【Pico汽車示波器診斷】 雷諾卡車Renault C460 D11 | 引擎失火故障

作者:Ben Martins

這是一個簡短的案例研究,但這會展現正確的操作步驟,你將發現此任務更簡易。在這個案例挑戰中,這是一台配備D11引擎的雷諾C460卡車。客戶抱怨此車性能不佳且像是引擎失火的異常抖動。沒有任何警告燈顯示在儀表台上,這很有趣,因為你會認為DTC會記錄失火故障。此抱怨得到驗證,我們接著繼續測試。對於失火,有一個我們能做的快速測試就是相對壓縮,雖然不是精準的,但它可以幫助我們確定檢測的方向,且最好的是我們不需要移除任何東西來操作此檢測。

藉由引導測試,最適當的軟體設置與觸發已經幫你調整完畢。你需要做的事就是避免引擎發動起來。連接Pico示波器並且確認電流鉗已經開啟並歸零且夾在電瓶電纜往啟動馬達供應的電路上,把引擎斷油斷點火並且搖轉它。

我們可以立刻看到存在的問題,更重要的是,它是重複性的。藉由使用相位標尺,我們可以看到與汽缸相關的的電流不足狀況。我們知道這一點,每次活塞移動到壓縮上死點時,啟動馬機需要更大電流來保持引擎運轉。如果在壓縮行程時所需的電流下降或無電流,那我們應該首先針對這個汽缸來觀察問題,下一步是我們如何來判定異常汽缸。

識別汽缸最簡單的方式就是使用已知的汽缸來辨識,或是更常見的同步方式。對於汽油引擎,你可以選擇點火觸發器,初級和次級點火波型,但對於柴油引擎來說,你只有一個選擇,那就是噴油嘴。汽油引擎在啟動過程中是否會產生火花往往不太挑剔,但柴油引擎往往會希望有一定量的燃油壓力,然後才會送訊號來啟動噴油嘴。在測試相對壓縮期間,我們需要避免引擎啟動。最快的方法就是停止燃油輸送或斷開噴油嘴。然而,這也意味著我們會失去同步訊號,現在該怎麼辦?

在波型庫裡搜索並無雷諾C型卡車的結果,但是Renault 與 Volvo卡車是使用相同的動力系統。在Volvo的資料下,我們過濾一些基本訊息來擴大搜索範圍:汽車製造商、主要燃料和容量。D11是10.9L,不幸的是,我們沒有找到可用的波型。但是透過技術資料,我們發現D11和D13的引擎正時是一樣的。

當將引擎尺寸修改為 13L 時,我們找到了我們正在尋找的資訊:帶有凸輪軸信號的噴油嘴 1。查看帶有凸輪軸訊號和噴油嘴訊號的數據,我們可以使用凸輪軸來定位汽缸1,然後使用點火順序來推算其他汽缸。您可以在我們的Youtube頻道上找到相關的技術範例資訊。

接下來,我們需要再執行一次相對壓縮測試,使用相同設置但同時添加另一個通道,在此案例中為凸輪軸位置感知器。我們從已知的良好波型中得知第一缸會在凸輪軸的兩個脈衝訊號後。當我們有選擇可以添加其他通道,抓取一個排氣脈衝總會是一個很棒的選擇。記得排氣脈衝會依據進氣、燃燒、排氣來產生結果,當所有部件都正常運作時我們會預期一個良好、均勻規律的波型。

很顯然的,事實並非如此,我們現在使用凸輪軸訊號來判定在壓縮行程電流不足的汽缸。我們知道汽缸一是在兩個凸輪脈衝訊號後的第一個燃燒缸並且藉由點火順序來辨識剩餘的汽缸。我們注意到排氣脈衝並不均勻,老實說,在此診斷階段,我們只需要知道這些。我們可以再花30分鐘來搞清楚到底發生了甚麼,但最終,這並不能修復卡車。到目前為止採集到的數據中,我們需要看看第三缸。

當我們拆下搖臂室蓋,診斷很快就得到明確的答案。

你可以看到這裡是第三缸的排氣門。調節器比其他缸位移的多,這樣會導致排氣門有部分開啟的狀況。鎖定的螺絲已經鬆脫了,導致調節器可以自行旋轉。

我們拆下調節器來確保它沒有任何損壞。你可以看到鎖緊螺母完全脫落之前的距離。在沒有任何損壞跡象的情況下,我們重新安裝調節器。我們檢查了所有的氣門間隙,並根據技術資料將它調整到正確的範圍。我們還塗抹了一些螺絲膠,希望能防止這個問題再次發生,並將它們鎖緊到正確的扭力值。安裝完搖臂蓋後,再一次進行相對壓縮測試,看看故障是否解決,希望之前的故障沒有使排氣門撞到活塞!

所有波型看起來平均許多並且排氣脈衝現在也非常均勻。失火的故障已經消失且卡車可以回到路上繼續行駛。

但故障時的排氣脈衝是發生了什麼事?

現在已經修復了故障,我們有機會來回顧一下原始的捕獲數據來更好的理解,並藉此學習,當時是什麼原因引起我們觀察到的故障波型。讓我們回顧一下使用WPS500X捕獲到的排氣脈衝波型。

我們知道第三缸是失火缸,但在此刻的排氣脈衝有了一個大的脈波。讓我們想一下當第三缸進入壓縮行程時發生了什麼事情。此時第四缸在它的排氣行程上行,這還不是全部,汽缸一也開始它的排氣行程。我們現在知道第三缸的排氣門一直開著,代表我們有兩個,甚至三個排氣脈衝,這些汽缸同時向上移動。然而,他們都對排氣脈衝做出了貢獻。

任何形式的壓力脈衝分析都很困難,因為通常要考慮許多變量,例如岐管設計、VVti控制、廢氣後處理系統與渦輪增壓器。這些變量都會影響壓力波型。盡可能的去多觀察良好的波型,當我們看到奇怪的波型時,就可以更好的去識別它。

我們通常建議Pico的使用者使用示波器去檢測一些已知良好的車輛。例如量測第一缸的噴油嘴與凸輪軸訊號,或是從保險絲盒量測燃油泵的電流,都可以。這可以建立我們使用Pico示波器診斷較棘手故障時的信心。你也將建立一個已知的良好波型來供未來診斷時參考。如果你上傳這些資料到共享波型庫,你會有一個安全的地方來儲存這些資料,其他人也可以使用這些資料來協助診斷。當沒有已知的良好波型參考時,另一種方式是參閱技術資訊。

我希望這在某種程度上有所幫助。有時從波型中退後一步,把它視為好的與壞的通常會獲得更好的診斷方向。

非常感謝L&D Commercials 的 Lee Sharp (Sharpy)將psdata文件發送給我們,以便我們創建此案例研究。