怠速不穩(wěn)是發(fā)動(dòng)機(jī)維修中遇到最多的故障。如何解決怠速抖動(dòng)是汽車實(shí)際運(yùn)用中的一個(gè)難題,讓維修企業(yè)頭痛,普遍缺乏系統(tǒng)性的有效的解決方法。
如果診斷思路不正確會(huì)延長(zhǎng)修理時(shí)間、降低工作效率,甚至使車主等待不及而轉(zhuǎn)到另一家汽修廠。本文是筆者在長(zhǎng)期實(shí)踐中對(duì)此故障的摸索和總結(jié),從實(shí)踐出發(fā),按照進(jìn)氣系統(tǒng)、點(diǎn)火系統(tǒng)、燃油系統(tǒng)、機(jī)械系統(tǒng),循序漸進(jìn)地排查故障,尋找故障原因。對(duì)于汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的維修方面有現(xiàn)實(shí)的指導(dǎo)意義供同行參考。
01如何判斷怠速不穩(wěn)
①觀察發(fā)動(dòng)機(jī)缸體抖動(dòng)程度,也可以觀看機(jī)油尺把晃動(dòng)的程度,平穩(wěn)的油尺把很清晰,抖動(dòng)的油尺把看起來是雙的;
②從發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速表或讀數(shù)據(jù)塊觀察,轉(zhuǎn)速以怠速期望值為中心抖動(dòng),或在期望值一側(cè)劇烈抖動(dòng),程序中的怠速期望值包括標(biāo)準(zhǔn)怠速值、負(fù)荷(打開燈光,自動(dòng)變速器掛上擋等)怠速值、空調(diào)怠速值、暖車怠速值;
③原地啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī),坐在座椅上感覺車身劇烈抖動(dòng)。
02怠速不穩(wěn)的分類
怠速不穩(wěn)按出現(xiàn)規(guī)律分類
①冷車(冷卻液溫度低于50℃)有節(jié)奏的不穩(wěn);
②熱車(冷卻液溫度高于50℃)有節(jié)奏的不穩(wěn);
③無規(guī)律的劇烈抖動(dòng)一、兩下。
怠速不穩(wěn)按抖動(dòng)程度分類
①正常,以怠速期望值±10r/min抖動(dòng);
②一般不穩(wěn),以怠速期望值±20r/min抖動(dòng);
③嚴(yán)重不穩(wěn),超過怠速期望值±20r/min抖動(dòng);
④在怠速期望值的一側(cè)劇烈抖動(dòng)。
怠速不穩(wěn)按原因關(guān)聯(lián)分類
①直接原因,指機(jī)械零件臟污、磨損、安裝不正確等,導(dǎo)致個(gè)別汽缸功率的變化,從而造成各汽缸功率不平衡,致使發(fā)動(dòng)機(jī)出現(xiàn)怠速不穩(wěn);
②間接原因,指發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)不正常,導(dǎo)致混合氣燃燒不良,造成各汽缸功率難以平衡,使發(fā)動(dòng)機(jī)出現(xiàn)怠速不穩(wěn)。
怠速不穩(wěn)按故障系統(tǒng)分類
①進(jìn)氣系統(tǒng);
②燃油系統(tǒng);
③點(diǎn)火系統(tǒng);
④發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)械系統(tǒng)。
03怠速抖動(dòng)機(jī)理
汽缸內(nèi)氣體作用力的變化(一個(gè)汽缸氣體作用力變化或幾個(gè)汽缸氣體作用力變化),引起各汽缸功率不平衡,導(dǎo)致各活塞在做功行程時(shí)的水平方向分力不一致,出現(xiàn)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)橫向搖倒的力矩不平衡,從而產(chǎn)生發(fā)動(dòng)機(jī)抖動(dòng)。也可以說,凡是引起發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸內(nèi)氣體作用力變化的故障都有可能導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)怠速抖動(dòng)。
