閆海濤，賀平平

(三門峽職業(yè)技術(shù)學(xué)院 機(jī)電工程系,河南 三門峽 472000)

PASSAT轎車發(fā)動(dòng)機(jī)抖動(dòng)故障分析與排除

閆海濤，賀平平

(三門峽職業(yè)技術(shù)學(xué)院 機(jī)電工程系,河南 三門峽 472000)

一輛上海PASSAT轎車，出現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)困難、抖動(dòng)、加速無(wú)力并伴有排氣管放炮等故障現(xiàn)象.根據(jù)該車發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的工作原理及控制電路的分析，并通過(guò)缸壓測(cè)量、煙顯法等檢查方法，最終確定導(dǎo)致該車的故障原因?yàn)榘l(fā)動(dòng)機(jī)配氣機(jī)構(gòu)中四缸排氣氣門斷裂，導(dǎo)致該缸漏氣，不能形成有效缸壓，發(fā)動(dòng)機(jī)出現(xiàn)啟動(dòng)困難、抖動(dòng)等故障現(xiàn)象，更換該氣門后故障徹底排除.

抖動(dòng)；故障診斷

1 故障現(xiàn)象

一輛排氣量為1.8L的上海PASSAT轎車，用戶反映該車正常使用過(guò)程中，突然出現(xiàn)啟動(dòng)困難、啟動(dòng)后發(fā)動(dòng)機(jī)抖動(dòng)、加速無(wú)力并伴有排氣管放炮等故障現(xiàn)象，已嚴(yán)重影響到用戶對(duì)該車的使用.接車后，首先對(duì)故障車輛進(jìn)行常規(guī)檢查，未發(fā)現(xiàn)異常；然后對(duì)車輛故障進(jìn)行試車確認(rèn)，故障同車主所述.

2 診斷分析

發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)困難、抖動(dòng)、加速無(wú)力并伴有排氣管放炮故障涉及點(diǎn)火系統(tǒng)、空氣供給系統(tǒng)、燃油供給系統(tǒng)和機(jī)械系統(tǒng)等多方面系統(tǒng)[1]，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)在穩(wěn)定的工況運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，如果傳給支承作用力的大小和方向均不隨時(shí)間而變化，就認(rèn)為發(fā)動(dòng)機(jī)是平衡的.但是往復(fù)式發(fā)動(dòng)機(jī)由于其工作過(guò)程的周期性和其機(jī)件運(yùn)動(dòng)的周期性，運(yùn)動(dòng)中所產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)慣性力以及往復(fù)慣性力都是周期性變化的.這些力如果在內(nèi)部能互相抵消，傳遞給支承的力就不會(huì)發(fā)生劇烈的周期性變化，保證發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)均勻性，提高發(fā)動(dòng)機(jī)在實(shí)車中的使用性能[2]7.

發(fā)動(dòng)機(jī)的不平衡性有兩方面的含義：慣性力系的平衡性和扭矩(及反力矩)的均勻性.因?yàn)榕ぞ厥軞飧讛?shù)、發(fā)火均勻性的影響不可能完全平衡，只能力求使不平衡度(扭矩不均勻度)在允許的范圍內(nèi).而慣性力系的平衡(慣性質(zhì)量平衡)主要取決于發(fā)動(dòng)機(jī)中運(yùn)動(dòng)質(zhì)量的配置[3]50-51.

慣性質(zhì)量所引起的不平衡可分為：旋轉(zhuǎn)慣性力不平衡和往復(fù)慣性力不平衡.慣性質(zhì)量所引起的不平衡與零部件的制造精度密切相關(guān)，而實(shí)際上不可避免有制造誤差.為了保證高速發(fā)動(dòng)機(jī)的曲軸、飛輪、減振器、離合器等零部件運(yùn)動(dòng)平衡，對(duì)其動(dòng)平衡有嚴(yán)格的要求，特別是為了保證實(shí)際平衡接近理論平衡，對(duì)于曲柄連桿機(jī)構(gòu)主要零部件的重量、尺寸等均規(guī)定有嚴(yán)格的公差，必要時(shí)分組選配.

發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，曲軸等旋轉(zhuǎn)部件承受氣體壓力驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生往復(fù)慣性力、旋轉(zhuǎn)慣性力及其力矩的共同作用，而這些力通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)體、發(fā)動(dòng)機(jī)與整車連接的懸置最終作用到汽車底盤，傳遞到駕駛室，其頻率在低頻段與駕駛室、方向盤、人體最敏感的頻率(垂直方向是4～8Hz)接近，使方向盤、車門抖動(dòng)，使人出現(xiàn)手臂發(fā)麻、易疲勞等不良反應(yīng).

