气流问题引起发动机故障3例

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1、气流问题引起发动机故障3例　　编者按：汽车的某些故障从形成机理上讲是具一定有共性的，也就是说无论车辆是什么品牌，都要用同样的思路来进行诊断。一旦了解这些共性问题的本质，疑难故障也就迎刃而解了。本文所归纳的3个故障案例，其共性问题是气流异常。它们在数据流及故障现象上各不相同，诊断难度也相差悬殊，但诊断思路却如出一辙。从结果上看，有的车只是进行了简单的清洗便解决问题，而有的车却是误换了大量零部件后才闯关成功。读者在阅读此文时，不必过于关心维修结果，而应把注意力放在工作原理的掌握和数据与故障现象的内在关系

2、上，并不断完善此类故障的诊断思路。关键词：驻波故障1故障现象：一辆2009年产广汽丰田汉兰达运动型多功能车，搭载2GR-FE发动机，行驶里程8万km。用户反映该车发动机故障灯亮。检查分析：维修人员试车，发现除发动机故障灯亮外暂时感受不到任何其他异常现象。检测发动机控制单元，发现有多缸失火的故障提示。清除故障码后再试，车辆行驶一段时间故障灯又亮，但驾驶感受仍无异常。6观察试车中故障诊断仪记录的数据（图1），发现失火主要出现在3、4缸。这样看来，失火原因与混合气浓度控制的关系不大。这是因为各缸混合气浓度

3、是采用相同方法来控制的，因此只要有1个气缸很少出现失火，就基本排除了混合气控制方面的原因。选择失火最为严重的3缸进行分析。在失火次数达到32时（图2），车辆正处于发动机制动的行驶状态，车速为112km/h。而在此之前发动机负荷率达到95%时，反而未出现失火。这样一来又排除了点火系统故障的可能性。从短期喷油修正量上看，虽然偏浓，但仍处在正常控制范围内。此外，当失火出现时，前氧传感器的泵氧电流为-0.56mA，说明混合气并未出现明显的燃烧不良现象，失火只是由其他原因引起的扭矩下降而已。在发动机制动过程中

4、，按照通常的理解，控制单元不应对失火进行监测，而事实却恰好相反。为了了解这个问题，又查看了发动机控制单元执行减速断油程序时的情况，发现失火均出现在未执行减速断油程序的区域（图3）。这可能是由于发动机的输出扭矩出现了严重异常，以至于发动机控制单元退出了减速断油程序。6既然混合气燃烧正常，为何3缸的输出扭矩还会降低呢？从失火出现及消失的突然性来看，可以排除机械零件故障的可能性，因为任何机械零件由于惯性的存在，都不可能在瞬间改变其运动状态。至此，故障范围缩小到发动机的进气气流上。有一种解释可与上述现象相吻

5、合，那就是实际进入3缸的空气质量突然降低了。设想一下，如果在节气门关闭时，进气歧管与气缸形成了腔体，而由于气流的波动，在这样的腔体内很可能出现驻波现象。如果这种推测成立，那么实际进入气缸的空气质量必然会降低。为了证实前面的推测，维修人员决定利用进气歧管来做一个试验。该款发动机采用了可变进气歧管。进气道在发动机低速运转时保持长管，当发动机转速超过4000r/min时，变为短管。试验是将进气歧管始终固定在短管上，目的是改变其共振频率。试验的结果是故障现象消失了。根据以上推测以及试验结果，决定拆卸进气歧管

6、对进气系统进行彻底检查。从缸盖进气道向内观察（图4），发现进气门上有少许积炭，但进气道却较为洁净。这样的结果看起来并不支持前面的推论，但考虑到腔体的共振频率有可能会受到某些细小因素的影响而改变，因此还是决定对缸盖部分的进气道及进气门进行彻底的清洗。清洗后反复试车，发现所有气缸的失火现象全部消失了。可见问题恰恰是由驻波造成的。故障排除：为了巩固维修成果，又对整个进气系统进行了免拆清洗。随后经多次回访用户，确认该车的故障已彻底排除。6（解明广）故障2故障现象：一辆2011年产宝马318i轿车，车型为E9

7、0，搭载N46发动机，行驶里程5万km。用户反映该车发动机故障灯亮。检查分析：维修人员检测发动机控制单元，发现3个与进气系统有关的故障码（图5）。查看冻结数据帧，逻辑计数为26（表1），记录最后一个故障码时，节气门开度为94%，进气门升程延伸度为77%。此时发动机为高扭矩输出，空气流量与正常值的差别不大。从这里可以得到2个信息：其一是故障出现在车辆急加速时；其二是故障稍纵即逝，在控制单元记下故障码后便立即消失了。再看逻辑计数器为40的2个冻结数据帧（表2、3）。表2中反映出在车辆减速行驶过程中，发动

8、机的空气流量竟然出现了0g/s，这在发动机正常运转时是绝不可能出现的。紧接着在表3中，数据又恢复了正常，但却仍然记录了故障码。这再一次表明故障是短暂出现的。也就是说，故障不可能是由机械原因引起的，只能是气流或电控原因。6发动机怠速运转时观察数据流（图6），发现所有的数据都是正常的，说明问题不在电控系统上。这样诊断的方向指向了气流部分。将进气歧管固定在短管状态下试车，故障不再出现。试验表明故障与进气驻波有关，这一点从空气流量短时为0g/s上可见一斑。故障排除：将进气歧管