04怠速不穩(wěn)的原因
1. 進(jìn)氣系統(tǒng)
(1)進(jìn)氣歧管或各種閥泄漏導(dǎo)致怠速不穩(wěn)
當(dāng)不該進(jìn)入的空氣、汽油蒸汽、燃燒廢氣進(jìn)入到進(jìn)氣歧管,造成混合氣過濃或過稀,使發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒不正常。當(dāng)漏氣位置只影響個(gè)別汽缸時(shí),發(fā)動(dòng)機(jī)會(huì)出現(xiàn)較劇烈的抖動(dòng),對(duì)冷車怠速影響更大。
常見原因有:進(jìn)氣總管卡子松動(dòng)或膠管破裂;進(jìn)氣歧管襯墊漏氣;進(jìn)氣歧管破損或其它機(jī)件將進(jìn)氣歧管磨出孔洞;噴油器O型密封圈漏氣;真空管插頭脫落、破裂;曲軸箱強(qiáng)制通風(fēng)(PCV)閥開度大;活性炭罐閥常開;廢氣再循環(huán)(EGR)閥關(guān)閉不嚴(yán)等。
(2)節(jié)氣門和進(jìn)氣道積垢過多導(dǎo)致怠速不穩(wěn)
節(jié)氣門和周圍進(jìn)氣道的積炭、污垢過多,空氣通道截面積發(fā)生變化,使得控制單元無法精確控制怠速進(jìn)氣量,造成混合氣過濃或過稀,使燃燒不正常。
常見原因有:節(jié)氣門有油污或積炭;節(jié)氣門周圍的進(jìn)氣道有油污、積炭;怠速步進(jìn)電機(jī)、占空比電磁閥、旋轉(zhuǎn)電磁閥有油污、積炭。
(3)怠速空氣執(zhí)行元件故障導(dǎo)致怠速不穩(wěn)
怠速空氣執(zhí)行元件故障導(dǎo)致怠速空氣控制不準(zhǔn)確。
常見原因有:節(jié)氣門電機(jī)損壞或發(fā)卡;怠速步進(jìn)電機(jī)、占空比電磁閥、旋轉(zhuǎn)電磁閥損壞或發(fā)卡。
(4)進(jìn)氣量失準(zhǔn)導(dǎo)致怠速不穩(wěn)
控制單元接收錯(cuò)誤信號(hào)而發(fā)出錯(cuò)誤的指令,引起發(fā)動(dòng)機(jī)怠速進(jìn)氣量控制失準(zhǔn),使發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒不正常,屬于怠速不穩(wěn)的間接原因。
常見原因有:空氣流量計(jì)或其線路故障;進(jìn)氣壓力傳感器或其線路故障;發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元插頭因進(jìn)水接觸不良或電腦內(nèi)部故障。
2. 燃油系統(tǒng)
(1)噴油器故障
噴油器的噴油量不均、霧狀不好,造成各汽缸發(fā)出的功率不平衡。
常見原因有:噴油器堵塞、密封不良、噴出的燃油成線狀等。
(2)燃油壓力故障
油壓過低,從噴油器噴出的燃油霧化狀態(tài)不良或者噴出的燃油成線狀,嚴(yán)重時(shí)只噴出油滴,噴油量減少使混合氣過稀;油壓過高,實(shí)際噴油量增加,使混合氣過濃。
常見原因有:燃油濾清器堵塞;燃油泵濾網(wǎng)堵塞;燃油泵的泵油能力不足;燃油泵安全閥彈簧彈力過小;進(jìn)油管變形;燃油壓力調(diào)節(jié)器有故障;回油管壓癟堵塞。
(3)噴油量失準(zhǔn)
各傳感器或線路故障,導(dǎo)致控制單元發(fā)出錯(cuò)誤指令,使噴油量不正確,造成混合氣過濃或過稀,屬于怠速不穩(wěn)的間接原因。
