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发动机起动时发动机舱异响的故障诊断排除

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  【摘要】现如今,随着科学技术的不断进步,对汽车舒适性要求越来越高。其中汽车发动机异响是影响汽车整体舒适性的一个重要因素,故对汽车异响的诊断与排除是对维修技师一个重要的考验。正常的发动机转速是均匀的、运转是有轻微的、有节奏的机械振动和排气声音。当正常发动机转速发生变化时,如怠速加速、高速状况下表现为连续的声音强弱变化,转速过渡圆顺而不间断,如果发动机运转过程中出现简写且无规律的碰撞声、摩擦声和强烈的振动声等,可视为发动机异响。其中发动机的异响有许多表现形式,如“嗒、嗒、嗒”工作气门响声;“嘎、嘎、嘎”金属爆震响声;曲轴主轴承“铛、铛、铛”金属敲击响声等。下面介绍起动发动机时,发动机舱有“咔、咔、咔”响声的故障排除。
  【关键词】发动机 故障诊断与排除 发动机异响 起动策略起动马达 小齿轮
  一、故障现象
  一辆2013款的捷豹xJ,该车在行驶了接近14000公里时因起动马达小齿轮与飞轮齿发生碰撞损坏导致起动时有“咔、咔、咔”异响,更换了马达总成和飞轮盘后再次出现相同问题,技师按指引再次更换新的起动马达总成和飞轮盘,因属于第二次出现相同问题,按要求技师未敢轻易放车故寻求支持确认故障是否排除。客户反馈问题:起动发动机时,马达有“咔、咔、咔”异响。近几日响声突然明显,车辆可正常起动和行驶,之前没有注意到声音有什么太大的异常,只是这几天声音越来越大,仪表无故障信息提示。读取故障内容及SDD指导建议:无相关DTC记录。
  二、故障诊断
  1、询问主修技师,在上次更换时曾检查过起动马达和飞轮盘等相关部位,没有发现异常情况,安装后试车也未见明显异常。接车检查并与主修技师一同确认,本次更换完马达和飞轮后起动时的声音与第一次更换后的声音一致。仔细听辨后发现此车起动时声音有点不纯,起动瞬间能隐约听到马达内部有轻微类似金属撞击的声响。检查起动马达安装正常无松旷,发动机外部各附件安装无异常松旷,无油液渗漏,电瓶检测结果正常,无相关维修技术指引。检查已拆下的旧件,马达小齿轮与飞轮齿端面因碰撞已损坏变形,经对比与第一次的损坏情况基本一致,两次均为起动马达内部存在机械故障。仔细查看碰撞痕迹,发现碰撞发生的初始阶段,小齿轮与飞轮齿啮合时有一提前量,打齿原因是起动时马达小齿轮与飞轮齿未准确啮合、有大约2mm的错位。
  从初步收集的数据看,未发现有什么明显的异常。
  三、故障排除
  1、机械故障:马达或飞轮固定位置有偏移,入齿时实际正时位置偏斜不正,齿端发生碰撞。
  2、控制故障:PINION控制过早或过晚介入,导致不能与飞轮准确啮合。
  PINION过早或过晚介入的原因可能是:(a)线路接触不良驱动电流小,PINION实际执行滞后导致对位不准;(b)马达内部小齿轮电磁线圈故障,不能按要求准确运动;(c)ECM控制错误或启动条件紊乱,啮合正时失准。原理概要:该车使用ECO智能起停系统,起动马达为串联电磁阀起动(Tss)电机。如果发动机快速旋转()200rpm),则TSS电机先由电磁阀通电(motor),以提高小齿轮速度,當齿圈和小齿轮的转速接近时,第二个电磁阀通电(pinion),小齿轮才会前移啮合齿圈。当发动机静止或充分缓慢旋转时(<200rpm),小齿轮先向前移动与飞轮齿圈啮合,然后TSS电机通电(motor),以重新启动发动机。排查过程与步骤如下:
  (1)测量对比马达和飞轮机械定位部分没有明显差异;(2)检查起动马达相关线束各节点连接良好,没有接触不良等异常情况;(3)测量pinion和motor电阻分别为0.5Ω、0.9Ω,阻值正常。(4)连接示波器,查看pinion和motor实际工作波形;(5)分析pinion和motor波形,发现motor实际激活时刻要早于pinion,此条件起动策略pinion应提前motor才正确。检查PCM软件为最新版本,CCF状态正常。检查小齿轮制线,发现两根控制线出厂时接反(该段线束颜色在电路图上没有明确标注)。
  四、故障的原因分析
  原车线束2WAY CONNECTOR插头pinion和motor控制线接反,起动时小齿轮工作方式改变:低于200rpm起动时小齿轮实际是先旋转再吸合,导致齿轮与飞轮啮合时产生错位不能准确对正出现撞击,长时间使用后最终打齿损坏。ECM对马达执行元件未设监控,不会产生相关DTC。
  结束语
  通过这列故障的排除过程,可以看出,随着时代的发展,汽车的各功能的增加使得汽车故障产生多元化,如何正确快速的诊断给技师们提出了更高的要求。本文针对特定车型发动机起动时,发动机舱异响的故障,进行了详细的诊断排除与分析,采用SDD、万用表、VMM、游标卡尺等设备进行检测与排除,采用重新修正反接的线束插头,复位后测试将故障排除。
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