利用数据诊断汽车故障

现在有些维修人员仍然是靠经验来判断故障的，但在汽车技术飞速发展的今天，这种方式往往会造成一些误判，使维修工作走弯路。当然维修经验在汽车维修过程中的重要作用不可否认，只是光靠经验还不够。维修人员要在掌握系统工作原理的基础上，利用数据分析方法，结合维修经验找到解决问题的关键点。这样做不仅能够得到事半功倍的效果，而且还能有效地避免走弯路所带来的损失。下面的故障案例是笔者在数据分析方面的实际体验。

故障现象：一辆2010年产尚酷1.4TSI轿车，搭载0AM 7挡手自一体干式直接换挡变速器，行驶里程4万km。用户反映该车在某一特定的行驶状态下，常会出现严重的抖动现象。在此之前，已更换过液压电子集成式变速器控制单元及双离合器总成，但问题并未解决。

检查分析：维修人员接车后路试。故障的规律是，在车速为30～50km／h，发动机转速为1700r／min时，如果欲使车辆适度地加速，立刻会感到从发动机舱内传来一阵剧烈的抖动。用故障诊断仪检测，发动机及变速器控制单元中无任何故障码。

就试车的感受而言，故障现象很像是手动挡车型离合器抖动的故障表现。根据直接换挡变速器的特点，其动力的传递离不开双离合器总成(图1)。而如果离合器压盘与离合器片之间的接合不平顺，势必像手动挡车型一样，在离合器接合的过渡阶段使车辆产生抖动。该车的双离合器总成采用的是干式离合器，而干式离合器抖动的原因主要有2个：一是离合器摩擦片与压盘之间的摩擦系数不均匀，在一定的接合压力下，其摩擦力是跳动的；另一个是离合器的接合压力不稳定，如果接合压力不是平滑过渡而是跳动的，那么也会导致动力传递的抖动。离合器接合压力是由液压控制单元控制的(图2)，如果控制油压不稳定，很可能会影响离合器的接合压力。

通过以上的分析，问题再次指向了双离合器总成和变速器控制单元。那么，是上次更换的零件仍然存在问题吗?这种可能性不能排除。除了再次更换这些零件外，是否还有其他手段能够排除零件存在问题的可能性呢?经过慎重考虑后，维修人员放弃了再次更换零件的想法，决定先从数据上找出答案。

离合器的抖动，从本质上讲是其主动轮与被动轮之间转速传递关系的不规则性。如果车辆抖动的确是由离合器接合抖动所产生的，这必然会反从变速器的输入轴转速和输出轴转速中反映出来。出于这样的考虑，维修人员连接故障诊断仪路试。

由路试确认，故障是出现在2挡行驶状态下。回放故障出现时的数据流(图3)，将试车过程与数据进行对比，故障出现在1挡升2挡后，第一次松开加速踏板前。且故障出现的时段更靠近第一次松开加速踏板的时刻。由图可见，在故障出现的时段内，变速器的输出轴和输入轴转速的变化都是很平滑的，其实际转速与目标转速也完全重叠，而且故障也并非出现在变速器的换挡过程中。这样看来，故障与双离合器的接合过程毫无关系，由此可以排除双离合器总成及变速器控制单元存在问题的可能性了。那么，试车时感到的剧烈抖动又是从何而来呢?

虽然变速器的输入及输出轴转速没有跳动，但这并不能否定其加速度存在脉动。如果变速器输入扭矩所产生的加速度是脉动的，就必然会带来冲击振动的感觉。但这种冲击会被车辆的惯性所平滑，因此单从传动部分是看不出转速波动的。由此推断，作为传动装置的变速器，在故障出现时承受着某种扭矩冲击。直接换挡变速器与发动机曲轴是刚性连接的，这样推导下来，变速器受到的扭矩冲击应该是来自发动机。

再次连接故障诊断仪试车，这次将观察的重点放在了发动机上。回放数据(图4)，在故障出现时，发动机的转速、进气压力、喷油脉宽、节气门开度和点火提前角都没有明显的变化，而明显升高的是负荷率和失火强度。当失火强度增加时，发动机实际输出的扭矩与当时的进气量所对应的正常扭矩相比是偏低的，这自然会使其功率储备降低，负荷率升高。在负荷率过高的情况下，如果失火强度过高发动机的抖动是难以避免的。由此可见，是由于发动机出现异常失火，导致了其输出扭矩的脉动。

考虑到该车的发动机采用了缸内直喷技术，其喷油器的喷孔极小，容易出现堵塞，很可能是造成失火的原因。拆卸喷油器清洗后试车，再次观察发动机的数据流(图5)。这时发现失火强度增加的时段出现在节气门关闭后，这应该是发动机断油后所产生的，可以视为主动失火，目的是产生发动机制动效果，属于正常现象。将清洗喷油器前后的数据进行对比，清洗前失火强度的上升阶段是出现在节气门开度加大的瞬间，而清洗后失火是出现在节气门关闭后。清洗喷油器后，失火的情况改变了，显然问题是出在了喷油器上。

那么为什么故障总是出现在变速器处于2挡，发动机低转速的情况下呢?分析原因，这是由于当发动机在低转速运行时，因空气气流惯性的存在，其充气效率突然增加的潜力不大。当车辆需要加速时，发动机承受的负载突然加大。如果这时节气门开度不大，发动机的充气受到限制，负荷率会急剧增加。在这种情况下，混合气过稀所导致的发动机燃烧不良问题便会以扭矩输出不稳定的形式表现出来，于是便出现了曲轴的冲击现象。从失火检测的数据上看，也完全反映出了这种情况。当发动机转速升高后或节气门开度足够大时，其扭矩提升的潜力增大，负荷率降低，加上双质量飞轮的平滑作用，故障现象便会被掩盖起来。

故障排除：考虑到该车长期在混合气过稀和非正常失火状态下行驶，火花塞的性能会受到一定的影响。因此更换了火花塞。更换火花塞后再进行试车，发现车辆加速性能明显提升，在各种工况均再也不会出现车辆抖动的现象，故障彻底排除。

回顾总结：对于采用了缸内直喷加直接换挡技术的车辆，由于技术较为新颖，所以维修人员往往会受到以往车辆试车感受的影响，产生一些误判。在这种情况下，维修工作难免会走弯路。本故障案例在诊断过程中，开始时把关注的重点放在了变速器上，思路远离了真正的故障点。通过不断地对试车数据进行分析，逐渐将注意力转到了发动机上，并最终找到了正确的诊断方向。这看起来是走了很大的弯路，但这与前维修人员错误地更换双离合器总成和液压电子集成式变速器控制单元相比，两者之间的维修风险却不可同日而语。

不难看出，汽车维修技术的发展趋势是分析加经验，所以要注重对系统原理的掌握，及数据分析能力的培养。在汽车故障诊断中，采用数据分析的方法，即使走了弯路，也不会造成过大的损失。有时维修人员在数据分析层面中所走的弯路，反而成了加深对系统工作原理理解的催化剂，因此这种“走弯路”不失为一种学习掌握现代汽车技术的有效方法。通过这样的一次曲折经历，下次遇到同类型的故障时，就会得心应手。