2017年上汽通用五菱宝骏310发动机抖动.pdf

MaintenanceCases栏目编辑：桂江一维修实例杨增雨（本刊编委会委员）河北省辛集市明雨轿车维修站总经理，从事汽车维修30 年，中国汽车诊断师大赛专家评委，河北省辛集市高级劳动技工学校讲师，北京安莱汽车技术研究院特聘研究员。先后出版了3本汽车维修技术类书籍。2017年上汽通用五菱宝骏310 发动机抖动文/河北杨增雨故障现象一辆2 0 17 年生产的上汽通用五菱宝骏310，搭载LMH型1.2L发动机，VIN码为LZWADAGAOHG39*，行驶里程超过80000km。该车因发动机抖动在其他修理厂维修期间，先是更换了火花塞、点火线圈、发动机电脑等元件，但都没有效果；后来又拆下缸盖，检查气门密封情况，并更换了新气门，期间还测量了活塞高度，也没有发现问题，装复缸盖后仍旧不能排除故障。经过5 0 多天的维修后依旧未能找到故障根源，实在没有办法，又送到我厂进行维修。故障诊断与排除接车后首先验证故障现象。启动发动机，速状态下运转平稳，没有任何异常。当发动机转速超过2 0 0 0 r/min并持续2030s，仪表台上的发动机故障灯就会点亮，同时能明显感觉到发动机抖动。此时，如果将发动机转速降到怠速，就能明显感觉到像是缺缸一样的规律性抖动。熄灭发动机后再重新启动，发动机怠速时仍旧运转平稳，如果再次将转速提到2 0 0 0 r/min以上，故障现象还会重新出现。连接诊断仪，并读取故障信息，在发动机控制单元ECM中存有4个故障码(图1)：P030000-发动机随机或多缸失火故障；P030100-检测到物理1缸失火故障；P030400-检测到物理4缸失火故障；P130A00-失火引起断缸。根据故障码并结合故障现象初步分析认为：由于某种原因，该车发动机电脑发现1、4缸出现失火或是燃烧不良，引起做功不良后，为了降低排放，ECU切断了该汽缸的喷油，从而引发上述缺缸故障。宝骏汽车V9.30系统诊断 发动机系统（ECM)NO.故障码故障码内容1P0300002P0301003P0304004P130A00根据以往的维修经验分析，如果是汽缸机械密封性问题往往表现为速时缺缸，加油门后缓解，但此车故障现象刚好与这个规律相反，怠速没有问题，高速反而抖动，说明该车的故障原因应该不在机械部件上。可以排除的因素有：活塞连杆变曲导致上止点下移、活塞环及气门密封性问题。需要重点排查的方向应该是在单个汽缸问题，例如喷油嘴是否存在故障。将故障车上的喷油嘴拆下后，拿到试验台上进行检测，发现4喷油量稍微有点少。与车主沟通的后了解到，之前已经将1缸和4缸的喷油器与2 缸和3缸喷油嘴进行了对调，但故障现象没有改变，仍旧是1缸和4缸失火。尽管如此，我们决定尝试更换4缸喷油嘴。但经过尝试后故障仍然存在，更换喷油嘴后，故障码依旧显示1缸和4缸出现失火性断缸。接上示波器，在发动机转速处于2 0 0 0 r/min以上时，观察喷油脉宽，未发现明显变化，而当发动机出现明显抖动时，确实发现4缸和1缸的喷油脉冲消失。虽然示波器验证了故障车1缸和4缸确实存在失火的情况，但仍然找不到失火的原因。难道是发动机曲轴与凸轮轴之间的正时有问题？用示波器检测曲轴和凸轮轴上的信号电压波形(图2)，但从波形上看，并没有发现明显的异常。为了进一步验证，又再找到一辆同款正常车，并用示波器检测正常车曲轴和凸轮轴上的信号电压波形(图3)。图2 故障车曲轴和凸轮轴上的信号电压波形读取故障码故障码状态发动机随机或多缸失火故障历史故障码检测到物理一缸失火故障历史故障码检测到物理四缸失火故障历史故障玛失火引起断缸未决故障码图1故障车上存储的故障信息图3正常车曲轴和凸轮轴上的信号电压波形2023/08汽车维修与保养49栏目编辑：桂江-MaintenanceCases维修实例对比图2 和图3，可以看出故障车与正常车的正时是一致的。