试车是为了再现故障。为了正确诊断故障,对诊断性提问中发现的问题进行进一步认证,创造出与故障症状相符合的条件和工况,按照症状发生时的条件进行试车,如有可能最好和用户一起进行路试。
试车不仅可以再现故障,使维修人员获得第一手资料。而且在利用故障指示灯、诊断仪、多通道示波仪检测故障时有时也需要路试。如用多通道示波仪检测热稳定性不好的点火系统故障时需将车预热后才能做出正确诊断。
单一的快速路试往往不能再现故障,无法做出正确诊断。路试要么就在特定的车速进行,要么就完成一个完整的驾驶循环。
1)起动发动机,热机后加速到高怠速2000r/min,保持5 min。
2)熄火,待发动机完全冷却后,打开点火开关至少2s,重新起动发动机,逐渐加速到60~80km/h,保持车速行驶5 min。
3)停车,怠速运转30s,以50%的节气门开度加速到60~80km/h,保持车速行驶5min。
4)停车,怠速运转1 min,关闭发动机,完成一个完整的驾驶循环。
1.EGR阀关闭不严故障的诊断
装有EGR阀的汽车,怠速时抖动得非常厉害,发动机故障指示灯不亮,试车时急加速矬车,大负荷动力不足,但中速运转平稳,这通常是EGR阀密封不良造成的。EGR系统结构见图1-8。
EGR阀工作的条件是发动机冷却液温度在50℃以上,发动机转速在1500~4500r/min,没有急加速也没有急减速时,EGR向进气系统提供占进气总量6%~13%的废气。怠速和急加速时EGR阀应处于关闭状态,如关闭不严,影响了燃烧质量,就会造成发动机工况不良。而发动机中速运转(行驶)时EGR阀处于开启状态,也就没有了密封不良的问题,对发动机运转自然没有影响。
图1-8 EGR系统结构
2.汽车行驶正常,但快速松加速踏板就熄火
汽车行驶加速都很正常,但快速松加速踏板就熄火。要诊断该故障,首先要了解发动机的断油控制。放松加速踏板后为了节油和防止污染环境,发动机控制单元会自动停止供油,待转速降到1500r/min时为防止过载熄火再恢复供油。
①在停止供油期间应同时停止供应空气,否则到1500r/min恢复供油时,就会因混合气过稀而无法点火。
②到1500r/min时怠速步进电动机和怠速空气阀应及时开启,否则供油时发动机转速过低就会过载熄火。
所以遇到此类故障应首先检查节气门有无卡滞,进气系统有无泄漏。然后再进一步检查旁通空气道里的怠速步进电动机和怠速空气阀有无卡滞,能否在1500r/min时及时开启。最后还需检查喷油器是否被堵塞。
维修人员遇到此类故障通常是先就车清洗节气门、旁通空气道和喷油器,如不行再检查进气系统有无外部泄漏。
1)如果节气门卡滞关闭不严,通常发动机会出现怠速转速过高。节气门处积炭过多,导致节气门轴卡滞,还会造成怠速不稳、油耗增加等故障。
2)喷油器堵塞导致混合气过稀,通常发动机出现怠速转速偏低,怠速时喷油脉宽往往为5ms,明显大于正常值。而且喷油器堵塞还会造成怠速抖动、加速矬车和大负荷动力不足。
3)使用空气流量传感器的发动机进气系统有明显的外漏,也会造成行驶正常,松加速踏板熄火的故障。与以上两项不同的是,此类故障怠速时会出现由标准怠速转速上限向高怠速方向游车的现象。
3.汽车行驶正常,但只要急加速就熄火
