汽车技师论文浅谈别克君威发动机怠速不稳故障及排除

广东省工人技师职务申请评 审 论 文论文题目别克君威发动机怠速不稳故障及排除姓 名: 单 位: 原技术工种名称: 申 报 时 间: 广东省人力资源和社会保障厅制目 录摘 要 3关键词 3引 言 3一、君威2.5L发动机的结构简介 3二、发动机怠速不稳的原因41.发动机的进气系统故障 4 2.发动机的燃油系统故障 5 3.发动机的点火系统故障 6 4.发动机的电子控制系统故障 7 5.发动机机械结构故障 8三、君威发动机怠速不稳故障诊断分析 9 1.故障症状描述9 2.发动机怠速不稳检查过程与结果分析9 3.故障排除9四、总结 10五、致谢词 10参考文献 10别克君威发动机怠速不稳故障及排除 摘 要：一辆装备2.5L发动机的别克君威轿车，累计行驶里程4.5万km。车主反映该车最近怠速转速时高时低，且发动机加速无力。在路边修理店清洗了喷油器、进气道、节气门体及怠速控制阀，但故障依旧，经过对该故障症状确认，故障诊断任务原因分析和故障诊断方案设计，最后排除故障，总结君威发动机怠速不稳的故障、实施过程中存在问题。关键词：发动机 怠速不稳 引 言：君威2.5LV6系列发动机是萨博的电喷汽油发动机。其优点是使发动机具有较小的整机尺寸，在轿车发动机仓内很容易布置；整车的重量降低，使整车的加速性和通过性得到提高而且省油，它采用了双流道设计。何为双流道？首先要了解这款2.0T发动机的点火顺序是1-3-4-2，将发动机排气道分为两组（1、4号汽缸为一组；2、3号汽缸为另外一组），它们两组各有一条单独的排气管来共同驱动涡轮。这样的设计能使废气排出的节奏稳定，我们要全面透彻的了解电控发动机各组成部分的工作原理，掌握其各项功能与作用，根据具体的故障现象结合相关的知识分析可能原因，制定出切实可行的维修方法以及步骤，最后找出故障点及排除。在此，我对君威电控发动机加速不良故障的诊断与排除做了全面的分析与总结。一、君威2.5L发动机的结构简介别克君威轿车2.5L/V6(LB8)发动机采用顺序多点燃油喷射系统和无分电器直接点火系统，一体化动力系统控制模块(PCM)不仅控制发动机的正常运转，同时还控制自动变速器;多点顺序电控喷射系统，动力纯粹、转平稳，排放达到EII标准；并搭配手自排一体式变速箱，实现动力性与实用性的结合。制造工艺和成本普遍低一些。4G18发动机在中国生产已有10年的历史，因其结构紧凑、功率大。省油，目前已经被很多国内自主车型争相使用。相对其他同类1.6L发动机而言，4G18发动机体积小，发动机舱内容易布置，符合轻量化要求，不仅降低了整车重量，并使整车的加速性和通过性得到提高。其实仔细比较，它采用了双流道设计。何为双流道？首先要了解这款2.0T发动机的点火顺序是1-3-4-2，将发动机排气道分为两组（1、4号汽缸为一组；2、3号汽缸为另外一组），它们两组各有一条单独的排气管来共同驱动涡轮。这样的设计能使废气排出的节奏稳定混合气体在进气道隔板和纵涡控制活塞的共同作用下，在气缸内形成一个纵向垂直的涡流，使得汽缸内的混合气浓度能从内到外逐渐降低，再由ECU调节点火时间，使气缸内的火焰传播速度最快。通过这点来提高发动机热效率，降低燃油消耗。如图1君威 2.5 L电控发动机外观图。 图1 君威 2.5 L电控发动机外观图二、发动机怠速不稳的原因怠速抖动是因为汽缸内气体作用力的变化（一个汽缸气体作用力变化或几个汽缸气体作用力变化），引起各汽缸功率不平衡，导致各活塞在做功行程时的水平方向分力不一致，出现对发动机横向摇倒的力矩不平衡，从而产生发动机抖动。也可以说，凡是引起发动机汽缸内气体作用力变化的故障都有可能导致发动机怠速抖动。怠速不稳是发动机维修中遇到最多的故障。如果诊断思路不正确会延长修理时间、降低工作效率，甚至使车主等待不及而转到另一家汽修厂。如何观察发动机怠速不稳呢？