气门间隙不正常,如何免拆诊断?
辽宁锦州奥星越秀汽车职业培训学校/任贺新
车辆信息
车型:马自达CX-5
年款:年
里程:25万公里
发动机:PY2.5L/kW,直列4缸,缸内直喷
故障现象
怠速抖动,不分冷热车。行驶中没有明显异常,仪表没有故障灯点亮。
维修历史
客户来店里保养车辆,技师发现抖动故障,建议客户做进一步检查。这辆车一直是客户自己开,他没觉察到车辆存在故障,此车的发动机也从未解体维修过。
故障分析
1、用诊断仪检测,发动机控制器存储故障码:P,检测到汽缸4失火。
读取发动机关键数据流如下:
4缸处于持续失火状态,其余数据都在正常范围内。
2、维修技师尝试倒换了4缸的火花塞和点火线圈,故障没有转移。原本想继续倒换喷油嘴,由于此车采用缸内直喷技术,喷油嘴安装在进气歧管下方,考虑到拆装的工程量较大,只得暂时作罢。
3、笔者了解该车的现象和维修经过后,决定先测量汽缸压力,以此分析机械方面是否存在故障。
检查发动机机械故障的传统方法,是用缸压表测量气缸的压缩压力,其优点是操作便捷,但存在两个明显的缺陷:
①、缸压表内置了单向阀,测量结果是多个压缩冲程的累积压力。
②、车用发动机通常有四个冲程,包括进气,压缩,做功以及排气。缸压表测量的只是压缩终了时的气体压力,不能反映每个冲程的工作状况。
为了更精确的分析故障,笔者使用了PICO公司的WPS缸压传感器。
缸压传感器是一款具有高精度,超快响应速度以及大量程的“电子缸压表”。它能跟示波器配合使用,以波形展示发动机各个冲程的缸内压力变化。
将缸压传感器连接至示波器模块,方式如下图。
缸压传感器的使用方法和汽缸压力表类似。按照图示方式连接设备,缸压传感器能把气压转换成电压信号传输给示波器,最终通过笔记本电脑的屏幕显示缸压波形。
测量4缸的起动缸压如下。
备注:由于拆掉了火花塞,汽缸无法做功,因此将做功冲程称为释放冲程。
笔者已将重要信息标注在图中,压缩冲程的最高压力为12.05bar,释放冲程末端最低压力为-mbar,单看这个波形没什么异常。
依次测量其余汽缸的起动缸压,并将数据汇总如下。
4缸的最高压缩压力偏低,相比于其它汽缸至少低1bar。根据以往的经验,常见的故障原因是汽缸密封不严,奇怪的是4缸释放冲程的最低负压并不大。
4、对于汽缸密封性故障,最好用的设备莫过于汽缸漏气量测量仪。
它能够快速、准确的诊断汽缸密封性问题,即便是轻微泄露也能检测出来。独特的双压力表设计可计算燃烧室的泄漏率,不仅如此,根据漏气声的位置还能免拆判断燃烧室的泄漏点。
拆除所有汽缸的火花塞后,将4缸置于压缩上止点位置,这样可确保4缸的进、排气门关闭,燃烧室处于密封状态,用适配接头将设备连接至4缸的火花塞孔。
经过加压测试后,发现4缸确实存在明显的泄漏,详情如下图。
4缸的漏气率可达77%(97-22=75,75/97≈77%),此时从2缸的火花塞孔向外吹气,这是为什么?
当4缸位于压缩上止点时,根据点火顺序可推算1-4缸的工作状态。
2缸处于进气下止点位置,进气门是打开状态(气门早开迟闭)。假设4缸的进气门关闭不严,气流窜入进气歧管,再从打开的进气门窜入2缸,这样就会从2缸的火花塞孔向外吹气。
为了验证猜想,把2缸的火花塞装好,此时从节气门处可感受到明显的气流,说明4缸的进气门确实关闭不严。
5、有两种原因会导致气门关闭不严:
①、气门间隙过小
②、气门锥面和气门座圈密封不良
这辆车的故障原因具体是什么?考虑到有些故障非常隐蔽,解体后很难找到故障点,我们必须把拆解前的诊断工作做扎实。
拆下汽缸盖罩和进气歧管,再次进行泄漏测试,这样可以定位究竟哪一个进气门漏气。
随后松开2-4缸的凸轮轴瓦盖,用螺丝刀向上撬凸轮轴,让4缸的进气凸轮离开摇臂,漏气表的指针瞬间回转至70kPa的位置,同时听见漏气声音明显减小。说明该车故障和气门间隙有关。
此车采用液压挺杆,可以自动调整气门间隙,气门间隙怎么会不正常?
6、分解发动机,仔细观察汽缸盖,发现漏气的那一个进气门明显下陷(从燃烧室的角度看),导致气门向上移动,气门和凸轮之间的间隙过小,气门关闭不严。
4缸漏气的那一个进气门,气门杆部明显高出其它进气门,视频如下。
备注:视频中第二个气门即故障气门。
拆下进气门,发现故障进气门的锥面明向下移动了,气门头已经磨损成刀刃状。
故障排除
更换出现故障的进气门,气门座
重要提示:本文已在《汽车维修与保养》杂志投稿!
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