應用案例 發動機正時,你真的理解嗎?

2021-10-23 14:55:50 字數 2323 閱讀 1738

要保證汽油發動機正常執行,須滿足4個基本要素:足夠的壓縮壓力;足夠的點火能量;良好的燃油供給和噴射;正確的時間。**「正確的時間」即指發動機正時。**在維修過程中,大多維修人員認為,只要對準凸輪軸鏈輪和曲軸鏈輪之間的那些正時記號,發動機正時就不會有問題。其實,凸輪軸鏈輪和曲軸鏈輪之間的那些正時記號只是為了方便售後維修,僅起到參考作用。有時就算正時記號對準了,並不代表發動機正時是正確的,比如正時鏈條拉長、凸輪軸扭轉等。

發動機正時分為2種:發動機機械正時發動機電氣正時

發動機機械正時是指氣門和活塞之間的關係,如在壓縮上止點時,活塞應該在其行程的最上端,進氣門和排氣門應處於關閉狀態,如果此時氣門或活塞沒有處在正確的位置,說明發動機機械正時錯誤。在校對某些車型的發動機機械正時時,需要使用百分表來確認活塞上止點,這看上去很繁瑣,其實是很有效的方法。而當有了氣缸壓力感測器之後,檢查發動機機械正時變得簡單了很多。採集氣缸壓力波形,分析其包含的資訊(氣缸壓力、排氣門開啟角、進氣門關閉角等),即可在不拆解的情況下,判斷發動機機械正時是否正確。目前,汽車生產廠家在售後維修資料中並不提供標準的氣缸壓力波形,因此維修人員平時應多採集並儲存不同型號發動機的標準氣缸壓力波形,建立屬於自己的氣缸壓力波形庫,這樣有助於今後快速判斷發動機機械正時是否正確。

發動機電氣正時是指點火時刻、噴油時刻和氣缸壓力之間的配合關係,點火時刻和噴油時刻必須在規定範圍內,如果發生的時刻早了或晚了,說明發動機電氣正時錯誤。通過分析氣缸壓力、點火訊號和噴油訊號的組合波形,可以快速判斷發動機電氣正時是否正確。

無論是發動機機械正時錯誤,還是發動機電氣正時錯誤,均會導致發動機無法起動或運轉不平順。

一輛2023年產馬自達ca7200at車,搭載lf發動機,累計行駛里程約為23萬km。該車因發動機無法起動的故障在其他維修廠進行維修,經檢查,維修人員確認該車「有油有火有缸壓」,懷疑發動機控制單元損壞,但是又沒太大把握,於是向筆者請求支援。

(1)虹科pico汽車專用示波器

(2)膝上型電腦,並裝有pico 6 automotive軟體

接車後試車,起動發動機,起動機運轉正常,但發動機沒有著機跡象。用故障檢測儀檢測,發動機控制單元中無故障**儲存。考慮到維修人員已檢查過供油、點火和氣缸壓力,暫時先不考慮這些因素,決定將檢查的重點放在正時方面,包括配氣正時、點火正時和噴油正時。

用示波器同時採集曲軸位置感測器訊號和凸輪軸位置感測器訊號的波形,由圖1可知,曲軸旋轉2周,凸輪軸位置感測器訊號只產生1次訊號,這並不代表凸輪軸位置感測器訊號異常,因為凸輪軸位置感測器訊號盤可能只有1個訊號齒。由於沒有正常車的波形供對比,因此無法通過圖1判斷發動機配氣正時是否正常。

用示波器採集1缸氣缸壓力波形,由圖2可知,最高氣缸壓力約為10 bar(1 bar=100 kpa),正常;排氣門在做功行程下止點前37°開啟,進氣門在進氣行程下止點後51°關閉,均在正常範圍,由此推斷發動配氣正時正常。

用示波器同時採集1缸的氣缸壓力、點火和噴油波形,由圖3可知,點火(雙缸同時點火)和噴油均發生在壓縮行程上止點後約70°時,明顯延遲,這說明故障是由點火正時和噴油正時均不正確導致的。發動機控制單元主要通過曲軸位置感測器訊號和凸輪軸位置感測器訊號確定點火正時和噴油正時,由於發動機控制單元內無故障**儲存,曲軸位置感測器訊號和凸輪軸位置感測器訊號的波形無明顯異常,且發動機配氣正時正常,懷疑曲軸位置感測器訊號或凸輪軸位置感測器訊號的相位有錯誤,可能的故障原因有:曲軸位置感測器訊號盤扭轉;凸輪軸位置感測器訊號盤扭轉;發動機控制單元故障。

檢查凸輪軸位置感測器訊號盤,發現凸輪軸位置感測器訊號盤與凸輪軸是一體的,排除其發生扭轉的可能。檢查曲軸位置感測器訊號盤,發現曲軸位置感測器訊號盤壓裝在曲軸傳動輪後面,存在扭轉的可能。那麼怎麼判斷曲軸位置感測器訊號盤是否發生扭轉呢?筆者從網上搜尋該車曲軸傳動輪的配件,發現新的配件與該車曲軸傳動輪存在一定差別(圖4),即曲軸傳動輪上的2個標記的相對位置不一致,由此確定該車曲軸位置感測器訊號盤發生了扭轉。

更換曲軸傳動輪後試車,發動機能夠順利起動著機,再次用示波器同時採集1缸的氣缸壓力、點火和噴油波形,如圖5所示,點火時刻發生在壓縮行程上止點前15°時,噴油時刻發生在排氣行程上止點前25°時,正常;再次採集曲軸位置感測器訊號和凸輪軸位置感測器訊號的波形,如圖6所示,凸輪軸位置感測器訊號的相位有所變化。診斷至此,故障徹底排除。注意:該車曲軸位置感測器和凸輪軸位置感測器均為磁電式感測器,從不同端子採集的訊號波形的相位不同。

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