动力不足现象柴油机排查主要分为三部分:供油系统、进排气系统、电气系统。
一、供油系统:
油箱(燃油管路)-粗滤-输油泵-精滤-高压油泵-共轨管-喷油器
油箱(燃油管路):进回油管位置、管接头是否锁紧、管路内径≧12mm,长度≦10m。注意油箱底部是否存有劣质柴油的残渣、沉淀物等。在任意工况下要保持0.3bar压力,要有合适的开孔或安全阀。燃油管路是否存在漏气、堵塞以及弯折现象,导致燃油阻力过大,造成动力不足故障。
粗滤:一般考虑温度较低燃油结蜡导致滤芯堵塞变形燃油阻力增大,导致供油不足。非结蜡情况下,考虑是否由于油品较差将滤芯堵塞变形,滤纸层内夹有大量残渣等杂物。滤网规格:3~5μm,过滤效率67%。对于安装手油泵的粗滤器要注意手油泵按钮是否被吸下。
结蜡粗滤滤芯 油箱检查
输油泵:目前使用的输油泵是一个机械齿轮结构。其作为高压油泵一个子部件,由于目前高压油泵作为共轨系统重要零部件由BOSCH控制,该部分可以和高压油泵一起尝试更换处理方法。
精滤:检查方法同粗滤一样,一般非结蜡情况下精滤受到伤害相对于粗滤要小。大部分杂质一般会被粗滤拦截下。滤网规格:3~5μm,过滤效率98.6%。
对于安装有除水放心滤的车辆要注意及时放水以及滤芯检查。
高压油泵:具有维持轨压稳定的功能,其上有两个重要传感器(流量计量单元传感器、凸轮轴信号传感器)。对于高压油泵的检查重点判断供油是否充足,一般是采用诊断设备监测实际运行工况下的轨压值是否能跟随设定值。
共轨管:在共轨系统中起着蓄油的作用,关键部位在于轨压传感器和限压阀。
喷油器:针阀通过电磁阀的控制开启或关闭来控制喷油量的多少。重点检查喷嘴积碳情况、针阀是否卡死、电磁阀及线束的好坏。喷油器偶件损坏会造成漏油、咬死或雾化不良,容易造成缺缸导致柴油机动力不足,应及时清理或更换。
二、进排气系统
空滤-进气胶管-增压器-中冷器-燃烧室-排气管路(排气制动蝶阀)-消音器
空滤:重点检查滤芯是否太脏,是否被杂物包裹。空气滤清器不清洁会造成阻力增加,空气流量减少,充气效率下降,致使柴油发动机动力不足。无论空滤采用湿式还是干式都应根据要求清洗空气滤清器芯子或清除纸质滤芯上的灰尘,必要时更换滤芯。
进气胶管:检查是否漏气、堵塞或者在车辆高速行驶时被吸瘪。
增压器:检查涡轮端和压气机端是否有缺油、漏油现象,叶轮转动是否灵活、叶片是否变形损坏等。对返回的增压器故障件拆检,失效模式大部分是压气机漏油占62.9%。而属于增压器制造质量引起的漏油不到三成,主要是由于整车进气系统匹配及用户使用问题造成,突出表现在使用的空滤器质量差。
中冷器:检查是否有破损、堵塞处,进出气体胶管连接是否有脱落,中冷器内部是否有水等。由于中冷器和水箱相邻,时间长了会因变形、位移发生干涉,容易使中冷器磨损导致漏气,影响柴油机进气量。
燃烧室:调整进排气门间隙使之符合标准、检查进气加热格栅是否变形、堵塞。进气门间隙0.3mm排气门间隙0.4mm,安装有EVB的机器遵循EVB系统气门间隙标准。
排气管路:检查管路是否有堵塞现象、前后排气管内是否积碳严重、排气制动蝶阀是否转动灵活。排气管堵塞会导致柴油发动机排气不通畅,燃烧效率下降,从而引发动力不足故障。排气管及接头的密封性也是很重要的因素。增压机靠废气压力吹动涡轮来带动泵轮高速旋转,向进气管路输送压缩空气。这种故障也往往发生在新车身上。新车在运行一段时间后,管路不断遇热膨胀遇冷收缩,接头处极易松动。
