一辆行驶里程约13.6万km、搭载CRC 3.0LV6柴油发动机的2012年进口大众途锐3.0TDI柴油车。该车因“烧机油”故障在其他修理厂大修过发动机,但提车使用一个月左右,车辆噪音明显增大。
故障诊断:接车后试车,启动发动机,能明显听到发动机室内传出“嗒嗒嗒”的敲击声,确认故障现象存在。观察冷启动至热机的过程,敲击声一直存在,且没有明显变化,说明故障不分冷机和热机。反复踩下加速踏板,让发动机处于不同转速区间,同时倾听异响的强弱和频率变化,发现随着发动机转速加快,异响频率更快,声音强弱并无明显变化。当发动机转速超过3 000 r/min,发动机自身噪音越来越大,会遮盖住异响,因此在发动机怠速时检查故障最方便。
打开发动机室盖,站在发动机室前不同部位听声音,初步判断异响源在驾驶人侧(该款发动机的气缸布置如图1所示);从发动机上部听声音,进一步确认异响是从驾驶人侧传出来的,但不能判断具体是哪个气缸发出的;将车辆举升,拆掉发动机和自动变速器下护板,从发动机下部听声音,对比发动机上部听到的异响,不能分辨在哪里听到的更明显,因而无法判断异响源是气缸盖还是气缸体。
用听诊器(图2)按照从上到下的顺序,分别在气门室罩盖、气缸盖、气缸体、油底壳上部(靠近曲轴主轴承位置)及油底壳等部位听声音,再按照从前往后的顺序,分别在气缸4、气缸5及气缸6部位听声音。由于柴油发动机结构复杂,多个部位相互遮挡,无法用听诊器探测,因此仍不能锁定异响源。
诊断至此,时间已过去将近1h了,现在只知道异响来自驾驶人侧气缸列(气缸4、气缸5及气缸6),无法锁定具体是哪一个气缸,也无法判断异响是来自气缸盖还是气缸体。既然用传统的方式很难找出故障原因,决定使用Pico示波器的NVH套装试试。NVH套装可以将声音转化为电压信号,并以波形的方式呈现出来。NVH是指Noise(噪音)、Vibration(振动)和Harshness(声振粗糙度)。
连接示波器(图3),其中通道1采集喷油器电压做触发信号,用于判断异响发生在发动机哪个行程;通道2通过NVH检测盒连接拾音器,放在噪音最明显的位置,用于采集声音信号。由于不知道是驾驶人侧气缸列中的哪个气缸发出的异响,只能依次用它们的喷油器电压做触发信号,然后通过逻辑分析进行判断。
首先用气缸6的喷油器电压做触发信号,测得波形如图4所示。2次喷油循环之间的曲轴转角为720°,用角度标尺将其等分为4份,根据4冲程发动机工作原理,可知依次对应做功行程、排气行程、进气行程和压缩行程。假设气缸6是异响源,则异响发生在进气行程,可能的故障件包括气缸6的进气门、摇臂及液压挺杆和进气凸轮轴等,那么将听诊器搭在气缸6的气缸盖和进气歧管连接处,应能听到明显的敲击声,然而事实并非如此,说明气缸6不是异响源。
用气缸5的喷油器电压做触发信号,测得波形如图5所示。假设气缸5是异响源,则异响发生在排气行程,可能的故障件包括气缸5的排气门、摇臂及液压挺杆和排气凸轮轴等,那么将听诊器搭在气缸5的气缸盖和排气歧管连接处,应能听到明显的敲击声,然而事实并非如此,说明气缸5也不是异响源。