從社會(huì)反饋的情況看，發(fā)動(dòng)機(jī)抖動(dòng)可分為以下兩種情況，發(fā)動(dòng)機(jī)上下抖動(dòng)：主要是由曲軸、飛輪動(dòng)平衡超差所致；發(fā)動(dòng)機(jī)橫向抖動(dòng)：燃油泵的原因占很大比例，換油泵后故障排除.

本文重點(diǎn)針對(duì)實(shí)際反饋的故障現(xiàn)象及排除進(jìn)行分析，通過(guò)在整車上測(cè)試發(fā)動(dòng)機(jī)、懸置、底盤、方向盤等部件，確定發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)動(dòng)件的動(dòng)不平衡量過(guò)大和零部件損壞是導(dǎo)致駕駛室、方向盤抖動(dòng)的根本原因，隨后對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行拆檢、檢測(cè)各零部件的動(dòng)不平衡量以及是否損壞，并通過(guò)改變各零部件的動(dòng)不平衡量或更換新的零部件進(jìn)行對(duì)比，找出影響的規(guī)律性.

根據(jù)該車存在的故障現(xiàn)象懷疑為發(fā)動(dòng)機(jī)缺缸故障.對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)缺缸的故障現(xiàn)象，故障范圍只會(huì)涉及點(diǎn)火系統(tǒng)、噴油系統(tǒng)和機(jī)械方面故障，與其他系統(tǒng)的關(guān)系不大.

a. 車輛維修時(shí)，要根據(jù)由表及里、由淺入深、由簡(jiǎn)及繁的原則進(jìn)行診斷[4]226-227.首先使用檢測(cè)儀對(duì)車輛進(jìn)行檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)只有偶發(fā)性故障存在，清除故障碼后試車，再無(wú)故障碼出現(xiàn).

b. 為了確定是否是缺缸故障所產(chǎn)生的故障現(xiàn)象，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行斷火試驗(yàn).發(fā)動(dòng)機(jī)怠速情況下，依次斷開各缸的點(diǎn)火線圈控制插頭，發(fā)現(xiàn)斷到第四缸時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)工作無(wú)明顯變化，其他缸均出現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)抖動(dòng)加劇的現(xiàn)象，結(jié)果表明四缸存在故障.

c. 為了快速確定故障范圍，首先對(duì)第四缸的點(diǎn)火系統(tǒng)進(jìn)行跳火試驗(yàn)，拆下該缸的點(diǎn)火單元和該缸的火花塞(同時(shí)要拆下該缸噴油器插頭，以免出現(xiàn)淹缸現(xiàn)象)，啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，觀察到該缸火花塞發(fā)出明亮的藍(lán)色火花，表明該系統(tǒng)工作正常，排除點(diǎn)火系統(tǒng)故障.

d. 發(fā)動(dòng)機(jī)熄火后，將示波器探頭與噴油器兩端連接，啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，測(cè)得噴油器的波形，與正常飽和開關(guān)型正常波形相同，并考慮到發(fā)動(dòng)機(jī)存在放炮現(xiàn)象，故排除供油系統(tǒng)故障.

e. 由于點(diǎn)火系統(tǒng)和噴油系統(tǒng)原因已排除，故障原因縮小到發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)械原因產(chǎn)生的該故障，發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)械問(wèn)題引起該車故障的原因主要表現(xiàn)為氣缸壓力不足或無(wú)缸壓，需對(duì)該發(fā)動(dòng)機(jī)的氣缸密封性進(jìn)行檢測(cè)，拆下空氣濾清器、各缸的點(diǎn)火線圈和火花塞，將節(jié)氣門至全開位置，并拔下油泵繼電器(或所有噴油器控制插頭)連接氣缸壓力表并與四缸火花塞螺紋連接牢固，啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)3～5S后，觀察到氣缸壓力表無(wú)讀數(shù)，表明四缸無(wú)缸壓，故障范圍進(jìn)一步縮小.

影響氣缸密封性的氣缸、氣缸蓋、氣缸墊、活塞、活塞環(huán)、和進(jìn)、排氣門等零部件均可影響氣缸密封性.根據(jù)車主的反映，故障是突然發(fā)生的，在形成燃燒室無(wú)缸壓的眾多因素中，可以初步確定為氣門卡滯或斷裂、氣門彈簧斷裂和活塞頂部穿孔問(wèn)題，其他零件引起此故障的概率不大.

