LJ 465-2AE 发动机工作不良故障分析

故障现象 一辆从装配线上刚下线的汽车二类底盘， 发动机型号是LJ465-2AE， 发动机出现故障，其故障特征如下： 发动机不易起动， 起动后怠速工作不稳， 加速不良， 加速时伴有进气管回火、 排气管放炮现象。 该车经过多人诊断、 修理， 未查找到故障原因。

故障诊断与排除 接车后首先调取故障码， 故障码为进气歧管压力传感器信号对搭铁短路， 消除故障码， 重新起动发动机， 再次调取故障码， 结果无故障码显示。 查看4个缸， 高压火均良好； 拔掉1缸或4缸喷油器供油信号线， 重新起动发动机， 发动机工作状况基本不变； 只拔掉3缸喷油器信号线，重新起动发动机， 发动机能勉强起动， 但伴随着发动机的抖动， 发动机会自动熄火； 只拔掉2缸喷油器信号线， 重新起动发动机， 发动机不能起动， 说明2缸工作最好； 用发光二极管测试灯测量4个缸的喷油控制信号， 均未发现异常。 随着试验的进行，我们发现加油门时， 发动机排气管伴有黑烟排出（不是很严重）， 并可闻到明显的 “生油味”。 发动机燃烧时有 “生油味”， 说明发动机燃烧不充分。基于高压火正常、 喷油信号未见异常， 初步怀疑1缸、 4缸工作不良的原因是火花塞工作不良。 本想取下火花塞查看， 但由于手头没有合适的火花塞套筒， 暂时未进行此项检查。

该车电喷部分局部原理图如图1所示。 处理电喷发动机工作不良故障， 首先应排除电控系统电器方面 （传感器、 导线、 线束插接器、 ECU） 的故障， 然后才考虑机械原因的故障， 特别是应该充分利用电控系统诊断工具， 确定电控系统是否存在故障。 有故障征兆的发动机调不出故障码， 不代表发动机电控系统一定没有故障， 为此我又读取了发动机工作的实时数据 （即所谓的数据流， 如表1所示）。 根据实时数据显示可知， 发动机在运转状态下其转速间歇性地出现0 r/min， 我们怀疑曲轴位置信号存在问题。 首先测量曲轴位置传感器插头与ECU插头的3根线是否正常， 这3根线分别是： 曲轴位置传感器 （信号高）、 曲轴位置传感器 （信号低）、 屏蔽线接搭铁， 测量结果是3根线均无断路，其中2根信号线也未对地搭铁； 检查曲轴位置传感器与齿圈的间隙， 也符合要求； 将故障车的曲轴位置传感器与一辆无故障的发动机曲轴位置传感器对换， 起动发动机， 故障依旧。 故障查找到此， 有人对燃油是否存在问题提出了疑问 （考虑到我公司柴油车、 汽油车同线总装， 汽油中有可能掺进柴油），我们又对燃油进行了更换， 试验无效果； 经过多次反复试验， 结果发动机无法起动了。

表1 剪切的发动机运转状态下的实时数据

最后静下心来仔细分析， 我认为问题还是在曲轴位置信号上， 因为发动机在正常运转状态下， 其转速不应该出现0 r/min， 而实时数据中却间断性地出现了0 r/min， 为此我们对曲轴位置传感器插头至ECU插头的3根线重新进行了测量。 首先分别测量3根导线是否断路， 经测量， 这三根线均导通； 当测量曲轴位置传感器 （信号高） 导线是否搭铁时， 万用表发出了响声， 这时意识到曲轴位置传感器 （信号高） 导线存在对搭铁间歇短路的故障。 估计短路部位应该在线的两端， 对传感器端进行检查， 未见异常， 对ECU端进行检查， 发现曲轴位置传感器（信号高） 导线端部外绝缘层有开口 （图2）， 其开口周围是屏蔽层的金属丝， 估计导线绝缘层的缺陷（开口） 是在线束制作过程中， 割去其屏蔽层外的绝缘层时误伤造成的。 在线束制作过程中， 加工屏蔽线端部应采取合适的工具和工艺， 正确的操作工艺能保证屏蔽线端部加工结果如图3 所示；不正确的加工工艺屏蔽线端部加工结果如图4所示。

找到故障部位后，我们将线束的搭铁部位临时包扎好， 再次试验， 发动机仍然无法起动， 这时再检查高压火、 喷油控制信号， 均正常。 根据综合情况考虑： 曲轴位置传感器 （信号高） 导线对搭铁呈间歇性短路找到并排除了， 高压火和喷油信号也正常， 起初发动机能勉强起动着火，着火后工作不稳， 加速不良， 反复试验后发动机无法顺利起动， 因此， 推断现在发动机不能起动的原因应该是由于发动机断火造成的燃烧不良直至 “淹缸” 所致， 为此采用清扫程序 （油门加到底后再起动发动机） 起动发动机， 但试验了几次还是无法起动。 考虑到之前多次使用起动机， 蓄电池放电较多，起动机转速有所降低， 清扫效果差， 故决定采用拖车的办法起动发动机， 当故障车被拖动行走约500 m， 发动机着火， 热机后， 发动机恢复正常。

故障总结 该车线束是协作件， 有进厂检测报告， 检验结果合格； 该批线束协作厂有出厂检测报告， 当时检验结果也合格。 说明检验方法 （工艺）有待于进一步改进。

本次故障诊断与排除过程， 绕了一些弯路， 如怀疑燃油有问题， 并进行了不必要的更换燃油的试验。 本案例故障并不太复杂， 故障原因就是线束中曲轴位置传感器 （信号高） 导线对屏蔽层间歇性地短路引起的发动机工作不良， 发动机工作过程中出现断火甚至乱火， 燃烧不良， 进一步造成发动机“淹缸”。

本次故障诊断中绕弯路的主要原因如下。

1） 没有很好地利用好实时数据。 实时数据中清楚地显示， 发动机在运转状态下其转速间歇性地出现了0 r/min， 没有引起笔者的高度重视。

2） 当看到测得的实时数据 （转速信号） 有问题， 推测到曲轴信号不正常时， 却在测量相应导线时又没采取振动、 晃动措施， 没有测出曲轴位置传感器 （信号高） 导线呈间歇性搭铁故障。

3） 曲轴信号明明存在故障， 系统却不记录曲轴信号故障码的原因， 我想有可能是： ①转速信号没超出系统定义的范围； ②故障还未被系统作为应该记录的故障码记录， 故障发生的时长 （积累） 不够。

4） “淹缸” 严重的发动机采取拖车的办法起动发动机效果较好 （后经询问给该发动机配的ECU厂家， 该发动机无 “清扫程序”）。

为此本案例给我们的启示是： 对于电喷发动机自诊断系统未记录故障码， 不等于电控系统没问题， 利用实时数据可以发现没有故障码的故障部位（范围）； 发动机在工作状态下转速不应出现0 r/min。从实时数据列表中可以看出， 发动机在工作状态下， 发动机转速间断性地出现了0 r/min， 说明曲轴位置传感信号不正常， 应重点检查； 对线束进行检查测试时， 不仅要测试导线是否导通， 还要测试是否对搭铁短路、 是否可靠、 线间是否短路， 特别是对怀疑有故障的部位， 必要时应采取振动法、 晃动法进行反复检查确认。