一辆行驶里程约7万km,配置CSR 1.6L发动机,09G手自一体变速器的大众新朗逸轿车。客户反映:该车在行驶中偶尔出现加速会延迟几秒钟才有反应,在市区开开停停等待红绿灯时发动机偶尔会严重抖动,甚至会出现发动机一下子熄火的现象,但再次启动也没有任何异常,都能正常启动。经本站技师多次试车,一直没出现过故障现象,同时全车所有系统都不存在任何故障码。
故障诊断:首先来了解该车使用的发动机一些特征,该款发动机属于EA211系列,是在之前EA111基础上优化改进而来的,具有高动力、低油耗、低排放以及轻量化等优点。相比EA111发动机一个最大的改变,是将EA111采用的正时链条更改成正时皮带,该正时皮带相比传统的皮带其使用寿命已经大大延长,理论上能达到300000km,基本上也相当于终身免维护了,该款发动机已经完全替代EA111系列,未来将更普遍的采用在大众A级轿车上。因此笔者想在排除该车故障的同时,也可以熟练211系列发动机的一些不同点,对本站技师以后维修该款的发动机,也是一个难得的学习机会了。
翻阅之前的维修记录,发现之前的历史记录中,维修技师先后代换过试驾车上的点火线圈、火花塞、喷油器、节气门、进气歧管和发动机控制单元等相关部件,也清洗了发动机内部的积炭,可是每次使用几天后客户就反映故障仍然存在。经反复维修没能排除故障,因此也被客户多次投诉至总部和本地媒体。但主修技师也很苦闷,因为一直无法有效验证该故障现象,不得已请求支持。根据之前维修记录和客户反映偶然的故障现象,笔者也感觉非常为难。正好总部为每个技术中心站配备了远程诊断仪,本站有幸也配了两台。该远程诊断仪类似于元征的技师盒子,是专门针对现代轿车偶发性故障的诊断所开发的利器,只要将远程诊断程序安装到工作电脑上,远程诊断仪安装到故障车辆上之后,客户就可以将车辆开走从而不影响客户的使用。而使用者则可以后台通过工作电脑随时进入远程诊断仪,来进行相应的操作检测了。连接好远程诊断仪在故障车上,激活了与故障现象相关联的发动机数据块之后,告知客户若在以后的使用中出现了故障现象,只需记住故障发生的时间节点,笔者就能通过工作电脑调取相关的数据块,来为判断故障提供一些依据。而根据客户描述的故障现象,笔者感觉最大的可能性应是某缸工作不良导致失火,为此重点选取了发动机转速、负荷、节气门开度、加速踏板,以及各缸失火等数据流。但通过一段时问的观察,确实在客户反映抖动的时间节点,存在着发动机的转速上下波动,可此时节气门开度及加速踏板数据并没有变化(即客户并没有加减油门),同时4个汽缸并没有出现预计的失火。经多次观察故障出现时的数据流,基本能排除发动机抖动是汽缸失火引起的了。
再次和客户沟通,试图从非车辆本身的因素去考虑,比如路况、油品、无线电的干扰以及客户的驾驶习惯等方面去分析,经反复询问,基本上能排除路况、油品、无线电干扰的因素,唯一有价值的线索是客户有一个不好的驾驶习惯,在等待红绿灯时,一般喜欢将挡位放在D挡,踩住制动踏板,而这种情况下客户反映发动机抖动的频率也更频繁,这个会不会是该车故障的一个根源呢?
考虑到这个设想存在的合理性,笔者特地上门去试驾客户的车辆,试驾过程中,故意针对性在车辆静止状态下,长时间在D挡且踩住制动踏板,模拟客户开车等待红绿灯的状态,在笔者反复频繁这样操作的时候,故障现象果然被试出来了,那是踩制动踏板接近1min时间,发动机就严重抖动起来,且突然一下就熄火。观察此时的变速器数据流,显示变速器状态为故障,但是进入自诊断读取变速器系统故障码,却不记忆任何故障码,这个现象和客户反映故障现象完全相同。至此,笔者认为故障点已找到,就申请为客户更换了一个变矩器,以为故障已经排除,可是客户开回去几天之后,再次反映故障仍然存在。
这个时候笔者就真的感觉很迷茫了。因为客户经过更换变矩器之后,笔者已经交代客户不要再长时间挂D挡踩制动踏板,而客户也很配合,因此后来基本上等红绿灯时候都是挂N挡,可是这种情况下,发动机抖动的故障仍然存在,这个时候就完全可以排除变速器的原因了。与变速器无关,问题只有可能在发动机这块,可是发动机会是哪里存在问题呢?
