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2008年产东风悦达起亚狮跑发动机抖动故障

  • 2014-03-24
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故障现象:一辆2008年产东风悦达起亚狮跑SUV,行驶里程1.7万 km,因为发生严重的碰撞事故,造成车身前部和发动机部分受损,拖入我厂进行维修。

检查分析:车身钣金维修和发动机维修工作完成后,起动时起动机能够正常运转,但不能着车。检查发动机外观,发现正时齿带上有很大的一处撕裂,并在此处发现了1个螺栓,原来是维修人员装配发动机的过程中检查不仔细,没有将跌落在正时齿带护罩中的螺栓取出,从而造成了正时齿带割裂且跳齿的新故障。

正时齿带跳齿会造成严重的后果,维修人员更换了正时齿带、张紧轮以及惰轮,又更换了顶弯的气门以及挺杆和气缸垫。完成这些维修工作后发动机可以起动,但是抖动得非常厉害。笔者接手后,连接故障诊断仪HI-DS读取故障码,共有3个故障码:P0340(判缸传感器电路开路),当检测到曲轴位置信号而没有检测到凸轮轴位置信号时,发动机控制单元ECM会存储该故障码;P0032(氧传感器加热电路信号高),如果前氧传感器加热器控制电路断路或与电源电路短路,ECM会存储该故障码;P0262(喷油器电路电压高),如果喷油器(气缸1)控制电路断路或与电源电路短路,ECM会存储该故障码。

图1  凸轮轴位置传感器和喷油器的安装位置很近

图1 凸轮轴位置传感器和喷油器的安装位置很近

因为故障码涉及到凸轮轴位置传感器和喷油器,而二者的安装位置很近(图1),进一步检查后发现1缸喷油器不工作,这印证了故障码。顺着发动机线束检查,发现发动机主线束中有3根线断路。将断路线路焊接并包扎好后,故障码P0262 和P0340不再出现,喷油器和凸轮轴位置传感器工作正常。检查发现氧传感器已被撞坏,更换氧传感器后,故障码P0032也不再出现。

完成上述工作后,经过试车,发动机的抖动程度没有根本改变,却又出现了故障码P0303(3缸失火)和P0301(1缸失火)。路试一段时间后,故障码P0301不再出现,但发动机的工作噪声非常大,特别是气门部位。由于是事故车,凸轮轴调节机构处的气门室盖被撞破,于是与新车调换了凸轮轴和链条张紧器等部件,但发动机抖动和噪声没有任何改变。怀疑是机油压力出现问题,于是连接机油压力表,测得机油压力只有正常车的一半,而且加速时机油压力没有上升。拆下原车的机油泵,发现外壳上有轻微的碰撞痕迹,这可能会造成泵内调节柱塞的卡滞,更换机油泵后,测量机油压力正常。但是气门部位的噪声没有明显的减小,发动机抖动依然存在。

由于故障码P0303一直出现,于是我们先后做了喷油器的喷油压力和平衡试验,结果正常。测量燃油压力正常,更换了原厂火花塞、高压线以及点火线圈,当试车大约10 km后,发动机故障灯再次点亮。测量各缸的压力都正常,难道是气门偏磨,造成气门与气门座形成不均匀接合面,在怠速时气缸压力正常,但是在高速大负荷时,高温高压的混合气会从偏磨的气门接合面处泄漏,造成缸压下降。想到这里,维修人员再次拆开气缸盖,发现确实有1个气门磨合不十分均匀,于是再次研磨气门。装配后试车,刚开始发动机怠速运转有明显改变,比较平稳,出去试车后发动机又开始抖动,故障码由P0303变成了P0301。令人费解的是每次拆装气缸盖后,不是1缸失火就是3缸失火,失火气缸的顺序总是发生随机变化。

至此维修陷入了困境。找到一辆新车,测量了发动机的所有数据并与故障车辆的数据进行对比,希望能发现异常情况。与新车的数据比较后发现,故障车的下游氧传感器的数据存在差异,这说明燃烧不好,CVVT系统的数据也存在差异。由于更换过凸轮轴总成,气门密封的差异经过研磨后已经消除,难道是配气系统还存在问题?于是将检查重点放在配气系统上。

图2  机械挺杆和气门

图2 机械挺杆和气门

笔者翻阅了配件手册,发现该车的配气系统与其他车型存在很大的区别,该车不是液压挺杆,而是机械挺杆,配有不同厚度的垫片来调节气门间隙(图2),垫片的代号是22227A,该调整垫片有20种尺寸,厚度介于2.00~2.76 mm之间,每种垫片之间的厚度相差0.04 mm。看来在之前的检查中此处被忽视了,在正时齿带跳齿后,修理工检查到气门被顶弯后,按照已经习惯的液压挺杆的维修工艺进行了整体更换,并将调整垫片撬出后随意装在新的挺杆上,再直接装车。看来问题找到了,是气门间隙调整垫片发生了错乱。于是让修理工测量气门间隙,数据差异很大,最小的间隙只有0.07 mm,最大的间隙为0.34 mm,而标准值是进气门0.22 mm,排气门0.28 mm。我们知道,如果气门间隙过大,能在气缸周围听到金属的敲击声和引起配气相位失准。气门间隙过小,会造成气门不能正常落座,气门略微开启一个小缝,导致混合气泄漏,造成怠速不稳。

故障排除:逐个测量气门间隙,垫片上有数据标注出其厚度,在间隙最小的气门处放入最薄的垫片,依次进行调整,使进气门、排气门间隙进入标准范围内。起动后,发动机怠速运转平稳,噪声减小,加速有力。

回顾总结:那么为什么每装配一次气缸盖,失火的气缸顺序就会发生一次变化呢?原因是每次调整垫片的安装位置都是随机的,这会导致气门间隙发生变化,造成失火气缸也是随机出现。同时,发动机前期噪声大也是因为气门间隙不正确造成的。该车的维修过程中既有人为粗心大意造成的故障,也有对于新上市车辆结构不了解的原因。对于事故车辆的维修,一定要多方面考虑,认真拆解,特别是大事故车辆的发动机更应该仔细检查,认真测量并分析相关数据。(秦景涛)

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