基于以上分析，使用煙顯法進(jìn)行進(jìn)一步的判斷，找出故障問(wèn)題所在.抽出曲軸箱油尺，轉(zhuǎn)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸，將被檢氣缸活塞搖至該缸的壓縮上止點(diǎn)，這時(shí)進(jìn)排氣門均應(yīng)處于關(guān)閉狀態(tài)，用帶色煙霧由火花塞連接孔處吹入發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室，觀察到后部排氣管處有煙霧排出現(xiàn)象，最終將故障原因確定為發(fā)動(dòng)機(jī)配氣系統(tǒng)中的四缸排氣系統(tǒng)問(wèn)題，故障原因得以找出.

3 故障原因分析與排除

將該發(fā)動(dòng)機(jī)的缸蓋、凸輪軸、液壓挺柱等零部件拆除，即發(fā)現(xiàn)配氣機(jī)構(gòu)中一個(gè)四缸排氣氣門斷裂，斷裂情況如圖1所示：

圖1 PASSAT轎車斷裂氣門照片

從圖1中可以看出，氣門斷裂部位為安裝氣門鎖片的位置，此處為氣門桿直徑最細(xì)部位，且處于氣門桿徑的急劇變化部位，是容易形成應(yīng)力集中的部位.由于氣門桿處硬度較高，斷裂斷面的疲勞裂紋擴(kuò)展較小，雖疲勞裂紋斷面特點(diǎn)不明顯，但還可看出有疲勞的現(xiàn)象且考慮到車輛使用多年，確定為氣門為疲勞斷裂.

鑒于以上理由，研磨氣門密封面并用煤油清洗，更換氣門，用煤油進(jìn)行檢漏，確保無(wú)泄漏后，將其他零部件安裝完畢后，啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，以上故障現(xiàn)象未再出現(xiàn)，故障徹底排除.

4 結(jié)語(yǔ)

a. 本文中排氣氣門損壞也可能使氣門落入燃燒室中，進(jìn)而將活塞撞裂，或出現(xiàn)更嚴(yán)重問(wèn)題.所以，如果車輛出現(xiàn)突發(fā)性故障，特別是機(jī)械類故障，應(yīng)就近、盡快進(jìn)行修理，以免傷及其他相關(guān)零部件.

b. 在維修過(guò)程中，建議使用簡(jiǎn)單有效的方法、先大后小、由簡(jiǎn)到繁、由淺入深的順序按照系統(tǒng)進(jìn)行檢查，應(yīng)快速縮小故障范圍，進(jìn)而明確故障點(diǎn).

c. 在車輛維修過(guò)程中，故障范圍縮小到一定范圍后要適可而止.例如本文中如果判斷出燃燒室漏氣后，停止檢測(cè)，維修時(shí)，則需要將整個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行拆解，增加了維修工作量；如果已判斷出是氣門問(wèn)題時(shí)，已無(wú)必要繼續(xù)縮小范圍，因?yàn)閷?duì)維修已無(wú)實(shí)質(zhì)影響，以免增加檢測(cè)工作量.

d. 在車輛的維修過(guò)程中，要結(jié)合維修資料和經(jīng)驗(yàn)，根據(jù)工作原理仔細(xì)分析，在此基礎(chǔ)上才能收到事半功倍的效果.

[1] 林 平. 汽車發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)械系統(tǒng)構(gòu)造與檢修[M]. 北京：人民郵電出版社，2011.

[2] 譚克誠(chéng). 汽車發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)械系統(tǒng)構(gòu)造與檢修[M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2010.

[3] 何細(xì)鵬. 汽車發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)械系統(tǒng)檢修課程實(shí)施項(xiàng)目教學(xué)法的探索與思考[J].武漢交通職業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào)，2010，(12).

[4] 巫尚榮，周華新，牟 林. 高職“汽車發(fā)動(dòng)機(jī)”課程遞進(jìn)式教學(xué)設(shè)計(jì)與實(shí)踐[J] .中國(guó)電力教育，2010(18).

[責(zé)任編輯 迎客松]

PASSAT Sedan Engine Wobble Failure Analysis and Elimination

YAN Haitao, HE Pingping

(SanmenxiaPolytechnix,Sanmenxia472000,China)

A PASSAT car will often break down with difficulty in engine starting, jitter, weakness and exhaust pipe of fault shooting. According to the working principle and control circuit of the car engine system analysis, and through the inspection methods of cylinder pressure measurement and showing method, such as smoke, the cause of the car’s fault was eventually determined which is four-cylinder of valve-train engine exhaust valve fault, causing the cylinder gas leakage, engine fault phenomena such as difficulty in starting and dithering and not forming effective cylinder pressure. The failure is completely ruled out after replacement of the valve.

jitter; fault diagnosis

2015-04-01

閆海濤(1972- )，男，河南洛陽(yáng)人，三門峽職業(yè)技術(shù)學(xué)院講師，碩士，主要從事車輛工程研究。

1671-8127(2015)02-0055-03

U472.4

A