接下来笔者只有再重新梳理思路了。分析发动机抖动的问题,离不开以下三个原因:
(1)失火。失火不外乎点火、供油和缸压等几个方面,不论是哪个方面出现问题导致失火,其故障特点有:怠速抖动,加速无力,且控制单元会记忆故障码。这和本例现象不符,结合在维修过程中已经更换了和失火有关联的配件,包括喷油器、火花塞、点火线圈,所以这个可能性首先就不考虑了。
(2)混合气失调。包括过浓或过稀,同样会引起发动机的抖动,故障点包括真空管路泄漏导致过稀,或喷油量过多导致过浓,其故障特点有:怠速时症状会明显,加速时症状会相对减轻,同时发动机还可能存在启动困难,或者容易熄火等。该原因引起的故障出现时,空气流量传感器和喷油脉宽的数据自然会显示异常,不过不管是专用诊断仪VAS6150检测的数据,还是远程诊断仪在故障出现时的数据,看不出有任何异常。且该故障一般不会是偶发出现,而可能是一直存在,那么第二点也是可以予以排除了。
(3)发动机负荷过大。包括两个方面,一是机械因素引起负荷过大,如之前笔者碰到过一例连杆轻微弯曲引起的抖动;二是排气阻力过大,如排气歧管被堵塞(比如三元催化器堵塞),都会引起抖动,其故障特点为大负荷时会明显感觉动力不足;由此引起的抖动一般来说也不会记忆故障码,不过可以通过最简单的方法来判断:通过读取数据块中的负荷值来判断是否正常,经观察数据块中的负荷值,大约是20%左右,在正常范围之内,这个假设又被推翻了。上述三个原因,已经基本概括了发动机抖动的常见因素,而 偏偏这些因素都被排除在外,那么接下来又该如何分析故障呢?
维修好似陷入了死胡同,这时只有再次梳理思路,并结合故障现象,是否还有遗漏的因素没考虑。本故障最大的特点是偶发性,那么上述三个原因是否也可能会出现偶发性呢?经反复分析,笔者认为,最有可能是第二个原因,因为混合气失调,不光和发动机泄漏等硬性故障有关,也可能是由于反馈信号不正常导致的软性故障,因为反馈信号时刻都在变化,若反馈信号本身出现了偏离,那么发动机控制单元当然会根据错误的偏离信号来调节了,这点正是发动机闭环控制最关键的节点了,而反馈信号的传感器—氧传感器恰恰也是维修技师和笔者之前从来没有考虑的一个部件了。
既然已经考虑到这个因素,接下来笔者马上通过远程诊断仪(车辆客户一直在使用不在站内),添加了读取氧传感器的数据,当然之前的发动机转速以及空气流量等数据仍然存在,接着继续观察几天。后来在客户反映某一个时间段发动机再次出现一下子熄火后,调取了当时相关的数据图(如图1所示),此时可以看到发动机确实被熄火了,而此时氧传感器的跳动曲线明显偏离正常跳动频率。邀约客户进站更换了前氧传感器后,再读取远程诊断的数据(如图2所示),明显可以看到新氧传感器数据曲线跳跃频率正常,非常有规律的上下跳动,经客户试车一个月之后,客户反映故障再没出现,至此说明故障已经彻底排除。
故障总结:在现代轿车的维修过程中,由于控制单元以及各种传感器执行器的增多,偶发性故障发生的频率也会越来越高,而偶发性故障才是真正困扰很多维修技师的一个难题。因此针对偶发故障的诊断设备更多厂家也在研发并采用。本文中使用的远程诊断仪就是大众专门针对偶发故障而开发的一种先进的工具,理论上说,远程诊断仪成功安装到车辆上之后,只要该车辆在国内任一地方,都能通过后台来监测该车实时工作状态。这样既不影响客户正常的用车,又能及时准确的判断故障点,提高偶发故障的解决率。
本文故障,严格来说其实不属于一个疑难的故障,之所以维修这么久,难点在于技师无法验证故障现象,且控制单元没有任何的故障码。而这也是大多数技师在碰到这种情况下推脱客户的一个借口。事实上在维修过程中,如果能再现故障现象,当然对维修技师的诊断有很大的帮助,可是针对故障现象无法再现时怎么办呢?这时就要考验维修技师的理论基础和逻辑思维能力了。之前笔者也多次碰到类似问题,当时并没有远程诊断,结果笔者都是通过故障模拟法来一步步缩小故障范围,最后成功的排除故障,降低了客户的抱怨。
在本案例中更换的变矩器,结果证明是一个错误的诊断。但为何长时间挂D挡踩制动踏板时,发动机会抖动,甚至熄火呢?因为变速器挂入D挡,油泵工作的汕压已经作用在对应的离合器组件上,长时间入为制动,只会导致变速器油液温度快速升高,任其下去完全可能导致离合器片早期损坏,从而引发变速器故障,因此此时发动机抖动甚至熄火,其实是系统监测到这种不正常情况下的一个保护作用,此时数据流当然显示为故障,但是系统却不会记忆故障码了。事后笔者也曾尝试过多辆同类型的车辆,都存在这种情况,因此这种现象是对客户不正常操作的一个保护功能了。
相关资料:2015年大众原厂维修信息系统ELSA 5.2