發(fā)動(dòng)機(jī)單缸失火故障的免拆診斷方法（三）

案例6 2006款別克君威車發(fā)動(dòng)機(jī)抖動(dòng)嚴(yán)重

故障現(xiàn)象一輛2006款別克君威車，搭載LB8發(fā)動(dòng)機(jī)（6缸發(fā)動(dòng)機(jī)），累計(jì)行駛里程約為23萬(wàn)km。該車因發(fā)動(dòng)機(jī)抖動(dòng)故障在其他維修廠維修，經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)氣門搖臂螺栓滑絲，導(dǎo)致氣缸1的氣門無(wú)法打開(kāi)，更換氣缸1、氣缸3及氣缸5側(cè)（以下簡(jiǎn)稱氣缸列1側(cè)）的氣缸蓋、氣缸墊、氣門及氣門推桿等部件后試車，發(fā)動(dòng)機(jī)抖動(dòng)現(xiàn)象更嚴(yán)重了，同時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)加速無(wú)力，且發(fā)動(dòng)機(jī)故障燈異常點(diǎn)亮，于是向筆者請(qǐng)求技術(shù)支持。

故障診斷用故障檢測(cè)儀檢測(cè)，讀得故障代碼“P0300檢測(cè)到發(fā)動(dòng)機(jī)不點(diǎn)火”和故障代碼“P1106 進(jìn)氣歧管絕對(duì)壓力傳感器間歇性電壓高”（圖33）；讀取發(fā)動(dòng)機(jī)失火數(shù)據(jù)（圖34），發(fā)現(xiàn)氣缸1和氣缸5的失火次數(shù)均為30次，且在逐漸增加，由此推斷該車故障是由氣缸1和氣缸5失火引起的，可能的故障原因有：點(diǎn)火系統(tǒng)故障，如點(diǎn)火線圈、火花塞等故障；供油系統(tǒng)故障，如噴油器堵塞、泄漏等；氣缸壓力不足。

圖33 2006款別克君威車發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元中存儲(chǔ)的故障代碼（截屏）

圖34 2006款別克君威車發(fā)動(dòng)機(jī)失火數(shù)據(jù)（截屏）

根據(jù)該車故障現(xiàn)象及維修經(jīng)歷進(jìn)行分析，筆者認(rèn)為氣缸壓力不足的可能性較大，且氣缸壓力檢查起來(lái)比較方便。斷開(kāi)點(diǎn)火線圈導(dǎo)線連接器，連接示波器、電流鉗和壓力傳感器，測(cè)量起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)的起動(dòng)電流和氣缸6的氣缸壓力波形（圖35，綠色為起動(dòng)電流波形，用于快速判斷各個(gè)氣缸的密封性；黃色為氣缸6的氣缸壓力波形，用于判缸），發(fā)現(xiàn)曲軸旋轉(zhuǎn)2圈，只產(chǎn)生4個(gè)電流波峰，異常（正常情況下，活塞運(yùn)行到壓縮上止點(diǎn)時(shí)的氣缸壓力最大，活塞運(yùn)行阻力也最大，此時(shí)就會(huì)引起1個(gè)起動(dòng)電流波峰，因此對(duì)于6缸發(fā)動(dòng)機(jī)，曲軸旋轉(zhuǎn)2圈應(yīng)產(chǎn)生6個(gè)起動(dòng)電流波峰）；再結(jié)合判缸信號(hào)（氣缸6的氣缸壓力信號(hào)，該車點(diǎn)火順序?yàn)?-2-3-4-5-6）分析可知，氣缸1和氣缸5處于壓縮上止點(diǎn)時(shí)均沒(méi)有產(chǎn)生起動(dòng)電流波峰，說(shuō)明氣缸1和氣缸5密封不良（這與氣缸1和氣缸5存在失火現(xiàn)象相符），可能的故障原因有：進(jìn)、排氣門關(guān)閉不嚴(yán)；活塞環(huán)、活塞或氣缸壁損壞；氣缸墊損壞。

圖35 起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)的起動(dòng)電流和氣缸6的氣缸壓力波形（截屏）

