吉普自由光行车制动易熄火
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来源:《汽车维修与保养》 2015年第12期
    ◆文/湖南 李子洋
    故障现象
    一辆2014款吉普自由光,搭载2.4L进气门可变电控液压配气机构的新型发动机,采用德国ZF传动桥,9速液力机械自动变速器,行驶里程800km。客户到店反映,行驶过程中踩下制动踏板时发动机易自行熄火,熄火要等待3~5min车辆才能正常启动行驶。
    故障诊断与排除
    接车后,笔者使用原厂诊断仪检测发动机电控单元,没有存储任何故障码,发动机电控系统数据流的各项技术参数没有异常,笔者判断产生此故障的原因可能有:发动机电控单元的电源或接地线接触不良、自动变速器的锁止离合器无法分离、发动机电控单元故障、发动机机械故障。
    笔者首先检查发动机电控单元正极供电端子、点火开关电源分配端子以及接地点。处理后路试,笔者将车辆行驶在平坦的市区道路,没有发现顾客反映的故障现象;但在颠簸、崎岖不平、有坡度的路面,行车制动过程中车辆出现失速现象(发动机转速低于怠速值,类似手动挡车没有摘成空挡而踩制动踏板),然后车辆自行熄火。使用原厂诊断设备检测车辆各电控系统通信正常,发动机的PCM、自动传动桥的TCM等都没有故障码记录。
    笔者按压启动按钮,启动机能够带动发动机转动,但发动机没有启动迹象。启动过程中,笔者观察组合仪表内发动机转速表,发现转速约600r/min,转速值偏高(正常启动时发动机转速约300r/min)。发动机出现类似没有空气压缩的状态,按照顾客反馈的故障现象,笔者在车内等待约5min,发动机顺利启动。发动机烧机油
    笔者为了验证发动机汽缸压力是否充足,将车辆开回店内,带上汽缸压力表,模拟故障发生现象的路况再次路试。当车辆失速熄火后,笔者拆卸全部火花塞,使用汽缸压力表测量所有汽缸的压缩压力均为0,而正常值是10~13bar(1bar=105Pa)。笔者在拆除火花塞的过程中还注意到2缸和3缸的火花塞裙部有严重的积炭,类似严重烧机油车辆出现的故障现象。考虑到该款车的发动机采用新型可变液压配气机构(图1),若发动机机油严重不足会引起驱动气门的液压挺杆不能伸长,使得进气门行程变短,导致汽缸不能充气而没有缸压。笔者拔出油尺发现果然是机油严重不足。新车销售前已经检查了发动机的机油液位,位于符合要求的刻度线,机油去哪儿啦?
    笔者把车辆开回店内,检查发动机无漏油现象。根据2缸和3缸火花塞有严重积炭的故障现象,笔者判断机油串入了燃烧室,伴随混合汽燃烧。征得客户同意,笔者使用专用定位工具,先拆除可变液压配气机构(必须使用专用工具,否则无法安装),再拆除汽缸盖,检查液压配气机构主油道的密封圈没有泄漏,检查气门油封,没有漏油现象,至此只能推断机油是从活塞组件串入燃烧室的,鉴于火花塞积炭严重现象,只有拆卸活塞检查了。经拆卸“罪魁祸首”终于被发现,2缸和3缸活塞组合油环碎裂 (图2),且裙部也有磨损。由于该车行驶里程只有800km,最后只能由主机厂与客户协商解决了问题,客户表示满意。
    维修小结
    组合油环碎裂虽是“罪魁祸首”但不是无法启动的直接原因。组合油环碎裂导致发动机烧机油,最后由于机油量不足,导致在斜坡路段,油底壳倾斜,机油泵抽空,机油压力不足,液压配气机构无法工作,进气门不能充气,致使缸压为0,以至于无法启动,所以倾斜路段故障频率较高。
    在水平路面,由于车辆较为平稳,机油泵抽真空概率低,机油压力充足,液压配气机构能正常工作,又由于是活塞组合油环碎裂而气环完好,所以密封较好,缸压也无明显变化,动力与正常车相比也无明显差异。倘若在水平路面一旦紧急制动或发生颠簸,机油泵也会由于机油不足而抽空,导致油压不足、液压配气机构无法工作、缸压为0,车辆立即熄火。此时倘若等待3~5min机油回流到油底壳,还能正常启动。
    由于此车才跑800km,距首保还有一段距离,不曾想过机油会缺少,而忽略了检查,误认为是电路所至,以至于走了弯路。
    专家点评 —— 高惠民
    看过案例后,我想从故障症状的表现和故障原因的说明两个方面与作者进行一下商讨。
    1.作者对车辆“行驶过程中踩下制动踏板时发动机失速和自行熄火,熄火要等待3~5min车辆才能正常启动行驶”这单一的故障现象与可能产生的原因进行了逐步检查,最后确认了故障的真因。其中虽然走了一点诊断弯路,但检查作业还是做得很好。然而,我想提出异议的是活塞裙部已经如此严重磨损和拉伤,一般都会伴有发动机运转时敲击异响。另外机油窜入燃烧室,破坏了发动机的正常燃烧状况,形成积炭,引起发动机工作温度增高。而机油缺少,压力下降,在发动机出现失速熄火瞬间,机油警告灯应亮起或闪烁、还会伴有气门间隙超大异响,这些现象都可以作为快速诊断故障的重要依据。而文章中却没有描述,也许是维修技师把它忽视了吧。
    2.也许由于维修技师对故障现象确认不太仔细,带来了初始故障判断中走一些弯路。发动机要正常工作,离不开三个基本要素:良好的空气燃油混合汽;足够的汽缸压力;正时强而有力的高压火花。这台发动机在没有出现熄火症状运行的过程中,已经是不太正常了,因为油环的断裂,使活塞裙部与缸壁的粘着磨损拉伤,已直接影响了活塞与汽缸的动态密封性,火花塞被积炭污染,影响了发动机高
压的点火能量。加之这台发动机配气机构的特殊结构(Multiair电磁液压式可变进气控制系统),在机油压力降低或消失时,影响进气门的开闭正时和升程,使发动机泵气功能下降,这些综合因素导致了发动机熄火与难启动故障。另外,作者在介绍车辆信息时提到了吉普自由光车型,搭载了2.4L进气门可变电控液压配气机构新型发动机,文章中应添加“Multiair电磁液压式可变进气控制系统原理与图片加以说明,使读者对该案例故障产生的机理容易理解。为此我把Multiair电磁液压式可变进气控制系统的结构和工作原理作简单的补充(图3)。
    Multiair电磁液压式可变进气控制系统取消了直接机械驱动进气门开闭的部件,采用了由电磁阀操作,机油压力为驱动介质,多重可变气阀升程和正时控制。每缸进气凸轮(进排气门同一根凸轮轴)驱动液压缸活塞产生液压,并且发动机ECU根据发动机工况操作电磁阀适时开断,调节流向液压腔内的油量。驱动进气门打开,气门关闭则是由气门弹簧和专用液压制动装置作用回位。实现了进气门升程和正时的无级调节(Multiair系统控制策略:气门全开fulllift,进气门早关I EVC,进气门晚开LI VO,和同一冲程内多起开启气门Mulilift多重升程模式),其效果可进一步的降低燃油消耗和排放、提高发动机的功率。
    (作者李子洋工作单位:湖南九城投资集团)