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保时捷发动机异响维修案例

发布时间:2019-10-21 10:48:37


     故障现象:

       一辆行驶了七万六千公里的Porsche Boxster987 跑车发动机部位有异响。

故障诊断与排除:

       进厂时明显听到有类似皮带轮轴承干磨的刺耳啸叫,像是发动机传动带打滑时发出的响声。由于车辆刚刚停驶并且还是中置发动机,发动机仓内温度较高,所以没有立即进行故障检修,先进行了正常保养。

保养后启动车辆发现发动机右后部位冒出浓烟,立即熄火进行检查,并没有找到具体可疑的故障点,比如哪里有电器短路或自燃的地方。

       然后再次启动车辆,一切正常,浓烟和异响都没有出现。为了试验故障现象发生在什么情况下,依然让发动机继续运转,并用保时捷专用电脑PIWIS TESTER进行了检测,也没有发现有故障码及不正常的数据出现,直到水温表刚好在80℃时,啸叫的响声开始出现,并且响声是由轻到重逐渐增大,并随发动机转速增高而增大。然后使发动机熄火并拆下发动机传动带,重新启动发动机观察大约 30s后响声又出现了,证明故障现象不是发生在发动机传动带位;将发动机传动带装复后, 再次启动发动机, 等到出现响声后(该车型的发动机室安装部件紧密、空间小给异响的判断带来了一定的困难),在上部利用听诊器进行诊断后,再次举升车辆对发动机及自动变速器部位进行听诊诊断,最后认为有可能是自动变速器液力变矩器故障。随后将车辆发动机和自动变速器一起从车辆上拆卸下来,分解开自动变速器与发动机后部连接,拆下液力变矩器送修后,经专业检查并没有发现有异常现象。重新安装好液力变矩器,并组装自动变速器与发动机后,装复到车辆后,再次启动车辆,冷车时没有响声,等到发动机温度上升后,异响就又出现了。这次在排气管中冒出了浓烈刺鼻的排烟,只是短时出现后就没有了,原来保养后第一次启动发动机时冒出的烟是排气管排出的,并窜到发动机机仓内的。通过排气管废气的颜色和气味,可以准确地判断为发动机有燃烧机油故障。

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      再次进行路试,车辆的动力性很好,可以确定汽缸工作状态良好。之后在试车的过程中发动机部位发出有啸叫声,还是像平时的皮带打滑响声似的。车辆停放冷却后,再次启动车辆凉车时没有响声,并且也没有蓝烟从排气管口冒出,说明从气门油封进入发动机燃烧室的机油的可能性不大。等到发动机水温升到正常温度时,突然出现有啸叫声,并同时出现浓烈的蓝烟!根据故障现象,和本车辆配备用水对置发动机的特点,从发动机汽缸壁串入燃烧室的机油可能性更大,难道是由于曲轴箱通风系统热变形堵塞导致曲轴箱通风不畅,造成曲轴箱积压过高造成?!根据检车人员提供故障信息,还有点像是哪个部件有漏气的声音,但如果是发动机进气系统有泄漏的现象,发动机多少会在动力上受到影响的,比如说发动机怠速不稳、加速不畅等故障现象会出现,但是在这台发动机上没有明显感觉到有从外部进入进气系统不规则的进气量现象存在。

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      根据故障分析拆掉中置发动机盖板,进行曲轴箱通风油气分离器的工作性能检查(图 1)。还是等到啸叫出现的时候,断掉曲轴箱通风油气分离器与进气道之间的波纹管连接,并迅速堵上通向进气管的波纹管口, 防止发动机进气系统由于不可测量的外泄空气量进入造成发动机空燃比的突然变化使故障判断的准确性降低。当断开该曲轴箱通风系统的工作回路时,异响立即减弱,再次接上管路连接,响声马上出现,这是由发动机进气系统真空度作用在曲轴箱通风油气分离器上,并通过油气分离器与曲轴箱及通风进气管路形成曲轴箱通风系统原理来判断的。当断开后曲轴箱通风管接口后相当于用暂时断路法对系统进行诊断,系统处于不工作状态,就可以确认系统工作状况了。之后为了判断故障的准确性,先替换了一个发动机油气分离器,试车故障现象再没有出现。至此故障现象可以确定是曲轴箱通风油气分离器内部故障造成的。

保时捷发动机异响维修小结:

      发动机正常工作时,总有一部分可燃混合汽和废气经活塞环窜到曲轴箱内,窜到曲轴箱内的汽油蒸气凝结后将使机油变稀,性能变坏。废气内含有水蒸气和二氧化硫,水蒸气凝结在机油中形成泡沫,破坏机油供给,这种现象在冬季尤为严重。二氧化硫遇水生成亚硫酸, 亚硫酸遇到空气中的氧生成硫酸,这些酸性物质的出现不仅使机油变质,而且也会使零件受到腐蚀。由于可燃混合汽和废气窜到曲轴箱内,曲轴箱内的压力将增大,机油会从曲轴油封、曲轴箱衬垫等处渗出而流失。流失到大气中的机油蒸气会加大发动机对大气的污染。为了解决这一问题,在曲轴箱内安装了通风接口,这些气体不会被释放到大气中去,而是送回到发动机进气系统再到汽缸内进行燃烧。发动机装有曲轴箱通风装置就可以避免或减轻上述现象,因此,发动机曲轴箱通风装置的作用是:

防止机油变质、防止曲轴油封、曲轴箱衬垫渗漏、防止各种油蒸气污染大气。

       曲轴箱强制通风气体不仅含有大量的发动机机油和其他燃烧残留物,在某些情况下,还含有大量的燃油残渣。如果这些气体进入进气系统,将污染进气质量,进而影响运转平稳性、废气排放、并降低爆震阻力。因此有效的机油油气分离对于发动机是至关重要的。

       曲轴箱通风系统油气分离器也有被脏堵的现象,或由于是硬塑料构件本身时间久了并在高温的工作状态下就有机械性能降低造成的内局部形变的现象造成曲轴箱强制通风系统出现故障现象。像这样异响的现象出现的并不多,多是伴随

       曲轴通风系统故障出现。如发动机机油消耗量的增加,原因多是该系统部件工作性能降低造成机油通过曲轴箱通风系统进入发动机燃烧室内燃烧掉, 或是由于曲轴箱通风系通堵塞造成曲轴箱积压产生泄漏和通过汽缸壁隙进入发动机燃

烧室的机油损耗等。

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      因此现代发动机故障诊断及由于发动机曲轴箱通风系统产生的故障,也成为现代汽车维修技师们的一个新课题,各车型使用的发动机曲轴箱通风系统在结构上的差异需在故障判断时深入了解构造原理才能进行准确诊断。

      我们经常说:“查故障要找本质,找到了故障的本质,故障也就迎刃而解了”。那么如何寻找故障的本质呢?透过现象看本质。任何一个故障的本质都是通过故障现象表现出来的,只要大家仔细观察故障现象,通过现象分析和归纳出故

      障特点和规律,那么故障原因自然会水落石出了。当然,故障总有难易之分,一般来说,持续性故障相对容易,而偶发性故障相对困难。本篇案例就是一个典型的偶发性故障,因此给作者的故障排查工作增加了不少难度。在故障排查过程当中,作者由于判断失误而拆解了自动变速器,检查了变矩器,耗费了大量的精力和时间,这个教训很深刻,值得我们认真汲取。实际工作当中,不仅本文作者会犯这样的错误,相信我们都曾经犯过这样的错误,究其原因,主要是偶发性故障现象难以捕捉、现象难以观察全面、难以获取故障规律

      和特征等原因所致。所以在排查此类故障时,一定不要急于动手,通过“望、闻、听、切”等手段,在获取了明确的故障规律和特征后,再进行有针对性的检查,方可水到渠成。联系本篇案例, 可以看出, 该故障的现象包含如下几个方面:

      1.发动机异响,并且该异响与温度有关,与发动机转速有关。作者通过拆除发动机外围传动皮带的办法,确定了异响存在于发动机本体, 这是运用排除法获取的结论, 思路明晰,方法得当,值得学习。

       2.排气管冒蓝烟。这个现象看似与本故障无关,但由于冒蓝烟是伴随发动机异响而产生的,就不得不慎重考虑了。但是,最初冒蓝烟并没有与发动机异响同时出现,所以,作者没有将两者联系起来考虑,从而走入了拆装自动变速器的错误路线。不过好在当第二次蓝烟出现的时候,恰恰也是发动机异响产生的时刻,作者敏锐地觉察到了这两个现象之间的内在联系,依靠对发动机曲轴箱强制通风系统(PCV)原理的深刻理解,通过通、断 PCV 管路,将故障原因锁定在 PCV 油气分离器,成功地排除了故障。

       俗话说:“良好的开始是成功的一半”。在汽车故障排查过程中,能够正确提取和分析故障现象,故障排查工作就成功了一半。在保时捷发动机异响维修本案例中,排气管冒蓝烟是核心的故障现象,因为没有该现象,作者就很难将故障原因与 PCV 系统联系起来,要想不走弯路排除故障,难度可想而知。可见,正确提取和客观分析故障现象是何等的重要!

      另外,关于曲轴箱强制通风系统(PCV)的有关内容有必要做以简要的说明。PCV 系统隶属于发动机排放控制系统,其作用本文作者已经进行了全面阐述,在此不再赘言。我在此例举 PCV 系统的典型故障现象和原因,希望对大家今后进行该类故障排查时能够提供一定的帮助。

   

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