1.观察发动机缸体抖动程度，也可以观看机油尺把晃动的程度，平稳的油尺把很清晰，抖动的油尺把看起来是双的；2.从发动机转速表或读数据块观察，转速以怠速期望值为中心抖动，或在期望值一侧剧烈抖动，程序中的怠速期望值包括标准怠速值、负荷（打开灯光，自动变速器挂上挡等）怠速值、空调怠速值、暖车怠速值；3.原地启动发动机，坐在座椅上感觉车身剧烈抖动。汽车的进气系统、燃油系统、点火系统、发动机机械系统其中一个系统出现故障都会造成怠速不稳，更是最主要的原因。1.发动机进气系统故障 图2 电控发动机的空气供给系统进气系统由空气滤清器、空气流量传感器、进气压力传感器、节气门体、附加空气阀、怠速控制阀、谐振腔、动力腔和进气歧管等组成，如上图2所示。进气系统的功用是尽可能均匀地向各个气缸供给可燃混合气或纯净的空气。发动机工作时，驾驶员通过加速踏板操控节气门的开度，以此来控制进气量，控制发动机的转速。进入发动机的空气经空气滤清器去浮尘和杂质后，流经空气流量计，沿节气门通道进入动力腔，再经进气歧管分配到各个气缸。发动机冷车怠速运转时，部分空气经附加空气阀或怠速控制阀绕过节气门进入气缸。(1) 进气歧管或各种阀泄漏 当不该进入的空气、汽油蒸汽、燃烧废气进入到进气歧管，造成混合气过浓或过稀，使发动机燃烧不正常。当漏气位置只影响个别汽缸时，发动机会出现较剧烈的抖动，对冷车怠速影响更大。常见原因有：进气总管卡子松动或胶管破裂；进气歧管衬垫漏气；进气歧管破损或其他机机将进气歧近磨出孔洞；喷油器O型密封圈漏气；真空气插头脱落、破裂；曲轴箱强制通风（PCV）阀开度大；活性碳罐常开；废气循环（EGR）阀关闭不严等。（2）节气门和进气道积垢过多 节气门和周围进气道的积炭、污垢过多，空气通道截面积发生变化，使得控制单元无法精确控制怠速进气量，造成混合气过浓或过稀，使燃烧不正常，常见原因有：节气门有油污或积炭；节气门周围的进气道有油污、积炭；怠速步进电机、占空比电磁阀、旋转电磁阀有油污、积炭。（3）怠速空气执行元件故障怠速空气执行元件故障导致怠速空气控制不准确。常见原因有：节气门电机损坏或发卡；怠速步进电机、占空比电磁阀、旋转电有效期阀损坏或发卡。（4）进气量失准控制单元接收错误信号而发出错误的指令，引起发动机怠速进气量控制失准，使发动机燃烧不正常，属于怠速不稳的间接原因。常见原因有：空气流量计或其线路故障；进气压力传感器或其线路故障；发动机控制单元插头因进水接触不良或电脑内部故障2.发动机燃油系统故障 图3 发动机燃油供给系统如图3发动机燃油供给系统包括燃油箱、燃油泵、燃油缓冲器、燃油压力调节器、燃油滤清器、喷油器，节温定时开关和冷起动阀（冷起动喷油器）等部件。（1）喷油器故障喷油器的喷油量不均、雾状不好，造成各汽缸发出的功率不平衡。常见原因有：喷油器堵塞、密封不良、喷出的燃油成线状等。（2）燃油压力故障油压过低，从喷油器喷出的燃油雾化状态不良或者喷出的燃油成线状，严重时只喷出油滴，喷油量减少使混合气过稀；油压过高，实际喷油量增加，使混合气过浓。常见原因有：燃油滤清器堵塞；燃油泵滤网堵塞；燃油泵的泵油能力不足；燃油泵安全阀弹簧弹力过小；进油管变形；燃油压力调节器有故障；回油管压瘪堵塞。（3）喷油量失准 各传感器或线路故障，导致控制单元发出错误指令，使喷油量不正确，造成混合气过浓或过稀，属于怠速不稳的间接原因。具体原因有：空气流量计（或进气歧管压力传感器）故障；节气门位置传感器故障；节气门怠速开关故障；冷却液温度传感器故障；进气温度传感器故障；氧传感器失效；以上传感器的线路有断路、短路、接地故障；发动机控制单元插头因进水接触不良或电脑内部故障。3.发动机点火系统故障 图4 发动机点火系统如上图4发动机点火系统，包括：1.点火开关、 2.点火线圈、 3. 绝缘盖、 4.初级线圈、 5.次级线圈 6.分电器、 7.蓄电池、 8.