汽车起动和温和踩加速踏板时行驶正常,但只要急加速就熄火。在车速上升的同时如果机油压力也同步上升,而且机油压力明显超过了厂家规定。这通常是机油压力限压阀因过脏卡滞在不泄油一侧,该发动机又使用的是液压挺杆,机油压力限压阀不泄油后发动机转速越高机油压力就越高。液压挺杆又依靠机油压力动作,机油压力越高,液压挺杆内压力也就越高。急加速时机油压力过高导致液压挺杆内压力过高,造成所有气门都处于开启状态,燃烧室内气缸压力过低而熄火。熄火后立即起动,因气门还处于开启状态无法起动。过20min左右在弹簧的作用下,气门关闭,可以正常起动。维修时需拆下机油压力限压阀清洗,使其滑动自如,即可排除故障。
4.行驶正常,但急加速时排气管冒黑烟
汽车行驶正常,但急加速时排气管冒黑烟,严重时急加速熄火。故障原因是燃油箱油加得过满。正常时加油枪插到底,待油面接触到加油枪时,会自动停止泵油。但此时加油站的工作人员会劝车主再加些油凑个整。殊不知油加得过满,夏天环境温度高,一部分燃油就会以液态形式直接进入炭罐。在炭罐清污电磁阀(CANP)开启时,这部分汽油又会以液态形式直接进入进气系统,然后不经喷油器,经进气门直接进入燃烧室。所以急加速时(炭罐清污电磁阀处于开启状态)排气管冒黑烟,严重时会因混合气过浓,而导致急加速熄火。燃油吸附系统结构见图1-9。
图1-9 燃油吸附系统结构
加油过满除了急加速时排气管冒黑烟外,还有以下故障特征。
(1)夏天燃油箱加油口处有异响声 环境温度较高时,打开燃油箱盖,发动机工作时,在此处能听到燃油箱加油口传出的异常响声。由于加入过量的燃油,使其进入燃油蒸气管和活性炭罐,高温和振动产生的燃油蒸气无法被活性炭罐吸附,燃油蒸气在燃油箱加油口附近来回循环,产生异响。
(2)夏天车内汽油味大 主要原因在于加入燃油过多,使炭罐吸附能力饱和。当燃油箱里的燃油蒸气无法被活性炭吸附时,从炭罐进气口排入大气的燃油蒸气会通过空调进气口进入车内,因此建议夏天不要加太多的油。
出现此类故障时,应拆开燃油蒸气管,用压缩空气吹活性炭罐及油管,使其恢复吸附燃油蒸气的能力。用压缩空气吹后如效果不明显,则应更换炭罐。在活性炭罐的进气口接较长的软管,可以减少此类故障的发生。
(3)停车后地上有油迹 停车后在炭罐下边的地上有油迹,说明加入燃油过多,在行驶中部分燃油被晃到炭罐内,使炭罐吸附能力饱和后开始滴油。
此类故障也有可能是炭罐清污电磁阀(CANP)阀(图1-10)故障引起的,即CANP卡滞在开启位置。在正常情况下,小负荷时CANP开启角度较小,CANP开启时控制单元为了防止混合气过浓,要缩短喷油脉宽。而CANP卡滞在开启位置时,控制单元没有缩短喷油脉宽,夏天环境温度较高,燃油箱内汽油蒸发量大,所以也会出现急加速时排气管冒黑烟,严重时会出现急加速熄火的故障。
注:如果燃油箱和管路泄漏,车内汽油味也会较大。
图1-10 炭罐清污电磁阀结构
5.冷车时起动和行驶正常,热车后会突然熄火,无法立即起动
(1)故障现象 冷车时起动和行驶正常,热车高速行驶时会突然熄火,熄火后无法立即起动,过15min左右可正常起动。开始时10多天出现一次,后来几天出现一次,最后一天出现几次,再后来熄火后就再也无法起动。
