1994款凯迪拉克fleetwood车发动机无法起动

 

    一辆1994款凯迪拉克fleetwood车，搭载5.7L发动机（燃油系统采用进气歧管多点喷射，每个气缸都有独立的喷油器；点火系统只有一个点火线圈，带机械分电器和高压线），发动机无法起动。

 

    起动发动机，起动机运转有力，但是无法着机。该车OBD诊断接口不是标准的OBD接口，无法使用现有的故障检测仪检测，于是决定使用示波器依次检查该车的气缸压力、喷油及点火。

    首先用pico示波器和压力传感器WPS500X测量起动时的气缸压力波形。该车火花塞安装在排气支管下方，很难拆装，经过一番努力，只能测6个气缸的气缸压力波形，剩余2个气缸由于空间狭小，没法安装压缩管。

    所测6个气缸的气缸压力波形基本一致，如图1所示，最高压缩压力约为13bar（1bar=100kPa），且压缩冲程的压力上升曲线和做功冲程的压力下降曲线对称，说明气缸密封良好；进气冲程和排气冲程的压力等于大气压力，说明发动机配气正时没有明显偏差。

 

图1　起动时的气缸压力波形

 

    用燃油压力表测量燃油压力，为3.2bar，且压力保持也正常。用pico示波器测量喷油电压和电流波形，基本一致。如图2所示，喷油电流约为900mA，从电流和电压波形上可看到针阀抬起和落座时刻，说明阀芯没有卡滞。

 

图2　喷油电压和电流波形

 

    观察点火系统的结构，主要包括火花塞、高压线、1个独立的点火线圈、电子点火模块及机械式分电器总成等。该车没有曲轴和凸轮轴位置传感器，在分电器轴上有2个霍尔元件，用于判断点火和喷油时刻。分电器内没有真空和离心式点火提前角调整装置，点火提前角由电子点火模块电控调整。

    发动机控制单元向电子点火模块发送点火控制的脉冲信号，电子点火模块据此控制点火线圈初级线圈的通断，在次级线圈内感应出高压电；高压电传输至分电器，通过分缸线分配给8个气缸。

    测量初级点火电压、点火电流及点火控制脉冲波形（图3），充磁时间约为30ms，初级点火击穿电压约为380V，燃烧时间约为4.7ms，点火电流约为6.5A，点火控制脉冲与初级点火电压、点火电流同步，由此判断点火线圈和电子点火模块工作正常。

 

图3　怠速起停系统重新起动发动机时的相关信号波形

 

     为了判断分电器和分压线的工作情况，用次级点火电容探头同时测量分电器中央高压线和气缸8分缸线上的次级点火电压波形（图4）。该车发动机的点火顺序为1-8-4-3-6-5-7-2，根据点火顺序标记出次级点火电压对应的气缸号，可知气缸2和气缸7的次级点火电压偏低。

 

图4　分电器中央高压线和气缸8分缸线上的次级点火电压波形

 

     由于初级点火电压和点火电流正常，推断次级高压回路出现漏电。对调气缸2和气缸6的分缸线和火花塞，重新测量次级点火电压波形，气缸2的次级点火电压仍然偏低，由此排除高压线和火花塞故障的可能，推断分电器存在漏电故障。

     此时联想起之前试车过程中出现的奇怪现象：起动发动机时，踩几次加速踏板，在点火开关从start挡回到ON挡的瞬间，进气歧管回火，同时曲轴反转。分析认为，分电器损坏，导致多个气缸之间窜高压电。

 

 

    如图5所示，分电器位于冷却液泵下方，两边连接8根分缸线，形似一只螃蟹。更换分电器总成后试车，发动机起动正常，故障排除。

 

图5　分电器的安装位置

 

HongKe Pico

 

 

故障总结

 

    （1）为什么在停止起动瞬间，出现回火和反转？在发动机即将停转时，点火线圈充磁时间较长，点火能量相对较高。由于发动机转速慢，压缩冲程的气缸压力低，更容易击穿电极间的空气，点燃可燃混合气。

    （2）曲轴为什么反转？可能是某个位于压缩上止点附近的气缸，在点火时高压电窜到另一个气缸，该气图5　分电器的安装位置缸的活塞正在上行，高压电点燃混合气后推动活塞下行，造成曲轴反转。

    （3）进气歧管为什么回火？曲轴反转过程中，点燃的混合气通过打开的进气门窜入进气歧管，或者高压电窜电，恰好通过打开的进气门点燃进气歧管内的混合气。

    （4）分电器内部窜电，外表看不出来。笔者尝试用兆欧表测量，没有发现漏电问题。兆欧表最高电压为1000V，可能电压还不够高。

 

 

 

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