一辆行驶里程约5万km,车型为C6,搭载2.0T发动机的2012年奥迪A6L轿车。用户反映:该车的时速达到130km/h时,发动机开始抖动,车速无法提升,同时发动机故障灯点亮。此问题已维修多次,先后换过点火线圈、火花塞和喷油器,并清洗过积炭,但始终未能解决。
检查分析:维修人员试车,在道路条件允许的情况下尽量使车速高于130km/h。按照这样的方式行驶约5 km后,故障出现。停车观察,发动机怠速运转时依然在剧烈抖动。立即检测发动机控制单元,发现有2个气缸失火的故障记录。关闭发动机后重新起动,一切恢复正常。这一现象表明,由于失火的存在,发动机控制单元为保护三元催化器,已经停止了失火气缸的喷油。
回到车间后,测量缸压,各缸均正常。由于大部分相关外围零件已经更换过,所以维修人员决定把考虑问题的重点放在发动机内部。已知故障的规律是只出现在车辆高速行驶时,而高速与低速之间显著的区别在于发动机的输出功率不同。发动机在持续高功率输出时,一个突出的特点是对散热的要求更苛刻。路试的结果表明,故障的起因是失火,而失火与发动机散热有关。
发动机大功率输出时引起失火的原因主要是爆震,因此决定再次路试并着重观察爆震强度和点火提前角。试车中发现夕在车速超过130 km/h的情况下,2、3缸多次出现爆震现象,它们的点火提前角分别推迟了21°和17°。这说明失火的确是由于爆震造成的。
由于是个别气缸出现爆震,所以排除了发动机冷却系统和混合气浓度异常的可能性。问题指向气缸的内部。
将2缸火花塞拆下,用内窥镜观察气缸内部的情况,发现在活塞的顶部存在坚固的积炭(图1)。尽管该车已清理过积炭,但这些坚固积炭却未能被清理掉。燃烧室的一部分热量要通过活塞顶部传递给冷却系统,但活塞顶积存的积炭是热的不良导体,它阻断了这种热量的传递。于是在发动机大功率运转时,问题便暴露出来。
故障排除:让发动机以高怠速运转,当冷却液温度达到80℃以上后关闭发动机。拆下火花塞,顺序地将活塞转到上止点,并从火花塞孔向内喷入积炭清除剂,直喷到火花塞口。这时在火花塞口会看到大量泡沫冒出,稍后泡沫会减少,然后用压缩空气将积炭清除剂吹出。如此反复5~6次,可清除燃烧室内大部分积炭(图2)。积炭清除后,反复试车确认故障彻底排除。
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