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記號對不代表正時(shí)對—因果分析方法在汽車故障診斷中的應(yīng)用

m.ciaranmcbreen.com 來源：互聯(lián)網(wǎng) 作者：wl04qc1b 類別：汽車構(gòu)造維修時(shí)間：2006-12-22

    事物現(xiàn)象之間都是相互聯(lián)系、相互依賴、相互制約的。如果某個(gè)現(xiàn)象的存在必然引起另一個(gè)現(xiàn)象的發(fā)生，那么這兩個(gè)現(xiàn)象之間就具有因果關(guān)系。其中，引起某一現(xiàn)象產(chǎn)生的現(xiàn)象叫做原因，而被某一現(xiàn)象引起的現(xiàn)象叫做結(jié)果。因果關(guān)系具有以下幾個(gè)特點(diǎn)：
    1．現(xiàn)象間的因果聯(lián)系是普遍存在的。任何現(xiàn)象都有其產(chǎn)生的原因，任何原因都必然引起一定的結(jié)果。沒有無因之果，也沒有無果之因。無原因的結(jié)果和無結(jié)果的原因都是不存在的。
    2．原因和結(jié)果在時(shí)間上是前后相繼的。原因總是在結(jié)果之前，結(jié)果總是在原因之后。在探索因果聯(lián)系的時(shí)候，必須在被研究現(xiàn)象出現(xiàn)以前存在的各個(gè)情況中去尋找他的原因，在某個(gè)現(xiàn)象出現(xiàn)以前存在的情況稱為先行情況。也必須在被研究現(xiàn)象出現(xiàn)之后才發(fā)現(xiàn)的各個(gè)情況中去尋找他的結(jié)果，在某個(gè)現(xiàn)象之后產(chǎn)生的情況叫作后行情況。但兩個(gè)現(xiàn)象在時(shí)間上前后相繼，不一定就存在著因果關(guān)系。前后相繼只是因果關(guān)系的必要條件，不是充分條件。如果只是根據(jù)兩個(gè)現(xiàn)象間在時(shí)間上的前后相繼，就做出他們具有因果關(guān)系的結(jié)論，就會(huì)犯“先后為因果”的邏輯錯(cuò)誤。
    3．因果聯(lián)系是確定的。客觀世界的原因和結(jié)果的關(guān)系是復(fù)雜多樣的。某一現(xiàn)象發(fā)生的原因可能是另一現(xiàn)象所引起的結(jié)果，某一現(xiàn)象的結(jié)果可能又是引起另一現(xiàn)象的原因。原因和結(jié)果的關(guān)系構(gòu)成了客觀世界的因果關(guān)系鏈條。但是，在一定的因果鏈條上，在一定的因果環(huán)節(jié)上，原因和結(jié)果的關(guān)系有是確定的，原因就是原因，不是結(jié)果；結(jié)果就是結(jié)果，不是原因。如果把原因當(dāng)成結(jié)果，把結(jié)果當(dāng)成原因就會(huì)犯“因果倒置”的邏輯錯(cuò)誤。上述因果關(guān)系在汽車故障診斷中應(yīng)用非常廣泛，下面我們以配氣正時(shí)為例來說明因果分析方法在汽車故障診斷中的具體應(yīng)用。
    “配氣正時(shí)（相位）”到底指的是什么？根據(jù)吉林工業(yè)大學(xué)陳家瑞主編的《汽車構(gòu)造》（第三版，人民交通出版社）上的定義：“配氣正時(shí)（相位）就是進(jìn)、排氣門的實(shí)際開啟時(shí)刻”。為了提高發(fā)動(dòng)機(jī)的充氣系數(shù)，提高發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性，進(jìn)、排氣門的開啟和關(guān)閉均有一個(gè)提前和遲后角度。在講到氣門傳動(dòng)組時(shí)，《汽車構(gòu)造》中指出：“氣門傳動(dòng)組的作用，是使進(jìn)、排氣門能按配氣正時(shí)（相位）規(guī)定的時(shí)刻開閉，且保證有足夠的開度�！薄�凸輪軸用以使氣門按照一定的工作次序和配氣正時(shí)（相位）及時(shí)開閉，并保證氣門有足夠的升程�！薄鞍l(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，凸輪軸的變形會(huì)影響配氣正時(shí)（相位）。”凸輪軸上的“凸輪的輪廓應(yīng)保證氣門開啟和關(guān)閉的持續(xù)時(shí)間符合配氣正時(shí)（相位）的要求，且使氣門有合適的升程及其升降過程的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。”凸輪軸是由曲軸通過正時(shí)帶或正時(shí)鏈條或正時(shí)齒輪驅(qū)動(dòng)的，因此，“在裝配曲軸和凸輪軸時(shí)，必須將正時(shí)記號對準(zhǔn)，以保證正確的配氣正時(shí)（相位）和發(fā)火時(shí)刻。”
