原创 免拆诊断案例 | 2016款保时捷911 GT3 RS车发动机异响

2024-4-17 13:14 130 0 分类: 汽车电子 文集: 应用案例

一、故障现象

一辆2016款保时捷911 GT3 RS车,搭载4.0 L水平对置发动机(型号为MA176),累计行驶里程约为4.2万km。车主反映,1星期前上过赛道,现在发动机有“哒哒”异响。

 

二、故障诊断

接车后试车,起动发动机,发动机发出有规律的“哒哒”异响,且感觉发动机与变速器接合部位的响声较大。拆下机油滤清器检查(图1),放出的机油中没有沉淀杂质,且机油滤清器过滤网后方无异物,说明发动机内部无异常磨损。

1 拆下机油滤清器检查

2个三轴加速度传感器分别安装在两侧气缸盖处(图2、图3),以判断振动靠近哪个区域。

2 三轴加速度传感器安装在气缸列1的气缸盖处

3 三轴加速度传感器安装在气缸列2的气缸盖处

用示波器测得发动机怠速时的相关波形如图4所示,可知气缸列1处的振动明显大于气缸列2处的振动

4 三轴加速度传感器信号波形

加入气缸3点火信号波形(图5),可知曲轴转1圈产生1次异常振动,即异响与发动机1阶(E1)振动有关。

5 三轴加速度传感器信号和气缸3点火信号波形

进一步检测发现,靠近气缸3处的E1振动最大(图6),怀疑异响是由气缸3发出的。

6 靠近气缸3处的E1振动最大

用内窥镜观察气缸3,气缸壁未拉伤,且无其他异常,观察其他气缸也未见异常。拆下气门室盖,检查凸轮轴机构,未见异常。拆下气缸盖,仔细检查发现气缸3燃烧室上附着有异物(图7),且对应的活塞表面也有异物(图8)。

7 气缸3燃烧室上的异物

8 气缸3活塞表面上的异物

在没有取下异物之前,异物表面是黑色,很像积炭,而之前使用内窥镜重点观察的是气缸壁,所以当时没有留意到此异物。展开异物,发现是很多薄片状的金属(能被磁铁吸附)碎片(图9)。

9 金属碎片

异物从何处而来?首先检查进气系统,没有发现相似的异物,也没有相关部件能产生此类金属碎片。检查排气系统,发现全段排气管都不是原厂部件。拆下三元催化转化器段排气管,用内窥镜观察,发现三元催化转化器的载体破损(图10),且在排气管内还有脱落的载体碎片。经过仔细对比,确认气缸3内的异物就是脱落的三元催化转化器载体。

10 三元催化转化器的载体破损

通常认为气缸内有异物都是通过进气管进入的,而该车气缸内的异物是从排气管进入的。分析认为,发动机高速运转时,由于气门重叠角变大,排气管压力也受到进气歧管压力影响,变化频率变快,有些剥落的碎片在排气波作用下在排气管内发生无序撞击,最终进入气缸;碎片在气缸内被活塞挤压在一起,同时发出“哒哒”异响。再结合图5分析可知,只要气缸3活塞上行至上止点位置(压缩上止点和排气上止点),活塞挤压碎片就会发出异响,所以曲轴每转1圈就会发出1次异响。

三、故障排除

清除气缸3内的异物,更换三元催化转化器后试车,异响消失,故障排除。切割旧的三元催化转化器,可以看到载体严重破损(图11)。

11 三元催化转化器载体破损严重

 

四、故障总结

该车的故障是因为三元催化转化器载体严重破损,导致碎片在排气波作用下在排气管撞击,并最终落入气缸中。由于发动机构成复杂,通过直接听与观察是很难判断具体异响位置的。笔者使用虹科Pico三轴加速度传感器,则可以将这种主观的感受数据化,精准判断异响源头就是气缸3,最终顺利排除故障,减少了诸多不必要的拆检。

 

作者:杭州捷盛行汽车服务有限公司

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