点火控制器、9.传动齿轮、 10.真空提前装置、 11.分电器主轴、 12.分火头、 13.分电器盖、 14.离心提前装置等。（1）点火模块与点火线圈故障 近些年各车型多将点火模块与点火线圈制成一体，点火模块或点火线圈有故障主要表现为高压火花弱或火花塞不点火。常见原因有：点火触发信号缺失、点火模块有故障、点火模块供电或接地线的连接松动、接触不良、初级线圈或次级线圈有故障等。（2）火花塞与高压线故障火花塞、高压线故障导致火花能量下降或失火。常见原因：火花塞间隙不正确、火花塞电极烧蚀或损坏、火花塞电极有积炭、火花塞磁绝缘体有裂纹、高压线电阻过大、高压线绝缘外皮或插头漏电、分火头电极烧蚀或绝缘不良。（3）点火提前角失准故障由于传感器及线路故障属于引起怠速不稳的间接原因，控制单元发出错误指令，使点火提前角不正确，或造成点火提前角大范围波动。常见原因有：空气流量计或进气压力信号故障、霍尔传感器故障、冷却液温度传感器故障、进气温度传感器故障、爆震传感器故障、以上传感器的线路有断路、短路、接地故障、发动机控制单元因进水引起插头接触不良或内部电路损坏。（4）三无催化器堵塞引起怠速不稳，这种故障在高速行驶时最易发现的。自动变速器、空调、转向单元之间的怠速提升信号中断，在安装CAN-BUS的车辆存在总线系统故障。随着新技术、新结构的增加，引起怠速不稳的因素会更多，诊断都必须全面考虑问题。4.发动机的电子控制故障采集发动机机况信号，根据采集的信号计算确定最佳喷油量、最佳喷油时刻以及最佳点火时刻等，从而提高发动机的动力性、燃油经济性的排放性能。如图5电子控制系统图。图5 电子控制系统图5.发动机机械结构汽油机的两大组成机构包括配气机构和曲柄连杆机构，配气机构的功用是根据发动机的工作顺序和工作过程，定时开启和关闭进气门和排气门，使可燃混合气或空气进入气缸，并使废气从气缸内排出，实现换气过程。配气机构大多采用顶置气门式配气机构，一般由气门组、气门传动组和气门驱动组组成。曲柄连杆机构的作用是提供燃烧场所，把燃料燃烧后气体作用在活塞顶上的膨胀压力转变为曲轴旋转的转矩，不断输出动力。一般由机体组、活塞连杆组和曲轴飞轮组三部分组成。如下图6所示。（1）配气机构 图6 配气机构配气机构故障导致个别汽缸的功率下降过多，从而使各汽缸功率不平衡。常见原因有:正时皮带安装位置错误，使各缸气门的开闭时间发生变化，导致配气相位失准，各汽缸燃烧不正常。气门工作面与气门座圈积炭过多，气门密封不严，使各汽缸压缩力不一致。凸轮轴的凸轮磨损，各缸凸轮的磨损不一致导致各汽缸进入空气量不一致，气门相关件有故障，如气门推杆磨损或弯曲，摇臂磨损，气门卡住或漏气，气门弹簧折断等。曾遇到2例因气门弹簧折断而出现间断性怠速抖动，使用各种仪器检测都不能确定原因，拆卸气门弹簧后才发现故障原因。另外，装有液压挺杆的发动机，在通往汽缸盖的机油道上安装一个泄压阀，当压力高于300 kPa，打开该阀。如果该阀堵塞，由于压力过高会使液压挺杆伸长过多，导致气门关闭不严，进气门背部存在大量积炭，使冷车时吸附刚喷入的燃油，而不能进入汽缸，由于混合气过稀导致冷车怠速不稳。（2）发动机体、活塞连杆机构故障这些故障都会使个别汽缸功率下降过多，从而使各汽缸功率不平衡。常见原因有：汽缸衬垫烧蚀或损坏，造成单缸漏气或两缸之间漏气；活塞环端隙过大、对口或断裂，活塞环失去弹性；活塞环槽内积炭过多；活塞与汽缸磨损，汽缸圆度、圆柱度超差；因汽缸进水后导致的连杆弯曲，改变压缩比；燃烧室积炭会改变压缩比，积炭严重导致怠速不稳。（3）其他原因曲轴、飞轮、曲轴皮带轮等转动部件动平衡不合格，发动机支脚垫断裂损坏，发动机底护板因变形与油底壳相撞击等，这些原因只会造成发动机振动而不影响转速。三、君威发动机怠速不稳的故障诊断分析1故障症状描述一轮装备2.5L发动机的别克君威轿车，累计行驶里程4.5万km。