    通過上面的描述我們可以看出，正確的配氣正時(shí)（相位）是發(fā)動(dòng)機(jī)正常工作的必備條件，一旦配氣正時(shí)（相位）錯(cuò)了，將影響發(fā)動(dòng)機(jī)的正常工作。其實(shí)“對準(zhǔn)正時(shí)記號”和“配氣正時(shí)（相位）正確”兩者之間就是一對因果關(guān)系�！皩�(zhǔn)正時(shí)記號”是原因，“配氣正時(shí)（相位）正確”是結(jié)果。在正常的情況下，裝配時(shí)必須將正時(shí)記號對準(zhǔn)，因此，正時(shí)記號對準(zhǔn)是配氣正時(shí)（相位）正確和發(fā)火順序（點(diǎn)火正時(shí)）正確的前提條件，就是說，要想配氣正時(shí)（相位）和發(fā)火順序（點(diǎn)火正時(shí)）正確，必須正時(shí)記號對準(zhǔn)。但是，值得注意的是，正時(shí)記號對準(zhǔn)并不是配氣正時(shí)（相位）正確和發(fā)火順序（點(diǎn)火正時(shí)）正確的充分條件，也就是說，即使正時(shí)記號對準(zhǔn)了，配氣正時(shí)（相位）和發(fā)火順序（點(diǎn)火正時(shí)）也并不一定正確。這是因?yàn)�，正時(shí)傳動(dòng)系統(tǒng)中有許多零件，曲軸通過鍵傳動(dòng)或過盈配合方式帶動(dòng)曲軸正時(shí)齒（鏈）輪，再通過正時(shí)帶或正時(shí)鏈帶動(dòng)凸輪軸正時(shí)齒（鏈）輪，凸輪軸正時(shí)齒（鏈）輪在通過鍵傳動(dòng)或過盈配合方式帶動(dòng)凸輪軸，凸輪軸再通過挺柱、挺桿、搖臂驅(qū)動(dòng)或直接驅(qū)動(dòng)氣門開閉，這中間存在許多環(huán)節(jié)，其中的任何一個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題，例如，鍵錯(cuò)位、正時(shí)帶老化、正時(shí)鏈條磨損、凸輪軸變形或磨損、氣門間隙錯(cuò)誤或液壓挺柱故障等均會(huì)最終影響“進(jìn)、排氣門的實(shí)際開啟時(shí)刻”，也就是影響了配氣正時(shí)（相位），從而導(dǎo)致故障。對于現(xiàn)代電控汽車而言，發(fā)動(dòng)機(jī)ECU還要利用曲軸位置傳感器、凸輪軸位置傳感器等來檢測曲軸和凸輪軸的位置，以確定正確的噴油時(shí)刻和點(diǎn)火時(shí)刻，那么曲軸位置傳感器、凸輪軸位置傳感器信號不準(zhǔn)也會(huì)導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)ECU監(jiān)測的“配氣正時(shí)（相位）不正確。對于現(xiàn)在采用可變氣門正時(shí)系統(tǒng)的車輛，像廣州本田雅閣轎車的VTEC、i-VTEC系統(tǒng)，豐田系列轎車采用的VVT-i系統(tǒng)，大眾/奧迪車系采用的可變配氣正時(shí)（相位）系統(tǒng)等，可變氣門正時(shí)系統(tǒng)發(fā)生故障，最終也是影響了“進(jìn)、排氣門的實(shí)際開啟時(shí)刻”，導(dǎo)致配氣正時(shí)（相位）錯(cuò)誤。在上述部件和系統(tǒng)出現(xiàn)故障的情況下，正時(shí)記號再對準(zhǔn)，配氣正時(shí)（相位）也是錯(cuò)的，車輛照樣出現(xiàn)故障。因此，我們一定要記住：
    1．要想配氣正時(shí)（相位）和點(diǎn)火正時(shí)正確（結(jié)果正確），必須對準(zhǔn)正時(shí)記號（原因正確）。
    2．在系統(tǒng)正常的情況下，正時(shí)記號對準(zhǔn)（原因正確），配氣正時(shí)（相位）和點(diǎn)火正時(shí)一定正確（結(jié)果正確）。
