一辆传祺GS5 2.0L AT SUV,配置2.0L DCVVT发动机,爱信5速手自一体变速器;驱动方式:前置前驱;前悬类型:双叉臂式独立悬挂;后悬类型:多连杆式独立悬挂;转向助力类型:机械液压助力;车身结构:承载式。
该车车体无规律出现异常抖动,抖动时方向盘、换挡杆明显晃动。其它性能一切正常。经多次试车后故障症状偶现,确认车体存在异常抖动故障。
故障特征:该车新车磨合期间未发现异常现象,低速行驶正常,车速100km/h以上出现该故障现象。经初步确认不影响正常行驶。进行正常程序流程检查,各项检测数据均正常,故障一时无法排除。经反复试验发现,该故障现象有以下规律:
1.冷车行驶未见故障,经长时间行驶后故障再现。
2.大负荷行驶后故障再现。
3.长时间怠速时故障再现。
故障诊断:根据故障现象的规律特性,初步确定是在发动机热车高负荷工作时出现故障症状。
由于传祺GS5开发时偏向运动与操控,舒适性是短版,于是先判定发动机与车架为故障源头。经邀请发动机专家共同对发动机进行各项检查,确认发动机各项工作指标均正常,振动频率与振幅值都在合格范围内,与正常车辆发动机无异。
既然发动机正常,那么可能是车架承载方面异常。车架为焊接框架,不存在复杂零部件。唯一存在故障可能的就是连接发动机与车架的承载组件----发动机支承座(如图1所示)。
最初我们诊断为发动机支承座缓冲件过硬,无法对发动机产生的振动进行有效的过滤和吸收。假设发动机支承座为故障源头,根据故障现象再现规律,在怠速之初未见故障,需长时间怠速才出现故障现象。如果发动机支承座过硬,无论怠速时间长短都会出现故障现象;也不会是大负荷时故障现象最严重;在怠速初期猛踩油门,提高发动机转速,前期没有故障现象,反复多次后故障现象再现。这些与发动机支承座缓冲件过硬引发的故障因素都不相符,因为发动机支承座缓冲件过硬是定性的不会因工况的变化而变化。
于是怀疑发动机支承座抗疲劳性能差,导致无法承受发动机的长时间剧烈抖动。为验证这一思路,将该车发动机支承座组件与正常车辆发动机支承座组件进行对调试验。对调后故障车辆的故障现象依旧存在,正常车辆也没故障现象出现。发动机支承座引发故障的因素被排除。
故障诊断陷入僵局,调查进展无法推进。经再次梳理总结,发现前期疏忽大意,忽略了空调系统的影响。由于时值盛暑,前期车辆所做检查时空调都一直处于工作状态,因此忽略了这一因素。
此次从空调系统入手检查故障源。经过试验发现冷车状态下开启空调制冷功能时,会出现故障症状。因此我们将故障源锁定在空调系统上。如果是空调系统存在异常所引发的车身抖动,那么极有可能是压缩机(如图2所示)引起故障。就压缩机单件的抖动所产生的能量是不至于导致整车抖动的,但有可能是空调压缩机与发动机共同作用产生的复合抖动。空调压缩机产生振动的原因有2个:一、冷媒问题,冷媒加注过多,使压缩机产生液击现象导致振动;二、机械问题,压缩机各部的机械零件失衡产生振动故障。因此我们首先测量冷媒压力,压力值处在正常公差之内,但偏上公差,属冷媒偏多。排掉部分冷媒,使其达到标准值,抖动现象依旧存在。机械问题方面,.我们更换压缩机进行对比实验,故障现象依旧存在。诊断回归原点,再次陷入僵局。
难道是前几次的检查验证方向有误?再次梳理研讨,总结前两次试验结果,发现不管是长时间行驶还是大负荷行驶,不管是长时间怠速还是开启空调制冷,都有一个共同点,那就是冷却风扇高速运转。
传祺GS5设计的是单冷却风扇(如图3所示)。发动机冷却系统水箱与空调系统冷凝器共用1个冷却风扇。该风扇转速可变。发动机工作初期,冷却液温度不高时,风扇不工作。当发动机冷却液温度正常时,风扇开始工作,低速转动。当发动机长时间工作或大负荷工作,冷却液温度高时,风扇高速旋转。当空调压缩机开始工作时,不管发动机处于何种工况,风扇都高速旋转。
根据冷却风扇的工作特性及车身抖动现象产生的条件,决定更换冷却风扇进行对比试验。将正常车的风扇与故障车的风扇对调。发现故障车辆的抖动现象消失,正常车辆也无异常抖动。再将故障风扇调回原车,故障现象再现。进一步试验,找来2辆故障车进行风扇对调对比,发现一车故障消失另一车故障依旧。即故障车辆与冷却风扇之间又不一定存在配对性修理。但可以确定冷却风扇旋转的振动造成了该故障,是故障的根源。
究其原因,我们对冷却风扇进行测试,动平衡指标和振动频率都合格。故障的机理是什么?既然对调更换冷却风扇后车身抖动可以消除,那么故障源锁定在冷却风扇是肯定的。可是冷却风扇与车体没有直接连接,之间有多层缓冲橡胶,是不可能直接传导到车体的,更没有足够的能量造成整车抖动。
要让车体整体抖动,唯有发动机才能产生如此强大的能量,但实验证明不是这一因素。另一个因素就是车身的自身抖动了。车身是一个多部件组合的载体,众多的部件都安装在车身上,部件与部件之间都会相互影响。如果多个部件的振动频率相同,就可以引发车身共振。车身共振产生振动,使安装在车身上的某些部件产生抖动。像方向盘、变速杆、座椅等弹性较大、固定性相对较差的机件也就会出现抖动现象了。
从共振的机理解释故障原理。经过多车次测试,也验证了这一机理。每辆车的振动频率不同,风扇的振动频率也不同,只有当风扇的振动频率与车身的振动频率重合才产生共振。所以出现了2辆故障车对调风扇后一辆故障排除,另一辆故障依旧;或正常车的风扇与故障车的风扇对调,故障车故障消失,正常车辆也没有出现故障现象。因此这一故障属于专车专件的故障类型。
结论:故障零件为冷却风扇;故障原因为冷却风扇高速旋转时与车身产生共振;解决方法为更换冷却风扇。从经济性方面考虑,由于是专车专件故障因而可以对调冷却风扇。
相关资料:2012年广汽传祺GS5原厂维修手册(含电路图)