牛英伟
关键词:失火、气缸垫
故障现象:一辆2012年产雪佛兰迈锐宝轿车,搭载2.4L发动机和自动变速器,当前行驶里程12万km。用户反映车辆发动机抖动严重。
检查分析:车辆进厂时,维修人员发现其发动机抖动严重。连接诊断仪检测,读取到失火的故障码。在历史数据中,第2缸失火次数很多,第1、第3缸也有失火计数,但相对比较少。断开第2缸的点火线圈插接器,发现发动机抖动的程度没有变化。因此可以判断,当前的发动机抖动是失火造成的,而最主要的失火气缸是第2缸。
将第2缸的点火线圈和火花塞分别安装到其他气缸,起动发动机,读取数据流,其他气缸均未见失火次数明显增加,说明失火不是由点火线圈或火花塞引起的。而将其他气缸的火花塞和点火线圈装在第2缸上,第2缸的失火次数并未减少。连接点火测试专用工具,测试第2缸的点火情况,结果正常。至此,点火系统故障的可能性已排除。
接下来,检查发动机燃油供给的性能。从之前拆下的火花塞来看,存在燃烧不良的情况,但无法判断燃烧不良是因为喷油过量还是喷油不足。根据数据流可知,高压燃油压力值与标准值基本一致,说明燃油压力正常。用诊断仪,对喷油器进行平衡测试(通过对比每个喷油器的压降来判断喷油器的性能是否一致)。测试结果如表1所示,通过这些数据无法断定第2缸喷油器异常。
而且,在进行喷油器平衡测试时并不是很顺利,出现了比较特殊的现象。车辆报修的是发动机抖动,当测试作动第1、第3缸喷油器时,发动机的抖动更加明显;测试作动第2缸喷油器时,抖动情况没有明显变化;而在测试作动第4缸喷油器时,发动机会熄火。
根据喷油器的平衡测试结果,不能确定燃油喷射系统存在异常。为了进一步确认,分别测量了各缸喷油器的电阻、喷油器2根控制线之间的电压以及喷油器的波形。4个喷油器的电阻均为2.3Q左右;喷油器2根控制线之间的电压均为11.9V左右。使用示波器分别测试了每个喷油器的供电端和控制端,得到的波形如图1所示,各个喷油器的波形基本一致。
这些测试是分别在每个喷油器上进行的,对所得的结果进行对比,没有发现某一个(或几个)喷油器存在明显的异常,上述测试结果证明燃油喷射及控制没有故障。
至此,点火系统和燃油系统存在故障的可能性已经初步排除。接下来需要检查发动机的硬件系统,首先需要检查缸压,测试结果如表2所示。从测试结果可以看出,第2缸的缸压最低,而且第1缸和第3缸的缸压也不正常。
测试结果显示,除了第4缸外,其他气缸的缸压都低于标准值,第2缸缸压最低。回想此前读取到的数据流,也是除了第4缸之外,其他气缸均出现失火,且同样是第2缸失火次数最多。结合两种测试的结果,推断很可能是这3个气缸之间已经失去了气密性。
接下来,需要测试气缸的泄漏程度。用压缩空气给各个气缸加压,再通过缸压表测量缸压数据,具体方法如下。
首先使用调压阀将进入气缸的空气压强设定为300kPa。当活塞运行达到压缩行程上止點时,表上显示的缸压若低于设定的数值,那么这个的差值就是气缸的泄漏量。
测试得到的数据如表3所示。同时,此次测试还发现一个现象,那就是向第2缸加压时,第1和第3缸也都会有漏气;分别向第1和第3缸加压时,第2缸会漏气。这个现象说明此3个气缸确实已经连通了。之前读取的失火数据显示第2缸失火最严重,正是因为第2缸会同时向第1和第3缸漏气,漏气量最大,缸压损失最多,导致经常无法点火。
从发动机结构分析,能使气缸以这种方式泄漏的原因,只能是气缸垫损坏串通。维修人员拆下气缸盖检查气缸垫,发现气缸垫确实在第1缸与第2缸的缸壁以及第2缸与第3缸的缸壁处出现烧穿的现象(图2),这正是造成3个气缸相互串通的原因。
故障排除:更换气缸垫,发动机运转不再抖动,各气缸缸压均恢复正常,故障消失。
回顾总结:本故障的检修过程中,检查跳火时使用了点火测试专用工具;检查喷油器性能时,进行了喷油器平衡测试,这些都是能提高检测效率和检测精度的手段。此外,缸压测试和气缸泄漏量测试可以帮助维修人员快速、有效地评判发动机的机械性能。正常的气缸泄漏量应该在10%以下。与此同时,气缸泄漏量测试还能帮助维修人员寻找和确定发生泄漏的具体部位。