如果進(jìn)、排氣門關(guān)閉不嚴(yán)，則進(jìn)、排氣脈動(dòng)在壓縮和做功行程（正常情況下，進(jìn)、排氣門均處于關(guān)閉狀態(tài)）時(shí)受到的影響最大。用壓力脈動(dòng)傳感器同時(shí)測(cè)量進(jìn)、排氣脈動(dòng)（圖36，綠色為起動(dòng)電流波形，黃色為氣缸6的氣缸壓力波形，藍(lán)色為進(jìn)氣脈動(dòng)波形，紅色為排氣脈動(dòng)波形），發(fā)現(xiàn)在氣缸1和氣缸5壓縮上止點(diǎn)后的排氣壓力均異常升高，加上排氣脈動(dòng)有延遲（延遲時(shí)間與排氣管結(jié)構(gòu)及長(zhǎng)度有關(guān)），懷疑在氣缸1和氣缸5壓縮上止點(diǎn)時(shí)，排氣門關(guān)閉不嚴(yán)，以致氣缸壓力無(wú)法建立，使氣缸失火，并使排氣壓力異常升高。

圖36 故障車起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)的起動(dòng)電流、氣缸6的氣缸壓力及進(jìn)、排氣脈動(dòng)波形（截屏）

將氣缸1活塞旋轉(zhuǎn)至壓縮上止點(diǎn)，用煙霧測(cè)試儀從氣缸1火花塞安裝孔處向氣缸1內(nèi)充入煙霧。為便于觀察，拆下前氧傳感器，發(fā)現(xiàn)有大量煙霧從前氧傳感器安裝孔冒出（圖37），這說(shuō)明氣缸1的排氣門確實(shí)關(guān)閉不嚴(yán)，可能的故障原因有：氣門組（氣門、氣門座、氣門彈簧等）故障；氣門傳動(dòng)部件（搖臂、推桿、挺柱、凸輪軸等）故障。

拆下氣缸列1側(cè)氣門搖臂蓋，用手晃動(dòng)氣門搖臂（圖38），氣缸1的排氣門搖臂無(wú)法晃動(dòng)，氣缸3的排氣門搖臂能夠晃動(dòng)。用工具旋松氣缸1的排氣門搖臂螺栓（圖39），發(fā)現(xiàn)從前氧傳感器安裝孔冒出的煙霧逐漸變小，直至煙霧消失。由此可知，氣缸1的排氣門是被氣門搖臂頂開(kāi)的，懷疑更換的氣門或氣門推桿長(zhǎng)度有問(wèn)題。

讓維修人員將之前拆下來(lái)的原車部件（圖40）取來(lái)，經(jīng)對(duì)比發(fā)現(xiàn)，更換的進(jìn)、排氣門推桿均比原車的進(jìn)、排氣門推桿長(zhǎng)一點(diǎn)（圖41），由此推斷該車故障是由此引起的。

圖37 大量煙霧從前氧傳感器安裝孔冒出

圖38 用手晃動(dòng)氣門搖臂

圖39 旋松氣缸1的排氣門搖臂螺栓

圖40 拆下的原車部件

圖41 新舊進(jìn)、排氣門推桿對(duì)比

故障排除更換上原車的進(jìn)、排氣門推桿后試車，發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，故障排除。

故障總結(jié)該故障是由氣門推桿配件質(zhì)量問(wèn)題引發(fā)的二次故障。雖然更換的所有進(jìn)、排氣門推桿均比原車的進(jìn)、排氣門推桿長(zhǎng)一點(diǎn)，但并不是所有的氣缸均表現(xiàn)出明顯的故障現(xiàn)象（筆者認(rèn)為這是由液壓挺柱補(bǔ)償氣門間隙的程度不一樣引起的），以致維修人員并未發(fā)覺(jué)更換的配件有問(wèn)題。在此提醒廣大維修人員，在更換配件時(shí)，一定要對(duì)配件的型號(hào)及關(guān)鍵參數(shù)進(jìn)行核對(duì)，而采用新舊件對(duì)比是一種比較便捷的方法。

另外，雖然該車是2個(gè)氣缸（氣缸1和氣缸5）失火，但兩者的失火原因仍是獨(dú)立的，因此其故障模型仍屬于單缸失火。

案例7 2012款奔馳S350車發(fā)動(dòng)機(jī)怠速抖動(dòng)

