一輛行駛里程約7.2萬km、搭載264920型2.0T發動機的2020年賓士GLC300。車主反映:該車發動機存在間歇性抖動故障。
故障診斷:接車後,連線故障診斷儀對全車進行故障掃描,在發動機控制單元中儲存有多個故障碼(圖1):P030485一識別到汽缸4燃燒斷火,有一個訊號高於允許的極限值;P1CE577一混合汽均勻形成所需的噴油嘴噴油量調整至少在一個汽缸上識別到混合氣過稀,不能達到指定位置。
嘗試刪除故障碼,已儲存故障碼均可被刪除,但當前故障依然存在。根據故障碼P030485初步判斷,目前發動機間歇性抖動是由於汽缸4燃燒斷火所致,但由於同時出現了故障碼P1CE577和P1CEF85,結合過往的經驗,初步判定該車故障根源並不是單純的發動機缺缸。
根據從簡到繁的診斷思路,首先檢查發動機控制單元軟體,發現並無新的控制單元軟體可以更新,對發動機控制單元進行SCN設碼,設碼後故障依舊,因此暫且排除是控制單元軟體導致其故障的可能性。在冷啟動讀取發動機不點火故障計數器實際值時,發現汽缸1和汽缸4存在失火的故障現象(圖2)。
筆者打算先從汽缸4查起。根據引導性檢測,如圖3所示,在發動機怠速時促動關閉汽缸4燃油噴油器後,發動機執行平穩性,並沒有明顯變差。因此,將故障排查重點方向放在了汽缸4上。檢查汽缸4燃油噴油器編碼與發動機控制單元中儲存的編碼為一致,排除了該故障是由燃油噴油器編碼錯誤而導致的可能性。
接下來準備檢測汽缸4燃油噴油器的耗電情況。首先關閉點火開關,如圖4所示將管線槽從汽缸蓋上鬆開,拔下汽缸4燃油噴油器的插頭,將專用適配電纜(零件號A220589003937)連線至汽缸4噴油器插頭與其線束之間。隨後連線電流鉗,啟動發動機並怠速運轉,測量其耗電電流。維修手冊註明其標準電流值為2.5-5.0A,實測電流值為3.5A,耗電正常。移除連線的工具,插回汽缸4噴油器聯結器,利用診斷儀檢測汽缸4燃油噴油器內電阻,正常。下一步將準備檢查所有汽缸噴油器的密封性。
啟動發動機怠速運轉一段時間後,關閉發動機,觀察“發動機控制單元-燃油系統-高壓調節實際值”中的油軌壓力實際值有無明顯下降,若油軌壓力實際值在3min內呈明顯下降趨勢,則說明燃油噴油器的密封性存在問題。根據實際檢測,油軌壓力並無明顯下降,燃油噴油器密封性正常。此時因燃油噴油器而導致缺缸的可能性已基本排除,接下來筆者準備從點火系統方面進行故障排查。 查閱該車的維修保養歷史發現,在50 0000km時已經按時更換過火花塞,嘗試再次更換4個火花塞後,故障計數器顯示僅汽缸4缺火。嘗試將第4缸點火線圈與第3缸點火線圈互換後進行檢測,故障計數器仍顯示汽缸4缺火。排查至此,已排除了因點火系統、燃油系統導致該車故障的可能性。檢查進氣凸輪軸與排氣凸輪軸位置的實際值(圖5),未見異常,可排除由於正時導致該車故障的可能性。
再次拆卸火花塞,使用內窺鏡檢查缸內情況,未發現磨損等異常現象(圖6)。
經過上述檢測,只剩下汽缸密封性未測試。啟動發動機並暖機至正常工作溫度後,將旋入式接頭擰入待檢查汽缸的螺紋孔中,連線汽缸壓力錶,依次對四個汽缸進行壓縮壓力測試。測試結果如圖7所示,4缸的壓縮壓力僅為10.5bar(1 bar= 100kPa)左右,低於維修手冊上要求的壓縮壓力磨損極限值11 bar。由此判定汽缸4的缸壓不正常。
壓縮壓力不正常的最大可能性就是燃燒室漏氣,接下來對所有汽缸的漏氣率進行檢測,以判斷其是否存在洩露。緩慢開啟冷卻液膨脹壺蓋,釋放過壓後將其取下,之後取下機油加註口蓋,將上止點檢測裝置(圖8)連線到待檢查的汽缸上,透過曲軸中央螺栓沿發動機運轉方向轉動發動機,觀察上止點檢測裝置的活塞運動情況,直到待檢查汽缸的活塞位於上止點,再拆下上止點檢測裝置,安裝曲軸/啟動機齒圈的固定鎖(零件號112589034000,圖9),以免施加壓加寸曲軸出現旋轉。隨後連線壓力損失測試儀,並向待檢查的汽缸施中加壓縮空氣,最後在壓力損失儀上讀取壓力損失值,即漏氣率值。
經過檢測發現,汽缸1的漏氣率為12%,汽缸2的漏氣率為15%,汽缸3的漏氣率為15%,汽缸4的漏氣率為62%(圖10)。而維修手冊中規定的汽缸洩露允許損失總數不得大於25%,由此可見汽缸4確實存在漏氣現象。
結合內窺鏡檢查的缸內情況,懷疑是氣門密封不嚴而導致燃燒室無法完全密封,從而引起缺缸。拆卸汽缸蓋進一步檢查氣門和汽缸蓋,發現氣門存在燒蝕情況,氣門座圈及氣門導軌出現磨損。經檢查為汽缸4靠後的排氣門存在洩露,氣門座圈存在燒蝕痕跡(圖11),測試其他氣門的密封性,也不正常。活塞表面未發現異常磨損。
更換汽缸蓋及所有氣門後清除全車故障碼,並試車,發動機啟動正常且執行平穩,發動機故障燈熄滅,未再出現故障碼。至此,該車故障被徹底排除。
維修小結:
該車發動機抖動的主要原因是缺缸。導致發動機缺缸的可能原因主要有:點火系統故障、燃油噴射系統故障、發動機正時錯誤、汽缸壓力不足、汽缸洩漏、發動機控制單元損壞或軟體故障、空調軟體故障、空調製冷劑加註量過大等。
另外,對於賓士M264帶48V輕混的發動機,還需檢查曲軸皮帶盤。根據一線汽修人員反饋的檢測資料來看,曲軸皮帶盤工作異常通常會引起1缸和4缸或者2缸和3缸同時失火,且通常出現再低速行駛、等紅綠燈或ECO狀態下發動機啟動後。
完成上述檢測後,基本都能找到M264型發動機絕大部分失火故障的故障點。