汽修案例:奧迪A6L單缸失火故障檢修實例

故障現象:

奧迪C7,配置2.5L發動機型(CLX)、變速器(0AW)。行駛里程:68532km ,客戶進站報修發動機怠速時運轉不平穩,診斷儀檢查相關控制單元無任何故障記錄 。

故障診斷:

該車怠速時感覺各缸做功不均勻;發動機有規律地一下一下地抖動,和發動機缺缸故障非常相似。由於發動機控制單元沒有故障記憶,決定讀取各缸失火記錄。該車失火記錄在引導型功能裡的數據塊無法實時捕捉到,只能在“選擇自己的測試計劃-動力總成-有自診斷能力的控制單元-功能-燃燒斷火識別”進行實時檢測。測試結果如圖1所示。


汽修案例:奧迪A6L單缸失火故障檢修實例


圖1 測試結果


根據檢測初步分析是6缸存在單缸失火現象。現代汽車由於排放要求的提高,失火是一個很常見的故障。

發動機失火分為3種情況:

(1)多缸失火;

(2)單缸失火;

(3)不定缸失火。

多缸失火是指汽缸某一列同時出現失火現象,主要原因有這一側的排氣管堵塞(常見是三元催化器堵塞)、可變配氣相位存在故障等。單缸失火主要原因有:火花塞損壞、噴油嘴工作不良、點火線圈工作不良、汽缸壓力不足、液壓挺柱工作不良以及氣門密封不嚴等。不定缸失火是指失火沒有規律,一會這個缸失火一會那個缸失火,引起這種故障的原因多是由於燃油品質不良所致。

為使故障更直觀,決定進行路試。路試過程發現該車在非怠速工況行駛穩定無明顯的動力不足現象,說明故障主要在怠速工況嚴重。根據之前分析試對調了火花塞、點火線圈、噴油器, 故障沒有改善。檢查汽缸壓力,各缸均在1100kPa左右相差很小。按單缸失火原因分析可能是液壓挺柱洩壓或是氣門不密封,決定先拆解凸輪軸檢查液壓挺柱。拆解第二列汽缸蓋凸輪軸後發現,6缸排氣側其中一個凸輪頂圓部分和其對應的液壓挺柱帶搖臂的滾輪產生了不正常的磨損,如圖2所示。


汽修案例:奧迪A6L單缸失火故障檢修實例


圖2 不正常的磨損


根據以往經驗是搖臂滾針軸承散落或卡滯導致失火,檢查該車,搖臂轉動靈活無卡滯現象。分析是凸輪軸或搖臂滾輪出廠加工時可能存在瑕疵,導致它們在相互接觸時產生過大阻力造成異常磨損。磨損後的排氣凸輪在怠速時存在廢氣排出偏小的情況,使6缸在怠速時燃燒條件變差產生髮動機抖動和失火。

故障排除

更換6缸排氣搖臂和第二列汽缸排氣凸輪軸後故障排除。

故障總結

該車裝配有雙可變配氣相位和進氣側可變氣門升程系統,在怠速時採用小凸輪進氣較少,同時怠速時通過配氣相位調節要減少廢氣再循環(也就是廢氣排出要徹底),提高怠速穩定性。而該車由於6缸一個搖臂滾子和凸輪頂圓處磨損,導致排氣門打開時升程不足使廢氣排出不徹底,由於6缸廢氣較多惡化了燃燒環境,使發動機產生抖動和失火。但怠速時單位時間內發動機失火沒有超過觸發故障警示燈的門檻值,所以故障燈並不點亮。而在中小負荷時由於進氣量加大,此時控制單元為降低氮氧化合物會控制排氣門晚開早閉,使更多廢氣留在汽缸,降低了燃燒室溫度,所以在中小負荷試車時反而感覺發動機是正常的,且故障燈也不點亮。

汽修案例:奧迪A6L車速達到120km/h時出現失火故障排除

一輛行駛里程約1.7萬KM的奧迪A6L 2.0T轎車。用戶反映:該車車速達到120km/h時出現失火現象。

故障診斷:

(1)由於排放標準的提高,發動機控制單元會時刻監測各缸工作狀態。一旦發現某缸存在工作不良次數超過設定值就會點亮廢氣燈;同時會對失火汽缸進行斷油,以免損壞三元催化器和排放超標。

(2)診斷儀檢查顯示:多缸失火和4缸失火的故障記憶,如圖1所示。清除故障碼後高速試車,發現當車速超過120km/h時,轉向盤和車身有明顯的抖動現象而此時還沒有出現失火現象。

(3)繼續行駛當車速達到130km/h時,在數據流16裡出現4缸有失火現象。當失火次數超過24次後點亮廢氣燈,接著發動機出現斷火現象。

(4)熄火重新啟動後,故障不再出現,直到車速超過120km/h又出現。

汽修案例:奧迪A6L單缸失火故障檢修實例

(5)引起失火的主要原因有:①各缸壓縮比相關較大。②某缸點火能量不足(含火花塞、點火線圈以及電源和搭鐵)。③各缸空燃比相關較大(噴油器堵塞或是洩漏)。④燃油品質不良。⑤控制單元軟件判斷錯誤。⑥外部存在電磁干擾。

(6)首先檢查火花塞,由於車輛購車時間和行駛里程都很短,發現火花塞燃燒良好。測量汽缸壓力,4缸在11. 7Bar,而且各缸壓差也較小,屬於正常。(7)此時分析還有可能是燃油品質和噴油器工作不良導致發生失火現象,但客戶反映他們單位一起購買了10輛同樣的車輛,其他車輛也在同一加油站加油並沒有出現這樣的故障。

(8)決定對調一下噴油器,看故障是否會出現轉移。將2缸和4缸噴油器對調,再次高速試車發現故障仍然是4缸失火。

(9)雖然發動機控制單元也有可能導致產生這種故障,但發動機控制單元並不是一個易損件不能輕易更換。

(10)再次梳理思路,回想試車時當車速超過120km/h故障還沒有出現時,車輛先出現了轉向盤和車身抖動,而這個故障是由於輪胎動平衡不良所造成。雖然輪胎動平衡不會直接導致失火,但它會導致曲軸轉速產生波動;而失火檢測的方法一般是通過曲軸位置傳感器和凸輪軸位置傳感器來檢測各缸工作時轉過相同的曲軸轉角所用的時間,來和標準數據對比從而得出某缸失火。

故障解決:

將四條輪胎全部做了動平衡,再次高速試車,當車速超過120km/h時不再出現轉向盤和車身抖動現象,經長時間試車且車速超過180km/h也沒有出現失火記錄。經客戶使用半個月後,跟蹤回訪客戶反映沒有再次出現故障。

故障總結:

由於輪胎動平衡不良,導致發動機轉速波動;發動機控制單元誤以為失火,從而點亮廢氣燈並切斷4缸供油。為什麼這種情況只會報4缸失火?個人分析是由於4缸和變速器離得最近,自然受輪胎(半軸)轉速波動影響比較大


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