一輛2020款奔馳G350車,搭載264 920 發動機,累計行駛里程約為2.8萬km。車主反映,行駛中急加速超車時發動機抖動,同時發動機故障燈閃爍,發動機加速無力。
接車后反復試車發現,故障只在行駛中急加速時出現,緩慢加速故障不會出現。用故障檢測儀檢測,有時提示檢測到氣缸1失火(圖1a),有時提示檢測到氣缸2失火(圖1b)。
圖1讀得的故障代碼
連接虹科Pico示波器進行路試,捕捉到故障時的相關波形如圖2所示,可以看到發動機轉速升高至2800 r/min左右時開始出現失火現象。
圖2故障出現時的相關波形
放大波形(圖3),發現是氣缸2一直在失火;清除故障代碼后繼續路試,發現故障時失火氣缸并不固定,所有氣缸均有可能出現失火。
圖3放大后的相關波形
測量相對壓縮測試波形(圖4),起動電流波峰均勻,無異常。
圖4相對壓縮測試波形
測量發動機正時波形(圖5),與正常車發動機正時波形一致。
圖5發動機正時波形
測量起動時各氣缸的氣缸壓力波形,并利用參考波形功能進行對比觀察(圖6),波形一致,且氣缸壓力均約為14 bar(1 bar=100 kPa),正常。
圖6對比起動時各氣缸的氣缸壓力波形
測量怠速時各氣缸的氣缸壓力波形,并利用參考波形功能進行對比觀察(圖7),波形一致,且氣缸壓力均為5.8 bar左右,正常。診斷至此,排除發動機正時錯誤的可能。
圖7對比怠速時各氣缸的氣缸壓力波形
考慮到故障只在發動機大負荷工況下出現,于是測量急加速(快速將加速踏板踩到底)時各氣缸的氣缸壓力波形,發現氣缸1的最大氣缸壓力約為16.5 bar(圖8),氣缸2的最大氣缸壓力約為16.3 bar,氣缸3的最大氣缸壓力約為17.9 bar,氣缸4的最大氣缸壓力約為17.5 bar,最大氣缸壓力均偏低,一般應達到20 bar以上;最大氣缸壓力差約為1.6 bar,偏大。診斷至此,懷疑發動機內部存在機械故障。
圖8故障車急加速時氣缸1的氣缸壓力波形
測量怠速時的曲軸箱脈動波形(圖9),沒有異常波動,初步排除活塞、活塞環及氣缸壁損壞的可能。
圖9怠速時的曲軸箱脈動波形
測量起動時的進、排氣脈動波形(圖10),發現排氣脈動波動不均勻,懷疑排氣門存在輕微泄漏。
圖10故障車起動時的進、排氣脈動波形
拆下氣缸蓋,檢查配氣機構,發現多個排氣門與氣門座圈的接觸面不均勻;測量排氣門導管的間隙(圖11),發現多個排氣門導管的間隙大于0.8 mm,按照標準需要更換氣缸蓋。
圖11測量排氣門導管的間隙
更換氣缸蓋后試車,測量起動時的進、排氣脈動波形(圖12),排氣脈動變化均勻,恢復正常。
圖12維修后起動時的進、排氣脈動波形
測量急加速時各氣缸的氣缸壓力波形,最大氣缸壓力均能達到20 bar以上(圖13),恢復正常;反復路試,故障未再出現,故障排除。
圖13維修后急加速時氣缸1的氣缸壓力波形
故障總結
急加速失火抖動、加速無力是比較常見的故障現象,存在很多可能的故障原因。
如采用傳統方法進行拆檢、更換零件試車,耗時耗力耗成本的同時,很有可能導致客戶的不滿與投訴。
而筆者采取波形診斷的方法,用科學的診斷方法逐個排查可能存在問題的機構,在確定故障所在后準確拆檢,有效避免了人工、時間成本的浪費!
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