汽车检测与故障诊断一体化教程
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任务三 发动机失火

任务导入

王先生最近发现自己的奥迪A6L-C7车辆在正常行驶过程中,有时急加速时EPC灯会点亮,接着会出现加速不良、发动机抖动的故障现象,熄火重起发动机后又可以暂时恢复正常。随后王先生驾车来店维修。

一、故障定义

发动机失火:指发动机单缸或多缸不能正常点火的故障,主要表现为怠速不稳或行驶中有明显的耸车现象,用诊断仪检查发动机控制单元时往往会有单缸或多缸失火记录。

二、任务目标

1.知识目标

1)能够描述故障类型和特点。

2)能够描述发动机失火的控制策略因素。

3)能够描述发动机失火诊断分析思路。

4)能够描述单缸失火和多缸失火的差别。

5)能够识别和使用检测本故障所需的专用工具和设备。

2.技能目标

1)能够准确识别故障现象。

2)能够应用诊断方法分析发动机失火的故障原因。

3)能够正确使用仪器与设备进行检查与分析。

三、发动机失火的控制策略与分类

1.发动机失火的控制策略

发动机监控失火是通过检查曲轴位置传感器的转速波动来初判处于做功和进气行程的两个缸单位时间内转速偏差,之后再通过凸轮轴位置传感器来精确判断是哪一个缸处于做功行程,从而准确判断发动机是否存在失火。失火会使未燃烧的混合气排到大气中,从而使发动机功率下降、废气质量变差,更严重的是还会使得三元催化器过热而损坏。如果因发动机失火使废气排放超过了车载诊断系统(European On-Board Diagnostics, EOBD)的废气排放极限值,那么废气警告灯就会一直亮着。由于发动机失火可能损坏三元催化器,因此当发动机处于比较危险的负荷-转速范围时,废气警告灯会先闪烁,随后相应气缸的燃油供给马上就被切断了。

2.失火的分类

根据诊断仪检查只有某一个气缸报失火的故障,并且失火的气缸不因发动机工况变化而变化叫单缸失火;而诊断仪报两个气缸以上失火或不定缸失火,我们把它叫多缸失火。

3.失火的可能原因

从失火的控制策略就可以看出,失火主要是由于某缸或某几缸的做功功率下降而产生的。影响发动机功率的因素有进气是否充足、排气是否堵塞、燃油喷射量是否正常、点火能量是否足够、气缸压力是否正常以及燃油品质是否存在爆燃(辛烷值偏低)和配气正时是否正常。其中,配气正时不正确时会产生相应的故障码,所以既有失火故障又有配气正时不正确的故障时,应首先排除配气正时的故障。

四、发动机失火诊断思路

五、故障实例排查

1.问询、记录车辆信息

2.故障现象确认

驾驶车辆多次进行试车,当车速在70km/h以上进行急加速时EPC灯会点亮,加速不良现象出现,减速停车后发动机抖动明显。用诊断仪检查,01发动机控制单元里有故障码“P0306气缸6检测到不发火静态和P0300检测到不发火静态”,故障码可以清除(图1-6)。路试发现故障可以重现,初步检查分析后判断是单缸失火故障。

3.诊断分析

工具准备:通用工具、诊断仪、气缸压力表、火花塞内窥镜、烟雾测漏仪。

引起单缸失火的可能原因有火花塞损坏、点火线圈失效、喷油器失效、液压挺柱失效、气缸压缩比不正常。

图1-6 发动机控制单元内的故障码

4.排除故障

该车上次保养时刚更换过火花塞,难道是新换的火花塞工作不良?拆下6缸火花塞没有发现明显问题,尝试替换6缸火花塞后试车,故障没有出现。但客户行驶不到300公里再次反映故障出现,进站检查又是6缸失火。为尽量一次解决问题,进一步做了全面检查。检查气缸压力,各缸压力差在1bar之内;尝试对调点火线圈,故障仍可重现;对调1列和2列喷油器,没有效果;拆下气门室盖检查液压挺柱,未发现明显故障(观察角度不是非常理想);检查第2列三元催化器,没有堵塞现象;再次更换6缸火花塞后故障短时又试不出来。难道是6缸点火线圈工作不正常,工作一段时间后将火花塞击穿了?出于这种考虑,将6缸点火线圈也一起更换。经过跟踪发现车辆在行驶300km左右时故障再次出现。

经与客户协商,将车留在站内详查,在与客户沟通过程中又得到一个信息“该车1个月左右就需要添加0.5L左右的冷却液”。决定在发动机冷态下进行加压测试,将冷却系统加压1.5bar。经过12h后检查冷却系统外围没有渗漏,拆下机械增压器,没有发现进气道有冷却液痕迹。拆下所有火花塞,用内窥镜检查发现6缸活塞顶部有反光现象且6缸火花塞有湿潮的现象。分析认为可能是缸垫冲床或是气缸盖有沙眼。拆解气缸盖发现6缸活塞发亮,有明显进水现象,6缸气缸垫处橡胶密封圈已全部消失(图1-7、图1-8)。更换第2列气缸垫跟踪1个月确认故障排除。

5.总结

由于气缸垫冲床导致失火的故障并不多见,由于冷却液进入燃烧室,造成火花塞损坏的例子也很少见。该车没有反映冷却液温度高,只在后期和客户沟通中才发现冷却液存在不正常缺失,因此在售后维修入厂接车时应详细问询。

图1-7 气缸盖有冲床痕迹

图1-8 气缸垫部分密封材质缺失

六、总结

1)在汽车售后维修中应当重视与客户的沟通、问询,尤其对于疑难杂症的案例更是如此。

2)失火故障分为单缸失火和多缸失火。

3)失火故障应首先用诊断仪检查具体失火类型,然后再根据失火的可能原因按照先电控系统、再发动机机械方面进行逐条排查。