消音器:检查消音器是否有堵塞现象,以免影响增压器提供的进气压力。
使用诊断设备的条件下可以进行标载负荷发动机额定转速下读取进气压力值,不同功率重型发动机对应进气压力值不同,可参照实验标准。如果读取的进气压力值满足要求,整个进排气系统基本符合发动机的匹配要求。还需要注意的是温度条件对动力性的影响。进气温度越高,柴油发动机功率越小;燃油温度越高,柴油发动机功率越小(38度是柴油机的佳燃烧温度);水温过高也会造成柴油发动机功率下降。
三、电气系统
电气系统包含发动机控制单元ECU、传感器、线束及所有接插件等传输电气信号的线路。电气系统导致的柴油机动力不足一般为突发性的,没有预兆。一般是由于线头虚接、松脱、折断以及传感器损坏、间隙过大等一些小问题导致。
控制单元ECU包含软件和硬件两部分。软件部分主要检查数据是否匹配,整车功能数据是否根据要求进行开放和标定。硬件部分主要检查ECU是否被损坏。一般数据问题容易导致批量动力不足故障,ECU硬件损坏则会直接导致熄火等严重性故障。
首先读取故障诊断闪码,根据闪码内容查找相关错误路径。
使用诊断设备对刹车、离合、多功率开关、排气制动、油门踏板等功能参数是否正确以及能否正常实现,在实际试车过程中注意观察飞轮信号盘与凸轮信号盘是否同步及轨压是否正常。
传感器方面一般检查进气压力(温度)传感器、水温传感器、车速传感器、曲轴转速传感器和凸轮轴转速传感器等。
线束方面重点检查接线端子是否脱落、搭铁,接插件是否进入异物或者损坏等以及整个线路的通断。
柴油车发动机本体故障:
喷油提前角不准:喷油策略是根据控制单元内已标定好的提前角MAP图进行喷油。喷油提前角过大或过小,燃烧就不会处于佳状态。如果提前角过早,燃烧会不充分、冒黑烟;如果提前角过晚,则会冒白烟。
活塞与缸套拉伤:由于活塞与缸套拉伤严重或磨损过,以及活塞环结胶造成摩擦损失增大,造成发动机自身的机械损失增大,压缩比减小,着火困难或燃烧不充分,下充气增大,漏气严重。此时,应更换缸套、活塞和活塞环
冷却与润滑系统有故障: 柴油机过热,是由于冷却或润滑系统有故障所致,此种情况下会导致水温和油温过高,易出现拉缸或活塞环卡死现象。 当柴油机排气温度增加时,应检查中冷器器和散热器,清除水垢。
缸盖组故障:
(1)由于排气漏气引起进气量不足或进气中混有废气,继而导致燃油燃烧不充分,功率下降。应修磨气门与气门座的配合面,以提高其密封性,必要时换新。
(2)气缸盖与机体的接合面漏气会使缸体内的气进入水道或油道,造成冷却液进入发动机体内,若发现不及时会导致“滑瓦”或冒黑烟,从而使发动机动力不足。由于气缸垫损坏,变速时会有一股气流从缸垫冲出,发动机运转时垫片处会有水泡出现,此时应按规定扭矩拧紧气缸盖螺母或更换气缸盖垫片。
(3)气门间隙不正确会造成漏气,致使发动机动力下降,甚至着火困难。应重新调正气门间隙。
(4)气门弹簧损坏会造成气门回位困难,气门漏气,燃气压缩比减少,从而造成发动机动力不足。应及时更换已损坏的气门弹簧。