(2)故障分析 缓慢熄火一般是油路故障,而突然熄火则通常是电路故障。行驶100000km后,电路方面就容易发生故障。如点火系就容易出现热车后工作稳定性下降的故障。点火系的保护装置继电器、控制点火提前角的曲轴位置传感器、负责低压电路通断控制的点火模块和负责将12V低压电变成25000~30000V高压电的点火线圈在冷车时可能工作正常,热车后继电器因触点等处接触不良阻值增大,导致工作电流同步增大,致使继电器的磁性下降,使触点无法闭合;或因电流增大,继电器为保护所控制的电路而自动断开触点,使点火系没有电。曲轴位置传感器、点火模块和点火线圈都有可能出现过热短路。在热车时突然熄火后,立即用红外线测温仪检测点火系继电器、曲轴位置传感器、点火模块和点火线圈(后两个元件短路温度分别在95℃和100℃左右,所以注意不要被烫着),哪个温度过高就是哪个短路了。或用湿毛巾分别包裹曲轴位置传感器、点火模块和点火线圈,但不要弄湿接线头。通过物理降温,哪个装置冷却后可以起动,说明故障就在哪。
(3)根据工作范围进行故障诊断
1)曲轴位置传感器失效退出,发动机燃油系统和点火系统全部退出,既没有电,也没有油。监测时3个人配合进行,一个人负责起动发动机;一个人打开燃油箱盖在起动瞬间听有无燃油泵工作的声音,或手握燃油管感觉是否有脉动;另一个人借助听诊器在起动瞬间听有无火花塞工作的声音。
起动瞬间既听不到燃油泵工作的声音,也听不到火花塞工作的声音,说明曲轴位置传感器失效退出,应更换曲轴位置传感器。
2)点火继电器失效退出,点火系统没有电,但燃油泵可工作2s。起动瞬间可以听到燃油泵工作的声音,但听不到火花塞工作的声音,说明是点火继电器热车后磁性下降,触点无法闭合,点火系统没有电,应更换点火继电器。
3)点火模块负责点火系统低压电路的通断。点火模块只导通不截止时点火系统有低压电,但没有高压电。起动瞬间既可以听到燃油泵工作的声音,也听到火花塞工作的声音,应做进一步检测。用发光二极管检测点火系低压电路,起动时如发光二极管常亮不闪,说明点火模块只导通不截止,应更换点火模块。
4)点火线圈负责将低压电变成高压电。点火线圈内部短路时高压火弱,无法点燃可燃混合气。经检查点火模块工作正常,说明故障可能在点火线圈,拔下一根高压线,连接一个火花塞,进行缸外试火。如果高压火花是红色火花,说明点火能量不足,应更换点火线圈或电容。
6.发动机在低速加速时有迟滞感,排气管有轻微的“突突”声
发动机低速加速时有迟滞感,中高速加速时正常,说明发动机低速时进气不畅。低速加速时节气门开启角度有限,怠速步进电动机系统要参与工作,打开旁通空气道,弥补进气量的不足,如旁通空气道被废气返流的积炭堵塞,或因怠速空气阀卡滞无法开启,在低速加速时不能及时补充进气量,就会因充气系数不足,有迟滞感。低速加速时排气管有轻微的“突突”声,则是因充气系数不足,导致发动机动力不足造成的。(www.xing528.com)
拆下节气门前边的皱纹管,先检查节气门,如节气门附近有积炭,说明该发动机进气系统很长时间没有清洗。应用节气门清洗剂对节气门进气道和旁通空气道进行就车清洗,清洗后用压缩空气将残存的积炭吹干净。清洗后大众车型需要对节气门位置传感器进行重新匹配,其他公司车型可断开蓄电池负极1min,使其失去残存记忆,即可使怠速完全恢复正常,发动机低速加速时有迟滞感的故障随即消失。
7.汽车在低速区域行驶中容易熄火
如出现汽车在低速区域行驶中容易熄火,一天发生多次,速度达到20km/h后行驶就完全正常。行驶中容易熄火,应从油、电和气三个方面考虑问题。
如故障在燃油压力或点火系统,不可能出现低速区域熄火,中高速正常。所以检测时不需要检测燃油压力和点火系工作状况。油、电两个方面没有问题,就应把检测重点放在“气”上。发动机进气系统外部密封不良,不会只影响低速区域工作的稳定性。所以进气系统外部密封不良的可能性可以排除。余下的就是进气系统内部密封不良的可能性诊断。
