢驗是關鍵,如汽缸壓力、真空度、汽油壓力、機油壓力等。
2.裝配發(fā)動機時,應仔細檢查密封結合表面平整度,舊密封墊一定要清理干凈。裝配時,密封墊一定要更換,不能重復使用,應急情況下可適當涂抹密封膠。
3.按照維修工藝要求,有些密封平面在發(fā)動機溫度正常時應兩次檢查緊固,如汽缸蓋平面,進排氣歧管密封平面等。
4.緊固螺栓時,由中間向兩邊分3次按扭矩均勻緊固,松開螺栓時如發(fā)動機過熱應降溫后施工,其順序與緊固螺栓相反。
5.2008年以前,韓國車系電腦主板用橡膠圈或緊密配合密封,其密封性能較差,查找故障時,技師應倍加注意。