(5)喷油器安装孔漏气或铜垫损坏会造成缺缸,使发动机动力不足。应拆下检修,并更换已损坏的零件。若进水温度太低,会导致散热损失增大,此时应调整进入温度,使之符合规定的数值。
连杆轴瓦与曲轴连杆轴颈表面咬毛:此种情况的出现会伴有不正常声音及机油压力下降等现象,这是由于机油油道堵死、机油泵损坏、机油滤芯堵死,或机油液压过低甚至没有机油等原因造成的。此时,可拆卸柴油机侧盖,检查连杆大头的侧而间隙,看连杆大头是否能前后移动,如不能移动,则表示已咬毛,应检修或更换连杆轴瓦。此时,对于增压柴油机,除以上原因会使功率下降外,如果增压器轴承磨损、压力机及涡轮的进气管路被污物阻塞或漏气,也都可使柴油机的功率下降。当增压器出现上述情况时,应分别检修或更换轴承,清洗进气管路、外壳,揩净叶轮,拧紧接合面螺母和卡箍等。
油品方面注意事项:车用柴油机要求烧十六烷值大于45的柴油,低于此标准的柴油燃烧特性较差。 柴油的流动性也要考虑到,尤其是在低温情况下。劣质柴油会导致喷油器针阀卡死、喷嘴锈蚀积碳等。
整车方面注意事项:
1、 整车轮胎是否存在有爆胎或气压不足现象。
2、 车辆后桥是否采用了小速比后桥。
3、 车辆底盘传动系摩擦是否过大,一般根据滑行试验来判定。
4、 整车线束是否存在接触不良、断路、短路等现象。
1.发动机冷起动后活塞敲缸异响严重,热车后响声减轻之所以出现这种现象,是由于活塞间隙过大或活塞变形所致。因为冷态下活塞间隙较大,敲缸异响自然严重一些,而当发动机温度升高后,活塞会产生膨胀,从而使得活塞间隙变小,敲缸异响声当然也就随之减轻。
2.发动机冷车时基本正常,热车加速时敲缸
提到这种故障,可能有人会觉得与第一种活塞敲缸异响有些矛盾,其实仔细分析一下就清楚了。我们知道,随着发动机温度的升高,混合气燃烧速度也会相应加快。如果点火时间过早,气缸燃烧压力最高点将会提前,敲击气缸壁的力增加出现敲缸异响。对于此类故障的检查内容及方法如下。
(1)检查所用燃油标号,低标号汽油易产生爆燃。
(2)检查发动机温度。如果发动机温度过高,燃烧室内燃烧速度和燃烧压力都将上升,从而造成爆燃现象的发生。
(3)检查点火正时,过早的点火时间会使燃烧压力点提前,造成敲缸。对于电子控制点火系统,应重点检查控制点火正时的相关信号,如节气门位置传感器、进气压力传感器、爆震传感器、空气流量传感器及水温传感器等,同时还应用正时灯和电脑检测仪检查点火正时角度。这里我们重点强调一下对爆震传感器(图6)信号的检查。众所周知,装有爆震传感器的发动机,在加速时,爆震传感器要根据爆燃情况将及时传送爆震信号给发动机电脑,电脑将依据爆震信号,进行相应的点火正时调节。如果爆震传感器失效或没有及时将发动机爆震信号反馈给电脑,发动机点火时间就会超前,从而产生爆震异响。
(4)检查发动机混合气空燃比,即排气中CO含量。因为,如果发动机混合气过浓,在同样工况下,点火时间会相对过早,混合气在气缸中燃烧速度加快,气缸燃烧室压力上升过快,也会产生爆震异响。这种情况下应着重检查氧传感器、空气流量计、进气压力传感器及油压调节器。
(5)检查发动机负极接地线连接是否良好。有些型号的发动机爆震传感器及氧传感器是靠外壳接地,当发动机接地线接地不良时,这2个信号不能正常地传送,也会造成发动机爆震异响。