读取怠速时节气门开度的数据流。如怠速时节气门开度过大,说明节气门被废气返流污染,节气门只要被废气返流污染,在清洗节气门时,就必须同时清洗旁通空气道,因为它们工作环境完全相同。旁通空气道内怠速步进电动机的转子和定子间的工作间隙非常小,即使做了清洗,如不用压缩空气吹干净,也会出现卡滞。
在发动机怠速时节气门基本关闭,发动机工作靠旁通空气道供气。在发动机低速时,节气门开启角度较小,发动机工作靠怠速步进电动机开启旁通空气道保证工作平稳,如旁通空气道内怠速步进电动机的转子和定子之间因积炭较多卡滞无法开启,单靠开启角度较小的节气门供气会导致充气系数过低,无法满足发动机工作的需要,于是就出现了在低速区域行驶中频繁熄火的故障。
汽车速度达到20km/h后,节气门开启角度已经能满足发动机工作的需要,此时旁通空气道也已经关闭。所以20km/h后汽车运转平稳。
8.发动机烧机油故障的诊断
发动机烧机油属于常见故障,由于能造成烧机油的原因较多,所以诊断起来有一定的难度。
(1)气门油封漏油故障的诊断 气门油封漏油是从上往下滴油,滴油量有限。所以,此处漏油只是每天第一次起动汽车时排气管冒蓝烟,随后一天之内排气管不再冒蓝烟。
①气门油封漏油,停车滴一夜后燃烧室里积聚了较多的油,每天第一次起动时冒蓝烟,最多10余min后,燃烧室里的机油烧净后就不再冒蓝烟。
②气门油封漏油通常只发生在个别缸,因火花塞电极被机油污染,外在表现为怠速不稳(抖动),刚起动时发动机发出“突、突”声10s左右,随后电极上机油被烧干净,点火基本恢复正常,怠速不再抖动。
③有的车还表现为加速不良,急加速时排气管冒黑烟(火花塞被机油污染,造成该缸缸燃烧不好)。
④测气缸压力时个别缸气缸压力略高。原因是该缸火花塞被油污染,导致燃烧不良,缸内积炭过多,火花塞电极很黑。
⑤检测该缸排气歧管温度比其余各缸温度都低,显然该缸燃烧不好。维修时需更换气门油封和发黑的火花塞。
(2)活塞环和气缸壁之间密封不良故障的诊断
1)热车急加速排气管冒蓝烟。活塞环和气缸壁之间密封不良,冷起动时由于机油粘度大,密封性好,不会窜机油,所以起动时排气管不会冒蓝烟,热车后机油粘度降低,急加速时排气管冒蓝烟。
如果起动时排气尾管不冒蓝烟,行驶中只要加大节气门开度排气尾管就会冒蓝烟,严重时会不停地冒蓝烟,就说明活塞环与缸壁间密封不良。活塞环密封不良比较严重时还会造成发动机怠速不稳,易熄火。
2)打开气门室盖,急加速时从此处向外冒蓝烟。曲轴箱自然通风装置和气门室相通,如活塞环与缸壁间密封不良,急加速时大量的混合气就会窜入曲轴箱,并经自然通风通道进入气门室。而气门油封密封不良,机油只会进入燃烧室,只要活塞环和气缸壁之间密封良好,混合气就不会窜入曲轴箱,急加速时就不会从气门室盖处向外冒蓝烟。
(3)PCV阀堵塞 曲轴箱强制通风装置上的PCV阀堵塞,使曲轴箱内压力异常升高,窜入曲轴箱的可燃混合气和部分机油就会顺着自然通风通道进入气门室,所以PCV阀堵塞,急加速时也会从气门室盖处向外冒蓝烟。但PCV阀堵塞后因曲轴箱内压力过高,汽油和机油的混合物进入气门室后并没有停下来,而是顺着气门室盖上的橡胶管进入自然通风的空气入口,进入空气滤清器。打开空气滤清器,如果滤清器内有黑色油迹(汽油和机油的混合物),就说明PCV阀堵塞。
(4)气门和气门导管的工作间隙过大 气门和气门导管正常的工作间隙为0.05~0.12mm,间隙过小会造成卡滞和烧蚀;间隙过大会造成气门密封不良和烧机油。气门和气门导管间隙过大,往往是先天的质量问题,通常发生在个别缸。气门和气门导管间隙过大造成的烧机油和车速及负荷没有关系,由于所漏的机油只能进入燃烧室,所以急加速时不会从气门室盖处向外冒蓝烟。