pico经过多次反复检测，在发动机急速和转速处于2 0 0 0 r/min以上He时，故障车和正常车的正时关系都没有明显变化，说明故障车发动机正时也没有问题。5/54543541使用压力表分别测量4个汽缸的缸压，其中3个缸的缸压为7.4bar(1bar=100kPa)，另一缸的缸压为7.8 bar，均在正常范围内。使用脉动传感器配合示波器测量进气总管的脉动波形、排气脉动以及曲轴箱压力脉动，均显示正常，没有明显的缺陷，基本可以排除机械方面存在问题的可能。我们都知道，发动机电脑是通过曲轴加速度来判断汽缸是否存在失火故障。汽缸做功时，曲轴转速会有一个加速度，而在其他行程中，尤其是压缩行程，发动机转速会因压缩阻力而出现减速度。对于这些，我们仅有理论上的认识，还不清楚该如何检测曲轴的加速度。请教专家后得知，对曲轴位置传感器的波形进行数学通道处理，让发动机转速与频率相关联后，就可以检测发动机各汽缸做功时的加速度波形。按照专家的指导，对故障车的曲轴位置传感器波形进行数学通道处理后，得到了图4所示的波形图；对正常车的曲轴位置传感器波形进行数学通道处理后，得到了图5 所示的波形图。入MVW100在问题。可能是触发轮存在径向跳动，从而导致其波形出现了异常。用卡尺测量传感器安装面与触发轮顶部的距离，即曲轴位置传感器的安装间隙。与正常车相比，故障车曲轴位置传感器的安装间隙，最大处要大1.5 mm，但最小处的间隙相同。根据以往我们遇到类似故障的经验，可以用锉刀对传感器安装面进行修磨，以弥补由于间隙过大的问题。经过试验，将传感器间隙缩小到0.5 mm时，故障现象仍旧存在，只好拆检飞轮。拆下飞轮后观察触发轮，发现故障车上的触发轮与正常的触发轮有明显区别(图7)，故障车的触发轮齿顶宽度明显偏大，而且加工粗糙。更换新的飞轮总成后试车，故障现象消失，该车故障被彻底排除。故障车触发轮WVO.a52O:702根据这个波动规律，我们怀疑曲轴位置传感器的触发轮存1:15241:72248.0图6 故障车的曲轴位置传感器波形放大图254260.5206.7.179.2故障车的加速度波形有下21降沿，而正常车的没有这是在不发生缺缸状态测量到的1:050.50:15165.1171.Y177.6183:8190:11.90:3102.6208.8215.1一个明显特点，当故障出现时，如果关闭发动机后再重新启动，图4故障车的曲轴位置传感器波形/正常车没有下降沿品1651对比图4和图5 所示的波形发现，在故障车的曲轴位置传感器波形中，有明显向下的减速度波形，而正常的车没有。这是不是问题所在呢？将故障车的曲轴位置传感器波形放大后，得到图6 所示的波形图。从图6 可以看出，曲轴位置传感器的波形存在其波形的最高电压波动，最低电压也存在明显的波动。而且，在时间轴上观察更多的波形后，我们发现这个波动的出现是有规律可循的，曲轴每旋转一周，这个波动就出现一次。正常车触发车P图7 故障车与正常车的触发轮对比.5维修小结.9本案例中，由于曲轴位置传感器的触发轮精度不够，导致故障车发动机控制单元检测到1、4缸做功不良，从而保护性切断了4缸的喷油，引发缺缸故障，导致发动机抖动。该车故障现象存在177.61848图5 正常车的曲轴位置传感器波形1901202.6RM208.02131缺缸现象就会马上消失。通过对该车故障的诊断，让笔者对示波器的认识有一个明显的跨越。本案例中，单凭肉眼观察波形很难找到问题所在，而在示波器数学通道的帮助下，却可以快速发现异常。在这个信息的指导下，进一步观察波形的幅值，进而找到问题的根源。以前，笔者对霍尔传感器波形的认知是，只要有明显的方波出现，发动机控制单元就能准确识别正时信息。然而，通过本案例让笔者意识到，霍尔传感器的波形中隐藏有加速度的信息。M50MOTUR-CHINAAugust