    3．正時(shí)記號對準(zhǔn)（原因正確），并不代表配氣正時(shí)（相位）和點(diǎn)火正時(shí)正確（結(jié)果正確）。而配氣正時(shí)（相位）和點(diǎn)火正時(shí)正確（結(jié)果正確），則正時(shí)記號一定正確（原因正確）。
    因此我們在進(jìn)行車輛故障診斷中，當(dāng)懷疑車輛的“配氣正時(shí)（相位）錯(cuò)誤”（即懷疑結(jié)果錯(cuò)誤）時(shí)，不應(yīng)該僅僅去檢查“正時(shí)記號是否對準(zhǔn)”（檢查原因是否存在）。而應(yīng)該首先確認(rèn)“配氣相位是否正確”（結(jié)果是否正確），當(dāng)“結(jié)果”確實(shí)錯(cuò)誤的時(shí)候，我們再來確認(rèn)“原因”是否正確（正時(shí)記號是否對準(zhǔn)）。也就是當(dāng)懷疑“因果關(guān)系”發(fā)生問題時(shí)，應(yīng)該首先確認(rèn)“結(jié)果”是否正確，在“結(jié)果”確實(shí)錯(cuò)誤的情況下，再來確認(rèn)“原因”是否錯(cuò)誤。這樣才能對車輛的故障進(jìn)行精確定位。
    但是在維修實(shí)踐中，維修技術(shù)人員常常是在懷疑“配氣相位”錯(cuò)誤時(shí)，第一反映是檢查“正時(shí)號”是否對準(zhǔn)，的確“正時(shí)記號沒有對準(zhǔn)”（原因錯(cuò)誤）會(huì)導(dǎo)致“配氣正時(shí)（相位）錯(cuò)誤”（結(jié)果錯(cuò)誤），但是維修人員卻忽略了“正時(shí)記號對準(zhǔn)”（原因正確）卻仍然會(huì)出現(xiàn)“配氣相位錯(cuò)誤”（結(jié)果錯(cuò)誤）的客觀事實(shí)，其實(shí)是犯了將“原因（正時(shí)記號對準(zhǔn)）”當(dāng)成了“結(jié)果（配氣相位正確）”的“因果倒置”的邏輯錯(cuò)誤。
    下面讓我們來看一個(gè)非常典型的維修案例：
    切諾基越野車高速時(shí)嚴(yán)重回火
    故障現(xiàn)象：一輛1999年生產(chǎn)北京切諾基BJ6420越野車（裝配直列4缸多點(diǎn)電控燃油噴射式發(fā)動(dòng)機(jī)）只要在發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速超過2500 r/min時(shí)加速，無論是急加速還是勻速，發(fā)動(dòng)機(jī)都會(huì)出現(xiàn)進(jìn)氣管回火現(xiàn)象，并且隨著發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的升高，回火現(xiàn)象會(huì)更加嚴(yán)重，轉(zhuǎn)速再高時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)便會(huì)熄火，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速無法超過3500 r/min。但是車輛在怠速至中速狀態(tài)下運(yùn)轉(zhuǎn)基本正常，只是車輛急加速明顯反應(yīng)遲鈍。當(dāng)變速器換入5擋后，發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力不足，車速只能保持在100 km/h左右，無法繼續(xù)提速，這時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)嚴(yán)重回火。該車因此故障已經(jīng)兩次到不同維修廠進(jìn)行修理。先后更換了大量的電控系統(tǒng)元件，其中包括——發(fā)動(dòng)機(jī)ECU、MAP（進(jìn)氣器管絕對壓力）傳感器、TPS（節(jié)氣門位置）傳感器等，然后又更換了汽油濾芯、燃油泵、分電器總成、高壓線、火花塞等大部分外圍元件，該車的點(diǎn)火正時(shí)和配氣正時(shí)（相位）先后校對過三次，并研磨過氣門一次，也更換過液壓挺柱，故障一直未能排除。