(5)涡轮增压系统密封不良 使用涡轮增压器的发动机早上起动后,夏天要怠速运转1~2min,冬天要怠速运转2~3min,以便机油进入涡轮增压器内。在高速行驶后应怠速运转2~3min,经常在高速行驶后立即熄火,会造成涡轮增压器内的油封损坏。高速行驶后立即熄火,涡轮增压器内的机油停止流动,也就无法通过油液流动将增压器内的热量带走;又没有涡轮旋转带来的风冷,高温无法及时散去,使涡轮增压器内的油封因长期处于高温状态而损坏,这样参与涡轮增压器内涡轮润滑的机油就会流入发动机冷却系统。
1)涡轮增压系统内的油封密封不良。使用涡轮增压的发动机,在长时间高速行驶后必须怠速运转几分钟后再熄火。高速行驶后立即熄火,机油不再流动,无法带走高温部件的余热,导致涡轮增压系统内的油封处温度过高,久而久之增压系统内的油封就会失效。油封失效后机油量明显减少,而发动机冷却液内发现有机油。
如起动和行驶中不冒蓝烟,但机油量明显减少,而冷却液中发现机油,说明是涡轮增压系统内的油封密封不良(机油窜入冷却系)。
2)对于使用涡轮增压的发动机,低速行驶中冒蓝烟,高速行驶中不冒蓝烟,应该是涡轮增压系统内的密封环密封不良。因为涡轮增压系统和发动机进气系统装在一起,发动机负荷越低,进气系统的真空度越高;相反负荷越高,进气系统的真空度越低。所以,涡轮增压系统内的密封环密封不良,表现为低速行驶时排气管冒蓝烟,高速行驶时排气管不冒蓝烟,怠速时排气管冒蓝烟最为严重。
9.每天第一次试车时发现故障的诊断
1)每天第一次踩加速踏板时感觉费劲,说明节气门处有较多的积炭,应及时清洗节气门系统和旁通空气道,否则会造成行驶正常,但放松加速踏板熄火。
2)每天第一次起动发动机时起动困难,但起动时如踩下加速踏板起动就不困难了,说明旁通空气道内有较多的积炭,应清洗旁通空气道内怠速步进电动机和怠速空气阀,洗后用压缩空气吹干净。洗后如不用压缩空气彻底吹干净,还可能出现每天第一次起动困难,并出现行驶正常,但放松加速踏板熄火。
3)每天第一次起动发动机时起动困难,需要连续起动3次,随后一天之内每次起动一次即可成功,说明燃烧室内积炭过多。清除燃烧室内积炭后每天第一次起动可恢复正常。
10.汽车冷车时制动正常,热车制动熄火
汽车如无论是冷车还是热车行驶都正常,但只要制动就熄火,说明故障在底盘。配置有自动变速器的汽车重点应检查在制动时变矩器能否及时解除锁止,如不能及时解除锁止,就会造成行驶正常,但只要制动就熄火的故障。另外使用真空助力的制动系统并且在发动机进气系统取真空的,如真空管道上的单向阀失效,制动时助力器的空气大量进入发动机进气系统,会导致混合气过稀而熄火。
如汽车发生冷车时制动正常,热车时制动熄火,说明故障是发动机进气系统内漏和旁通空气道内怠速步进电动机处因积炭卡滞不能及时开启。行车制动时燃油系统进入断油控制,在发动机转速降到1500r/min时重新恢复供油,以防止发动机过载熄火。放松加速踏板后节气门应及时关闭。如节气门处有较多的积炭,积炭引发的卡滞,使节气门不能及时关闭,导致发动机转速降到1500r/min时重新恢复供油,进气道内空气过多,使混合气过稀,无法点燃。另外旁通空气道内怠速步进电动机处有积炭卡滞不能及时开启,就会因开启时发动机转速过低而过载熄火。冷车时因怠速步进电动机一直处于开启状态,所以,冷车时制动正常,不会熄火。