车主反映该车最近怠速转速时高时低，且发动机加速无力。在路边修理店清洗了喷油器、进气道、节气门体及怠速控制阀，但故障依旧。2发动机怠速不稳检查过程与结果分析（1）我对点火圈线、高压线等做检查一切正常后把火花塞拆出来进行观察，一切正常（2）拆下EGR阀把废气再循环通道堵死。故障现象没有消失即为不是此故障（3）检查没有听见进气管有泄漏的“哧哧”声和任何异常，则证明进气系统正常（4）首先连接Tech 2诊断仪对发动机电控系统进行检测，没有发现故障存储。接着读取数据流，相关主要数据如下：长期燃油调整（LT）18%短期燃油调整（ST）25%进气压力（MAP） 4042kPa进气（MAF）频率16001800Hz显然，这些数据不在正常范围内。 由于MAF频率偏低，怀疑空气流量计损坏。将空气流量计插头拔掉，发动机怠速变得平稳，观察数据流，发现LT下降到4%；再插上空气流量计插头，发动机立即振动起来；换上同型号的正常空气流量计后，发动机怠速仍然不稳，相关数据也有任何变化，说明该车空气流量计没有损坏。 进一步观察数据流，发现怠速转速有时高达1000r/min正常值应为660r/min左右）且在变化，氧传感器信号电压为2030mV，怠速控制阀步数为O。急踩几下加速踏板后，氧传感器信号电压开始进行 “浓、稀”调节，但怠速控制阀步数仍然为0（正常值应为1040）。 通过以上数据可以初步判断：氧传感器信号电压处于2030mV，说明混合气偏稀；怠速控制阀步数为0，首先说明怠速控制阀、PCM工作正常，其次说明PCM在发现发动机怠速偏高后进行了全力调节，但将怠速控制阀步数调整为0后怠速转速仍然偏高，说明节气门后进气歧管的某个部位漏气；MAP正常值为3639kPa，上述数据表明进气歧管有漏气的地方；MAF频率偏低，说明进气歧管有漏气的地方。 基于上述判断，决定检查各真空管路及密封部件。将制动真空助力器的真空管夹住，发动机怠速抖动现象消失，说明真空助力器有问题。3.故障排除更换真空助力器后再观察数据流，LT下降为3%，MAF频率上升到21OOHz, MAP值下降到3436kPa,怠速控制阀步数达到20，氧传感器信号电压也恢复了正常的“浓、稀”变化。经试车，发动机顺利起动，加速顺畅有力，故障排除。各数据显示正常,至此故障排除。四、总结发动机的重要性不言而喻，但是人们在自己开车的过程中，却对于发动机的保养与维护不是那么的专业与看重，一些简单的问题得不到重视，致使发动机出现了重大的问题，汽车越来越好，同时也就要求车主对于自己的爱车要有一定的基本了解。同样的对于我们维修工就更需要进一步了解，在维修发动机时要认真仔细的对于故障进行分析与推断，让车主放心，让自己在维修的同时得到经验的积累。我们在维修发动机的时候不但要解决显现出来的故障现象，还要检查一些隐性的故障现象，避免由小问题变成大问题，由隐性故障变成显性故障。做事时要认真负责。通过这篇论文我认识到了自己的不足与差距。我相信在以后的工作当中我会弥补自己的不足，拉短自己的差距，不断学习与研究让自己维修技术更上一个台阶。五、致谢词 由于本人水平有限，分析不够透彻，文中有错漏以及不足之处，敬请评审老师批评指正，在此衷心的感谢百忙中抽出时间对本文进行评审并提出宝贵意见的各位专家；和对我进行辅导帮助的恺睿学校的老师们，以及工作中给予帮助的各位领导与同事，在此一并致以诚挚的谢意！ 参考文献1.张子波著：汽车发动机构造与维修 ，北京 高等教育出版社 20052.孔宪峰著：汽车发动机构造与维修 ，北京 高等教育出版社 2002 3.杨庆著：汽车故障诊断与检测技术 ，上海 人民交通出版社 20054.陈家瑞等：汽车构造 ，北京 人民交通出版社 2003 5.马东宵.曹景升著： 汽车维修实训教程 ，北京 人民邮电出版社 2005 6.张广辉、张广坤著： 汽车故障诊断技术 ，北京 高等教育出版社 2005 11