一輛2012款大眾速騰車,搭載CST發動機和干式雙離合變速器,累計行駛里程約為17萬km。車主反映,發動機偶爾抖動。
接車后試車,確認發動機怠速偶爾抖動,且在D擋起步時抖動明顯。用故障檢測儀檢測,發動機控制單元中無故障代碼存儲;讀取發動機失火數據(圖1),發現多缸隨機失火,但失火次數均不多。
圖1發動機失火數據
為了確認發動機失火的真實性,用虹科Pico汽車示波器測量發動機排氣脈動波形(圖2),發現發動機失火次數增加時的排氣脈動并未出現異常波動,說明發動機失火次數的增加并非燃燒不良造成!
圖2發動機怠速時的排氣脈動波形
由于發動機控制單元是通過檢測曲軸轉速變化來判斷氣缸是否發生失火的,于是用虹科Pico示波器測量曲軸位置傳感器信號波形(圖3),使用數學通道對曲位信號進行頻率計算,得出曲軸轉速變化曲線,可以看到曲軸轉速確實會偶爾下降。
圖3故障車曲軸位置傳感器信號波形
放大曲軸轉速下降時的相關波形(圖4),分析可知1缸點火后曲軸轉速并沒有提升,而是持續下降,直到3缸點火后才出現提升,但此時排氣脈動并無異常波動,由此推斷1缸燃燒正常,是額外負載導致曲軸轉速不升反降。
圖4放大曲軸轉速下降時的相關波形
考慮到D擋起步時抖動明顯,換至N擋時故障消失,懷疑故障與雙質量飛輪或雙離合器有關。將三軸加速度傳感器安裝在駕駛人側座椅導軌上,測量振動信號(圖5),發現發動機一階振動(E1,即曲軸轉1圈產生1次振動)偏大,這與雙質量飛輪或雙離合器損壞引起的振動階次相符。注意:對4缸發動機而言,二階振動(E2)偏大是正常的。
圖5故障時從駕駛人側座椅導軌上測得的振動信號
首先拆檢雙質量飛輪,發現其內部弧形彈簧進水生銹,且動作卡滯,由此推斷雙質量飛輪損壞。
更換雙質量飛輪后試車,抖動現象消失,故障排除。再次從駕駛人側座椅導軌上測量振動信號(圖6),可以看到發動機一階振動明顯減低。
圖6正常時從駕駛人側座椅導軌上測得的振動信號
故障總結
1)車輛對失火的檢測,一般是通過曲軸轉速來判別的,能夠反映動力輸出的不平穩,但不一定就是真的失火。例如本案例中,排氣脈動無異常,但曲軸轉速出現明顯異常下降。這是由于雙質量飛輪損壞,導致其無法有效過濾氣缸做功時產生的沖擊,導致了動力輸出的不平穩,被控制單元識別為了失火。
2)面對車輛抖動問題,使用NVH套裝是縮小范圍、驗證猜想的有效途徑之一。例如本案例中,雙質量飛輪損壞,體現在NVH波形便是E1階偏高;如果是點火線圈損壞導致某個缸失火,便會顯示E0.5階振動異常。學會使用NVH套裝,可以大大提升振動異響問題的診斷效率!
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