导致步进电动机处有积炭的原因是废气返流造成的积炭污染,或者是清洗完旁通空气道后没有认真地用压缩空气吹干净。
旁通空气道内怠速步进电动机处有积炭卡滞还会造成冷车时怠速不稳,起步时容易熄火等故障。旁通空气道内怠速步进电动机处积炭较多时会出现正常起动时起动困难,但踩下加速踏板可顺利起动。这是因积炭卡滞导致怠速步进电动机在起动时无法及时开启所至。所以,出现正常起动时起动困难,但踩下加速踏板可顺利起动的现象,说明该清洗旁通空气道内怠速步进电动机了。
11.发动机冷车时起动正常,热车后起动困难
发动机冷车时起动正常,热车后起动困难最常见的原因是混合气过浓,但也不排除由于某种原因造成的混合气过稀。
1)喷油器滴漏。喷油器滴漏属于额外供油,所以喷油器滴漏越严重混合气就越浓。做喷油器喷油检测,30s各个喷油器滴漏不许超过1滴。更换滴漏的喷油器即可排除故障。
2)炭罐内的空气滤清器堵塞,使燃油箱内与大气的唯一通道关闭,随着箱内油液液面的降低,箱内真空度逐渐升高,燃油箱底在外界大气压力、内部燃油泵真空吸力的双重作用下变形,燃油箱底开始贴近燃油泵集滤器。热车熄火后重新起动时因燃油泵集滤器部分进口被堵,导致热车后混合气过稀,起动困难。而长时间停车后,没有燃油泵真空吸力,燃油箱底会因弹性回到原来的位置,所以可正常起动。热车熄火后重新起动前打开燃油箱盖,如可以正常起动,说明炭罐内的空气滤清器堵塞,换炭罐即可排除故障。
3)冷车起动正常,热车熄火后立即起动也正常,但热车熄火后过20min再起动就会起动困难,起动后还会出现怠速抖动。这说明燃油保持压力过低,热车后发动机的高温导致燃油管燃油蒸发,产生气阻。应进一步做燃油压力检测,找到燃油系统内部密封不良处。
12.发动机冷车时起动困难,热车后起动正常
发动机冷车时起动困难,需要多次起动发动机才能工作,热车后起动正常,常见的原因是充气系数不足,发动机在冷车起动和暖机时怠速转速过低(冷车起动和暖机时需要高怠速保证运转平稳),应重点检查冷却液温度传感器是否失效,以及怠速步进电动机是否发生卡滞。
1)起动后看发动机转速表,发动机冷却液温度40℃以下时怠速转速应为1500r/min,40~70℃时怠速转速应为1100r/min,达到70℃后恢复到正常怠速转速。如起动后发动机转速就为正常怠速转速,应先检查冷却液温度传感器。
2)起动后如发动机转速表显示的转速低于正常怠速转速,也有可能是旁通空气道内的怠速步进电动机卡滞,导致起动和暖机时旁通空气道不能开启。拆开空气滤清器和节气门之间的皱纹管(进气软管),检查节气门,如节气门处有积炭,与它处于同一工作环境的旁通空气道内的怠速步进电动机处也一定有积炭,用节气门清洗剂清洗节气门(将节气门完全打开)和旁通空气道内的怠速步进电动机,清洗后反复用压缩空气吹,直至彻底吹干净为止,可排除故障。
3)将冷却液温度传感器放入盛满水和冰块的容器中,加热容器中的水,分别在0℃、20℃、80℃、100℃和120℃时用万用表测传感器的电阻值,看其电阻值变化的曲线是否与厂家规定相符。如果测量时传感器的电阻过大或过小,电阻值随温度变化的特性曲线与厂家的规定不符,均需更换。
4)读取数据流,将数据流显示的发动机冷却液温度和用红外线测温仪实际检测到的温度进行对比,如不符,应更换冷却液温度传感器。
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