具體原因有:空氣流量計(jì)(或進(jìn)氣歧管壓力傳感器)故障;節(jié)氣門位置傳感器故障;節(jié)氣門怠速開關(guān)故障;冷卻液溫度傳感器故障;進(jìn)氣溫度傳感器故障;氧傳感器失效;以上傳感器的線路有斷路、短路、接地故障;發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元插頭因進(jìn)水接觸不良或電腦內(nèi)部故障。
3. 點(diǎn)火系統(tǒng)
(1)點(diǎn)火模塊與點(diǎn)火線圈
近些年各車型多將點(diǎn)火模塊與點(diǎn)火線圈制成一體,點(diǎn)火模塊或點(diǎn)火線圈有故障主要表現(xiàn)為高壓火花弱或火花塞不點(diǎn)火。
常見原因有:點(diǎn)火觸發(fā)信號(hào)缺失;點(diǎn)火模塊有故障;點(diǎn)火模塊供電或接地線的連接松動(dòng)、接觸不良;初級(jí)線圈或次級(jí)線圈有故障等。
(2)火花塞與高壓線
火花塞、高壓線故障導(dǎo)致火花能量下降或失火。常見原因有:火花塞間隙不正確;火花塞電極燒蝕或損壞;火花塞電極有積炭;火花塞磁絕緣體有裂紋;高壓線電阻過大;高壓線絕緣外皮或插頭漏電;分火頭電極燒蝕或絕緣不良。
(3)點(diǎn)火提前角失準(zhǔn)
由于傳感器及線路故障屬于引起怠速不穩(wěn)的間接原因,控制單元發(fā)出錯(cuò)誤指令,使點(diǎn)火提前角不正確,或造成點(diǎn)火提前角大范圍波動(dòng)。
常見原因有:空氣流量計(jì)或進(jìn)氣壓力信號(hào)故障;霍爾傳感器故障;冷卻液溫度傳感器故障;進(jìn)氣溫度傳感器故障;爆震傳感器故障;以上傳感器的線路有斷路、短路、接地故障;發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元因進(jìn)水引起插頭接觸不良或內(nèi)部電路損壞。
(4)其它原因
三元凈化催化器堵塞引起怠速不穩(wěn),這種故障在高速行駛時(shí)最易發(fā)現(xiàn)。自動(dòng)變速器、空調(diào)、轉(zhuǎn)向助力器有故障會(huì)增加怠速負(fù)荷,引起怠速不穩(wěn)。發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元與空調(diào)、自動(dòng)變速器控制單元之間的怠速提升信號(hào)中斷,在安裝CAN-BUS的車輛存在總線系統(tǒng)故障。隨著新技術(shù)、新結(jié)構(gòu)的增加,引起怠速不穩(wěn)的因素會(huì)更多,診斷者必須全面考慮問題。
4、機(jī)械結(jié)構(gòu)
(1)配氣機(jī)構(gòu)
配氣機(jī)構(gòu)故障導(dǎo)致個(gè)別汽缸的功率下降過多,從而使各汽缸功率不平衡。
常見原因有:正時(shí)皮帶安裝位置錯(cuò)誤,使各缸氣門的開閉時(shí)間發(fā)生變化,導(dǎo)致配氣相位失準(zhǔn),各汽缸燃燒不正常。氣門工作面與氣門座圈積炭過多,氣門密封不嚴(yán),使各汽缸壓縮壓力不一致。凸輪軸的凸輪磨損,各缸凸輪的磨損不一致導(dǎo)致各汽缸進(jìn)入空氣量不一致。氣門相關(guān)件有故障,如氣門推桿磨損或彎曲,搖臂磨損,氣門卡住或漏氣,氣門彈簧折斷等。我曾遇到2例因氣門彈簧折斷而出現(xiàn)間斷性怠速抖動(dòng),使用各種儀器檢測(cè)都不能確定原因,拆卸氣門彈簧后才發(fā)現(xiàn)故障原因。另外,裝有液壓挺桿的發(fā)動(dòng)機(jī),在通往汽缸蓋的機(jī)油道上安裝一個(gè)泄壓閥,當(dāng)壓力高于300kPa,打開該閥。如果該閥堵塞,由于壓力過高會(huì)使液壓挺桿伸長(zhǎng)過多,導(dǎo)致氣門關(guān)閉不嚴(yán)。進(jìn)氣門背部存在大量積炭,使冷車時(shí)吸附剛噴入的燃油,而不能進(jìn)入汽缸,由于混合氣過稀導(dǎo)致冷車快怠速不穩(wěn)。
(2)發(fā)動(dòng)機(jī)體、活塞連桿機(jī)構(gòu)
