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故障现象 

一辆2020款奔驰G350车,搭载264 920 发动机,累计行驶里程约为2.8万km。车主反映,行驶中急加速超车时发动机抖动,同时发动机故障灯闪烁,发动机加速无力。

故障诊断

接车后反复试车发现,故障只在行驶中急加速时出现,缓慢加速故障不会出现。用故障检测仪检测,有时提示检测到气缸1失火(图1a),有时提示检测到气缸2失火(图1b)。

图1 读得的故障代码

连接虹科Pico示波器进行路试,捕捉到故障时的相关波形如图2所示,可以看到发动机转速升高至2800 r/min左右时开始出现失火现象。

图2 故障出现时的相关波形

放大波形(图3),发现是气缸2一直在失火;清除故障代码后继续路试,发现故障时失火气缸并不固定,所有气缸均有可能出现失火。

图3 放大后的相关波形

测量相对压缩测试波形(图4),起动电流波峰均匀,无异常

图4 相对压缩测试波形

测量发动机正时波形(图5),与正常车发动机正时波形一致

图5 发动机正时波形

测量起动时各气缸的气缸压力波形,并利用参考波形功能进行对比观察(图6),波形一致,且气缸压力均约为14 bar(1 bar=100 kPa),正常

图6 对比起动时各气缸的气缸压力波形

测量怠速时各气缸的气缸压力波形,并利用参考波形功能进行对比观察(图7),波形一致,且气缸压力均为5.8 bar左右,正常。诊断至此,排除发动机正时错误的可能。

图7 对比怠速时各气缸的气缸压力波形

考虑到故障只在发动机大负荷工况下出现,于是测量急加速(快速将加速踏板踩到底)时各气缸的气缸压力波形,发现气缸1的最大气缸压力约为16.5 bar(图8),气缸2的最大气缸压力约为16.3 bar,气缸3的最大气缸压力约为17.9 bar,气缸4的最大气缸压力约为17.5 bar,最大气缸压力均偏低,一般应达到20 bar以上;最大气缸压力差约为1.6 bar,偏大。诊断至此,怀疑发动机内部存在机械故障。

图8 故障车急加速时气缸1的气缸压力波形

测量怠速时的曲轴箱脉动波形(图9),没有异常波动,初步排除活塞、活塞环及气缸壁损坏的可能。

图9 怠速时的曲轴箱脉动波形

测量起动时的进、排气脉动波形(图10),发现排气脉动波动不均匀,怀疑排气门存在轻微泄漏。

图10 故障车起动时的进、排气脉动波形

拆下气缸盖,检查配气机构,发现多个排气门与气门座圈的接触面不均匀;测量排气门导管的间隙(图11),发现多个排气门导管的间隙大于0.8 mm,按照标准需要更换气缸盖。

图11 测量排气门导管的间隙

故障排除 

更换气缸盖后试车,测量起动时的进、排气脉动波形(图12),排气脉动变化均匀,恢复正常

图12 维修后起动时的进、排气脉动波形

测量急加速时各气缸的气缸压力波形,最大气缸压力均能达到20 bar以上(图13),恢复正常;反复路试,故障未再出现,故障排除。

图13 维修后急加速时气缸1的气缸压力波形

故障总结

急加速失火抖动、加速无力是比较常见的故障现象,存在很多可能的故障原因,如采用传统方法进行拆检、更换零件试车,耗时耗力耗成本的同时,很有可能导致客户的不满与投诉。而笔者采取波形诊断的方法,用科学方法逐个排查可能存在问题的机构,在确定故障所在后准确拆检,有效避免了人工、时间成本的浪费!

作者:杭州捷盛行汽车服务有限公司 乐 翔

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