(6)检查发动机燃烧室的积炭情况。长期工作的发动机,燃烧室逐渐会形成大量积炭,由于积炭占据了燃烧室的空间,因而会引起发动机压缩比的提高,最终导致燃烧温度和压力的提高。同时,由于积炭具有绝热性,在发动机高速运转时,积炭保持了上次作功时的热量,当混合气压缩到一定压力和温度时,积炭保存的热量将会点燃混合气,形成无规律燃烧,造成爆震异响。也就是常说的自燃和多点燃烧。因此应及时清除发动机内部积炭,以防敲缸异响故障的发生。
3.发动机总有敲缸异响且冷车时敲缸异响轻,热车时敲缸异响较重
这种情况一般较多出现在刚大修完的发动机上。因此,为了避免出现此类故障,在装配时应着重检查活塞安装方向,特别是活塞销偏置设计的发动机,原本是降低发动机活塞敲缸机会,一旦装反,将使敲缸异响故障的发生不可避免。
4.单一气缸敲缸导响
此类故障多为发动机活塞严重变形、过热造成活塞拉伤或气缸拉伤所致。一般通过断火试验便可以找出拉缸的活塞,也可以通过内窥镜检查。一般气缸拉伤时,冷热发动机都会产生异响。至于气缸内进异物或气门弯曲后撞击活塞产生的异响,则不论是否进行断火试验,异响总会存在。
总的来讲,活塞异响、敲缸,可通过温度高低判断,也可通过断火试验,还可通过内窥镜进行检查。总之,只有将几种方法结合使用,才能准确进行判断,否则极易判断失误。
三、曲轴轴承(大瓦)和连杆轴承(小瓦)异响
这2种异响首先从声音部位和声音频率上可以进行区分,一般大瓦(图7)声音低,小瓦声音高。其次可利用断缸的方法区分,因为当个别小瓦异响时,若断掉该缸的点火或喷油,异响将减弱或消失;若大瓦响,断缸时声响只会减弱或不变,但绝不会消失。我们再来分析一下曲轴大、小瓦异响原因,主要包括:①固定大、小瓦的螺栓松动。②大瓦或小瓦间隙过大。③润滑不良或大、小瓦烧蚀。④机油压力过低或机油过少时,一般小瓦在发动机高速时极易烧蚀,而大瓦烧蚀的较少。⑤当轴与瓦间隙过大时,比间隙较小时更易烧蚀。所以一般大修发动机时,轴与瓦应留有适量间隙,但千万不可过大。
四、进排气系统异响
当进气歧管漏气时,发动机怠速工作时会产生响声,随着发动机转速的提高,响声会加剧;当排气歧管漏气时,发动机加速时会听到突爆声;当空气滤清器堵塞时,发动机加速时会发闷产生不正常响声;当排气系统堵塞,发动机加速时有时会产生回火突爆;当空气流量计到节气门橡胶软管(图8)漏气时,急加速时也会产生回火突爆声。
五、发动机支架损坏异响
当发动机支架损坏时,发动机怠速运转时,发动机振动会过大。当挂挡时(特别是自动变速器)发动机会因摆幅过大产生异响。当挂挡听到“咔喳”撞击声时,就要检查发动机支架是否良好和发动机安装是否到位。
六、曲轴胶带盘异响(带扭转减振器)或飞轮(带扭转减振器)产生异响
由于曲轴上产生的是周期性扭矩,为了消除振动,很多发动机曲轴肢带盘轴与带轮之间用橡胶连接,以吸收发动机加速时产生的振动。但当胶带轮老化损坏后,极易产生异响,其响声特点是发动机怠速运转时,由于脉动扭矩不均匀,异响严重,当发动机缓加速时,异响变小或消失。当发动机怠速打开空调压缩机工作时,异响有变化。另外,有些车辆还在发动机飞轮盘上设计了扭转减振器(图9),当飞轮中的减振橡胶老化损坏后,挂挡抬离合器时会产生“咔嚓”的异响声。对车辆进行路试,有时也会产生异响,但若没经验很容易会将故障诊断为变速器或差速器异响。