這些故障都會(huì)使個(gè)別汽缸功率下降過多,從而使各汽缸功率不平衡。常見原因有:汽缸襯墊燒蝕或損壞,造成單缸漏氣或兩缸之間漏氣;活塞環(huán)端隙過大、對(duì)口或斷裂,活塞環(huán)失去彈性;活塞環(huán)槽內(nèi)積炭過多;活塞與汽缸磨損,汽缸圓度、圓柱度超差;因汽缸進(jìn)水后導(dǎo)致的連桿彎曲,改變壓縮比;燃燒室積炭會(huì)改變壓縮比,積炭嚴(yán)重導(dǎo)致怠速不穩(wěn)。
(3)其它原因
曲軸、飛輪、曲軸皮帶輪等轉(zhuǎn)動(dòng)部件動(dòng)平衡不合格,發(fā)動(dòng)機(jī)支腳墊斷裂損壞,發(fā)動(dòng)機(jī)底護(hù)板因變形與油底殼相撞擊等,這些原因只會(huì)造成發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)而不影響轉(zhuǎn)速。
05怠速不穩(wěn)的診斷方法
進(jìn)氣系統(tǒng)、燃油系統(tǒng)、點(diǎn)火系統(tǒng)、發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)械故障均會(huì)導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)怠速不穩(wěn)現(xiàn)象,因此診斷產(chǎn)生發(fā)動(dòng)機(jī)怠速不穩(wěn)現(xiàn)象的原因是一項(xiàng)涉及面較廣、難度較大的工作,輕易換件的方法是不可取的。怠速不穩(wěn)故障的原因有百般變化,應(yīng)根據(jù)檢測(cè)結(jié)果、理論分析、維修經(jīng)驗(yàn)做出正確判斷,所以說診斷工作是有規(guī)律可循的。
1. 詢問車主了解怠速不穩(wěn)的情況
接車后應(yīng)向車主了解:
①最早出現(xiàn)怠速不穩(wěn)的時(shí)間;
②怠速不穩(wěn)時(shí)的發(fā)動(dòng)機(jī)溫度;
③該車行駛里程;
④車主經(jīng)常駕駛的道路和習(xí)慣;
⑤該車保養(yǎng)情況;
⑥該車維修歷史;
⑦該車是否加裝設(shè)備。
通過以上了解可對(duì)怠速不穩(wěn)有初步判斷,縮短檢查時(shí)間,避免在檢修時(shí)做無用功。
2. 外觀檢查
打開發(fā)動(dòng)機(jī)罩檢查:觀察發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)情況,抖動(dòng)程度,同時(shí)觀察發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速表指針的擺動(dòng)幅度,是否偏離怠速期望值;觀察是正常怠速抖動(dòng),還是負(fù)荷怠速抖動(dòng)(打開空調(diào)、燈光、掛入擋位、打方向盤等);發(fā)動(dòng)機(jī)外部件是否有異常;真空管有無脫落、破損;電線插接器有無松脫;是否存在漏油、漏水、漏氣、漏電的四漏現(xiàn)象;排氣管是否“突、突”(說明燃燒不好)、冒黑煙、有生汽油味等不正常現(xiàn)象;節(jié)氣門拉線是否調(diào)整合適。
3. 查詢分析故障碼
讀碼(永久性、偶發(fā)性故障碼都要記錄)——清碼——運(yùn)行(此時(shí)要再現(xiàn)故障發(fā)生的條件)——再讀碼。閱讀維修手冊(cè)中的故障碼列表,查閱故障碼發(fā)生的原因、影響、排除方法。對(duì)偶發(fā)性故障碼不能忽視,往往怠速不穩(wěn)時(shí)刻正是偶發(fā)故障碼出現(xiàn)之時(shí)。經(jīng)過分析確定下一步檢修工作。如果沒有故障碼存儲(chǔ),要考慮控制單元不監(jiān)視的元件可能存在故障,例如桑塔納2000時(shí)代超人的控制單元不能對(duì)點(diǎn)火系統(tǒng)、燃油泵進(jìn)行監(jiān)控,對(duì)這兩個(gè)部件應(yīng)采用測(cè)量方法檢查。
