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华泰圣达菲尾气为何冒黑烟

  • 2013-06-09
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故障描述:

一辆2007年产华泰圣达菲运动型多功能车,搭载2.0 L柴油发动机,喷油控制部分采用博世CPI系统。行驶里程12万km。用户反映该车加速无力,并且尾气冒黑烟。

故障分析:

图1  发动机的故障码

维修人员试车,发现该车发动机在标准怠速运转时还基本正常,但只要将怠速升高到4 000 r/min以上,尾气中便会出现浓重的黑烟。检测发动机控制单元,发现有4个故障码(图1)。

柴油发动机的工质实际上还是空气,只是扭矩控制是通过对喷油量的控制来实现的。对柴油发动机而言,尾气冒黑烟的主要原因是喷油量超过了实际进气所能燃烧的燃油。从试车的情况看,当发动机输出扭矩增大,即喷油量增加时,黑烟才开始出现,这表明故障恰好是出自这一原因。而这又可以分成2种可能性,一是进气不足,二是喷油过量。

如果只是喷油过量,那么发动机除了冒黑烟外,动力并不会下降。但该车的情况是既有动力不足的问题,又有冒黑烟的问题,所以故障原因倾向于第一种可能性。

图2  发动机怠速运转时的数据流

在发动机怠速运转时读取进气压力传感器的数据。当把发动机转速提高到1 700 r/min时,进气压力与大气压相比并没有明显的增加(图2),也就是说发动机是在近乎自然吸气的状态下工作的,这很不正常。柴油发动机为了提高输出扭矩,在设计喷油控制方案时,对进气部分是按增压方式来设计的。所以如果不借助涡轮增压器,进气量是不足以保证燃油完全燃烧的,这就会导致尾气冒黑烟,且动力不足。

图3  管壁上的机油痕迹

拆下涡轮增压器的输出管路,从进气歧管的入口处见到了机油的痕迹(图3)。此处的机油一般是从涡轮增压器轴承间隙渗漏出来的。涡轮增压器长期工作在高温、高转速条件下,其涡轮的轴承是由来自发动机润滑油道的机油来润滑的。随着增压器的老化,涡轮轴与轴承间的配合间隙将会加大,这样从间隙处渗漏的机油就会随着进气气流进入进气歧管。

图4  失效的涡轮增压器

拆下涡轮增压器检查,果然发现涡轮的转动已经出现卡滞现象(图4),这是涡轮轴承过度磨损所致。由于涡轮转动出现卡滞,增压器的增压效率已经大大降低。

故障解决:

更换涡轮增压器后试车,同样是在发动机怠速达到1 700 r/min 时,进气压力已经升高到140 kPa,尾气中的黑烟不见了,试车加速有力。(文:秦景涛)

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