    某維修人員的現(xiàn)場維修過程：維修人員接車后首先使用故障故障檢測儀調(diào)取該車故障碼，故障檢測儀顯示發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)正常，無故障代碼記錄。
    隨后維修人員對汽缸壓力、點(diǎn)火正時(shí)、配氣正時(shí)（相位）、燃油壓力、各缸動(dòng)力平衡試驗(yàn)等各項(xiàng)進(jìn)行檢測，檢測結(jié)果也都在規(guī)定的范圍之內(nèi)，沒發(fā)現(xiàn)任何異�，F(xiàn)象。
    接下來維修人員又檢測了TPS傳感器和MAP傳感器的電壓信號，TPS傳感器信號正常，但是發(fā)現(xiàn)MAP傳感器的信號電壓在發(fā)動(dòng)機(jī)怠速到2500 r/min之間時(shí)正常，但當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速超過2500 r/min時(shí)，MAP傳感器的信號電壓劇烈跳變，數(shù)字電壓表已經(jīng)無法正常顯示其信號電壓，此時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)出現(xiàn)回火現(xiàn)象。據(jù)此分析，可能是因發(fā)動(dòng)機(jī)回火導(dǎo)致了進(jìn)氣歧管內(nèi)的氣壓波動(dòng)，從而影響了MAP傳感器的信號電壓，使之隨進(jìn)氣岐管內(nèi)的壓力的波動(dòng)而跳變。這個(gè)信號并不能說明故障的原因所在，并且與之有關(guān)的電控元件已在其他修理廠更換過。由于ECU自診斷系統(tǒng)也沒有故障碼記錄，維修人員初步判斷問題可能不在電控系統(tǒng)。于是將檢查重點(diǎn)放在了機(jī)械部分上。
    眾所周知，引起發(fā)動(dòng)機(jī)回火故障的原因無非三種：混合氣過稀、點(diǎn)火正時(shí)不對、配氣正時(shí)（相位）不對。維修人員根據(jù)這三種故障原因，進(jìn)行了相關(guān)的機(jī)械部分的檢查。為了確認(rèn)進(jìn)、排氣系統(tǒng)有無堵塞泄漏現(xiàn)象。首先拆掉空氣濾清器，故障依舊；接著將排氣管拆掉，故障也未見好轉(zhuǎn)。由此維修人員認(rèn)為該發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)排氣系統(tǒng)正常，無堵塞、泄漏現(xiàn)象。
    接下來維修人員又對進(jìn)氣歧管真空度進(jìn)行了測量。將真空表接到進(jìn)氣歧管的一個(gè)真空接頭上，測量怠速到2500 r/min時(shí)的真空度，真空表的讀數(shù)由怠速時(shí)的46 kPa隨節(jié)門開度的增大而逐漸減小。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)到2500 r/min以上故障出現(xiàn)時(shí)，真空表大幅擺動(dòng)且抖動(dòng)劇烈，急加速時(shí)，真空表指針讀數(shù)在接近零值與35 kPa之間激烈跳變。維修人員根據(jù)真空表測量結(jié)果發(fā)現(xiàn)兩處疑點(diǎn)：
    一是為什么怠速時(shí)的真空度比同類車型的正常值偏低些（正常值為56～64 kPa）？二是為什么高速時(shí)表針大幅擺動(dòng)，而急加速時(shí)卻為劇烈跳變？這只能有一種解釋，那就是進(jìn)排氣系統(tǒng)不暢。
    但是如果進(jìn)氣系統(tǒng)存在漏氣，真空表的讀數(shù)會(huì)有規(guī)律地?cái)[動(dòng)；如果是汽缸和活塞磨損嚴(yán)重，那么檢測到的汽缸壓力值就應(yīng)該較低。因此該車的故障只能是進(jìn)排氣系統(tǒng)不暢，不可能是泄漏。由于先前對進(jìn)排氣系統(tǒng)檢測的結(jié)果正常，這說明故障原因應(yīng)在發(fā)動(dòng)機(jī)本身。