4. 閱讀分析數(shù)據(jù)塊
數(shù)據(jù)塊可以提供發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)中的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù),能否正確分析數(shù)據(jù)塊代表診斷者的技術(shù)水平,對(duì)那些不正確的數(shù)據(jù)要分析其原因。對(duì)于怠速不穩(wěn),要讀發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、節(jié)氣門開度、發(fā)動(dòng)機(jī)工況、怠速空氣流量學(xué)習(xí)值、怠速空氣調(diào)節(jié)值、怠速λ學(xué)習(xí)值、怠速λ調(diào)節(jié)、吸入空氣量、點(diǎn)火提前角、λ傳感器信號(hào)電壓、冷卻液溫度、進(jìn)氣溫度等數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)值、學(xué)習(xí)值和調(diào)整值以實(shí)際值或百分率表示,工況以文字表示。
5. 檢測(cè)
根據(jù)故障現(xiàn)象、故障碼內(nèi)容、數(shù)據(jù)塊數(shù)值確定檢測(cè)內(nèi)容。根據(jù)檢測(cè)對(duì)象選擇萬用表、二極管測(cè)試筆、尾氣檢測(cè)儀、燃油壓力表、真空表、汽缸壓力表、示波器、模擬信號(hào)發(fā)生器、噴油器檢測(cè)清洗儀等,選擇哪一種儀器應(yīng)視具體情況來定,出發(fā)點(diǎn)是能迅速、準(zhǔn)確判斷故障。尾氣檢測(cè)和波形分析很重要,也可以用斷缸法迅速找到輸出功率小的汽缸,使用真空表可以分析影響真空度的具體原因。
檢測(cè)的原則是從電到機(jī)、從簡(jiǎn)到繁。可以按電控系統(tǒng)、點(diǎn)火系統(tǒng)、進(jìn)氣系統(tǒng)、燃油系統(tǒng)、發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)械部分的順序進(jìn)行。
萬用表的話可以選這個(gè)“大眾款”,質(zhì)量沒得說。
6. 故障排除
診斷者根據(jù)上述檢查結(jié)果和維修手冊(cè)中的故障排除指南,制定適合本車的排除方法。
排除方法一般有:清洗節(jié)氣門與進(jìn)氣道、清洗檢查噴油嘴、更換電氣元件、檢查線束的故障點(diǎn)、清潔接地點(diǎn)、修理發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)等工作。
7. 檢驗(yàn)交車
故障排除后必須用診斷儀、尾氣分析儀再檢測(cè)一遍,確認(rèn)故障完全排除后方能交給車主。在3天內(nèi)必須電話跟蹤一次,目的是:①對(duì)用戶車輛的維修質(zhì)量負(fù)責(zé),提示用戶使用車輛的注意事項(xiàng);②將該車的最終情況記錄在維修筆記中,不斷積累維修經(jīng)驗(yàn)。
06維修總結(jié)
發(fā)動(dòng)機(jī)怠速不穩(wěn)的原因非常多需要仔細(xì)分析診斷,分析怠速抖動(dòng)故障原因的指導(dǎo)思想:
凡是直接或間接引起發(fā)動(dòng)機(jī)各缸氣體作用力不平衡的故障都有可能導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)怠速抖動(dòng)。當(dāng)?shù)∷俣秳?dòng)較嚴(yán)重時(shí),應(yīng)首先查找直接故障(直接引起發(fā)動(dòng)機(jī)各缸氣體作用力不平衡的故障) ,這可避免作無用功。
來源:汽修寶典
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