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维修案例

奥迪A4L发动机缺火
一辆行驶里程约6万km的奥迪A4L 2.0L-TFSI轿车。该车发动机怠速运转不平稳,且某个汽缸有缺火现象。

故障诊断:接车后,使用奥迪专用诊断仪对发动机电控单元进行检测,发现单元内部存储了3号汽缸缺火的故障码,与发动机怠速运转时出现的故障征兆一致。维修人员根据发动机电控单元产生的故障码,分析可能的故障原因有以下几点。
1.发动机3号汽缸点火系统故障(点火线圈电源或接地不良、点火线圈、火花塞等);
2.料供给系统的喷油嘴故障(喷油嘴堵塞引起混合汽稀薄、喷油嘴漏油引起混合汽过浓、喷油嘴故障等);
3.机械故障(发动机进气门关闭不严、发动机排气门关闭不严、活塞与汽缸壁之间的间隙过大等引起的汽缸内压力不足等)。
维修人员根据上述可能的故障原因,首先检测了发动机点火系统的点火线圈和火花塞,没有发现故障。为了防止点火线圈存在内部故障,更换了新的点火线圈,但故障依旧存在。
接下来,维修人员使用汽缸压力表测量发动机3号汽缸的压力值为11 bar(1 bar=105P a),符合技术要求(正常压力为,0~13bar)。
再次使用专用诊断仪查看3号汽缸喷油嘴的数据流,发现3号汽缸与其他汽缸的喷油脉宽有差异,其他汽缸怠速工况的喷油脉宽为1.2ms,而3号汽缸的喷油脉宽为1.0ms。至此,维修人员判断发动机缺火的故障原因是喷油嘴故障,但更换新的喷嘴后,故障仍然没有被排除,发动机怠速状态还是存在缺火现象,一时断了故障诊断的线索。
最后,维修人员把所有替换下来的零部件重新复位。启动车辆时,发现在发动机缺火故障发生的短暂时间内,3号汽缸盖顶部伴随有轻微的“哒哒”异响声。难道是发动机配气机构存在故障?
奥迪A4L发动机配气机构的气门传动机构与传统发动机不同。为了在急加速时增加汽缸内新鲜空气的充气量,奥迪A4L发动机的排气凸轮轴采用了类似本田的气门可变升程技术。在发动机急加速工况时,发动机的排气气压升高,以减少废弃涡轮增压器的响应时间。另外,为了降低机械噪音,气门传动机构还采用了无气门间隙的液压挺柱和滚柱式摇臂。
根据奥迪发动机配气机构的结构特征可以发现:如果发动机排气门的液压挺柱内部存在泄压问题或摇臂传力轴承轴向间隙过大,都将导致发动机汽缸的废气无法完全排出,汽缸废气残余量的增加就会引起火焰温度低,燃烧产生的膨胀压力减小,进而导致发动机缺火。
为了验证上述分析,维修人员把3号汽缸气门传动装置上的液压挺柱和摇臂拆除后,检测发现液压挺柱符合技术要求,但摇臂滚柱轴承的轴向间隙过大。更换3号汽缸排气门的滚柱式摇臂,故障排除。
发动机缺火故障,按照常规的判断无非是点火系统故障、燃料供给系统故障及发动机压缩压力不足等。通过此案例,我们不难发现:气门传动机构故障引起汽缸内废气残余量过多也会导致发动机缺火。

故障点评:本故障案例处理中,维修人员对发动机单缸失火的:
原因从点火系统、燃油供应系统和发动机机械结构方面进行了分析,算比较全面故障检查从容易到复杂,最终将故障排除)但是作者在案例的撰写方面还存在着以下几个问题①故障车型的信息不够完整,如车型代码、车辆年款、发动机型号等,这些信息可以使读者进一步考证与故障车辆有关的技术信息。
②汽缸失火故障码的信息没有作详细介绍,如故障码号、发动机ECU检测到故障码的条件以及故障发生时的发动机运行工况(包括发动机转速、负荷、工作温度等),这些信息是分析判断故障原因和故障排除的重要依据。
③既然文章中提到了奥迪2.0L-TFSI发动机气门升程系统(AVS),就有必要对该系统作简单的介绍,不能以“类似本田的气门可变升程技术”而带过,因为读者希望能在一篇文章内看到与故障有关系统的工作原理:笔者在此作一下补充:奥迪2.0L-TFSI发动机上气门升程系统不是用在进气侧,而是用在排气侧。发动机转速较低时,使用的是小的凸轮外形部分,气门升程小。在发动机转速较高时,会切换到大的凸轮形状部分,气门升程大。如图1所示,每个汽缸上两种形状凸轮的切换过程、封两个电磁执行元件来完成一个执行元件负责从气门小升程切换到大升程,另一个执行元件负责从气门大升程切换回小升程。如果执行元件被发动机控制单元激活,那么金属销就会伸出并插入到凸轮件的滑槽内,完成气门升程切换。在完成凸轮件切换后,依靠执行元件内的永久磁铁将金属销推回,并且在金属销推回时,电磁铁的励磁线圈中感应出一个电压。这个电压信号由发动机控制单元接收,作为凸轮件切换成功的反馈信号。

小的凸轮外形部分会使得排气门打开的时刻点滞后。这样就可以有效地防止气门重叠时废气的回流,配合进气提前,有效地扫除汽缸内残余气体含量。这种改进不但明显提高了发动机的响应特性,也明显提高了发动机低速时的输出扭矩。
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