    無奈之下，維修人員決定分解發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行檢查。首先拆汽缸蓋檢查氣門、挺柱、推桿、搖臂等，一切正常；接著拆下油底殼，轉(zhuǎn)動(dòng)凸輪軸，這時(shí)意外發(fā)現(xiàn)該發(fā)動(dòng)機(jī)的第2缸和第4缸的排氣凸輪高度明顯低于第1缸和第3缸的凸輪高度。取出凸輪軸后，才發(fā)現(xiàn)該車因潤滑不良加之使用環(huán)境較為惡劣，導(dǎo)致凸輪軸排氣凸輪過度磨損，從而造成排氣不暢。
    維修人員更換凸輪軸后，重新裝配試車，故障排除。
    案例點(diǎn)評：上述案例值得提出的是，維修人員利用檢測MAP傳感器信號電壓和利用真空表檢測各種狀態(tài)下進(jìn)氣歧管真空度的變化情況，根據(jù)檢測參數(shù)進(jìn)行的一切分析過程和結(jié)果判斷都是非常正確的，無可厚非。
    我們首先分析一下該車故障的發(fā)生原因。該車凸輪軸排氣凸輪過度磨損，凸輪高度的降低實(shí)質(zhì)上就是改變了配氣正時(shí)（相位），從而造成發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣和排氣相位的滯后。車輛在低速時(shí)，由于發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)、排氣量較小，燃燒時(shí)間相對充足，所以車輛沒有十分明顯的異常反應(yīng)；然而當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)在高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，便會(huì)由于進(jìn)氣門開啟晚，開度小，進(jìn)氣量嚴(yán)重不足，造成燃燒速度下降，同時(shí)由于排氣門開啟不足，不能及時(shí)排氣，造成發(fā)動(dòng)機(jī)在下一個(gè)工作循環(huán)進(jìn)氣門開啟時(shí)，而汽缸內(nèi)未及時(shí)排出的廢氣從進(jìn)氣門倒流，進(jìn)入進(jìn)氣歧管，將其內(nèi)的可燃混合氣點(diǎn)燃，產(chǎn)生高速回火故障。
    因此，該車的真正故障依然是配氣正時(shí)（相位）錯(cuò)誤。而從該車故障的排除過程中我們不難發(fā)現(xiàn)這樣的問題，從敘述中我們可以看出：在前面的兩個(gè)修理廠對“該車的點(diǎn)火正時(shí)和配氣正時(shí)（相位）先后校對過3次，并研磨過氣門一次，也更換過液壓挺柱，故障一直未能排除”，到了第3個(gè)修理廠，維修人員也“對汽缸壓力、點(diǎn)火正時(shí)、配氣正時(shí)（相位）、燃油壓力、各缸動(dòng)力平衡試驗(yàn)等各項(xiàng)進(jìn)行檢測，檢測結(jié)果也都在規(guī)定的范圍之內(nèi)，沒發(fā)現(xiàn)任何異常現(xiàn)象”。
    這樣看來，“點(diǎn)火正時(shí)和配氣正時(shí)（相位）”維修人員已經(jīng)先后校對過4次了，都沒有發(fā)現(xiàn)問題，那么我們就不僅要問，維修人員到底是如何校對“點(diǎn)火正時(shí)和配氣正時(shí)（相位）”的呢？為什么明明“點(diǎn)火正時(shí)和配氣正時(shí)（相位）”不對，維修人員通過檢測卻沒有發(fā)現(xiàn)配氣正時(shí)（相位）錯(cuò)誤，而最后是通過拆檢才“無意中”發(fā)現(xiàn)的呢？這是為什么呢？這是因?yàn)榫S修人員在校對點(diǎn)火正時(shí)和配氣正時(shí)（相位）時(shí)，往往都是通過查看“正時(shí)記號”來確認(rèn)的，總認(rèn)為“正時(shí)記號”對了，點(diǎn)火正時(shí)和配氣正時(shí)（相位）就肯定對了，其實(shí)這是一種錯(cuò)誤。這個(gè)案例這充分說明了維修人員在檢查“點(diǎn)火正時(shí)和配氣正時(shí)（相位）”時(shí)的檢查方法存在問題。
    其實(shí)，像上面這種錯(cuò)誤，維修人員在維修實(shí)踐中是經(jīng)常犯的，因此我們要正確理解“因果關(guān)系”，弄清楚“因”和“果”之間的邏輯關(guān)系，才能在汽車維修實(shí)踐中起到事半功倍的效果。

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