故障現(xiàn)象一輛2012款奔馳S350車，搭載276 950發(fā)動(dòng)機(jī)，累計(jì)行駛里程約為13.4萬(wàn)km。該車發(fā)動(dòng)機(jī)怠速抖動(dòng)，且組合儀表上的發(fā)動(dòng)機(jī)故障燈異常點(diǎn)亮，到其他維修廠維修，維修人員判斷氣缸2失火。先后更換氣缸2的火花塞、點(diǎn)火線圈及噴油器后試車，故障依舊。經(jīng)進(jìn)一步檢查，維修人員發(fā)現(xiàn)氣缸2沒(méi)有氣缸壓力，于是向車主說(shuō)明需要拆解發(fā)動(dòng)機(jī)才能確認(rèn)具體的故障原因。出于對(duì)維修人員維修技術(shù)的懷疑，以及考慮到拆解發(fā)動(dòng)機(jī)會(huì)使車輛貶值嚴(yán)重，車主要求在不拆解發(fā)動(dòng)機(jī)的情況下找出具體的故障原因，否則將不在該維修廠繼續(xù)維修。由于該維修廠沒(méi)有能力在不拆解發(fā)動(dòng)機(jī)的情況下找出具體的故障原因，于是車主經(jīng)朋友介紹將車開(kāi)至我廠進(jìn)行檢修。

故障診斷接車后試車，起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，發(fā)動(dòng)機(jī)怠速抖動(dòng)，且組合儀表上的發(fā)動(dòng)機(jī)故障燈異常點(diǎn)亮。用故障檢測(cè)儀檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元（ME）中存儲(chǔ)有故障代碼“P030000 識(shí)別到燃燒斷火”和故障代碼“P030200 識(shí)別到氣缸2燃燒斷火”，且均為當(dāng)前故障代碼；讀取發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行平穩(wěn)性數(shù)據(jù)（圖42），發(fā)現(xiàn)所有氣缸的運(yùn)行平穩(wěn)值都超出了標(biāo)準(zhǔn)值范圍，但氣缸2的運(yùn)行平穩(wěn)值一直最高，由此確定氣缸2確實(shí)工作不良，而其他氣缸的運(yùn)行平穩(wěn)值過(guò)高可能是由氣缸2工作不良引起的（發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元并未存儲(chǔ)其他氣缸失火的故障代碼也可以說(shuō)明這一點(diǎn)）。

圖42 故障車發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行平穩(wěn)性數(shù)據(jù)（截屏）

點(diǎn)火、噴油、氣缸壓力，先檢查哪一項(xiàng)呢？觀察發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)，本著由簡(jiǎn)入繁的診斷原則，決定先檢查點(diǎn)火。用COP探頭和示波器分別測(cè)量氣缸2和氣缸1的次級(jí)點(diǎn)火波形（圖43、圖44，藍(lán)色為次級(jí)點(diǎn)火波形），對(duì)比發(fā)現(xiàn)氣缸2燃燒線對(duì)應(yīng)的電壓為37 V左右，而氣缸1燃燒線對(duì)應(yīng)的電壓為1.6 kV左右，推斷氣缸2燃燒線對(duì)應(yīng)的電壓過(guò)低是由氣缸2沒(méi)有氣缸壓力引起的。

圖43 氣缸2的次級(jí)點(diǎn)火波形（截屏）

圖44 氣缸1的次級(jí)點(diǎn)火波形（截屏）

連接示波器和電流鉗，測(cè)量起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)的起動(dòng)電流波形（圖45），發(fā)現(xiàn)曲軸旋轉(zhuǎn)2圈，只產(chǎn)生5個(gè)電流波峰（該車為V6發(fā)動(dòng)機(jī)），這進(jìn)一步驗(yàn)證氣缸2確實(shí)沒(méi)有建立氣缸壓力，可能的故障原因有：進(jìn)、排氣門關(guān)閉不嚴(yán)；活塞環(huán)、活塞或氣缸壁損壞；氣缸墊損壞。

圖45 故障車起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)的起動(dòng)電流波形（截屏）

連接示波器、電流鉗和壓力脈動(dòng)傳感器，同時(shí)測(cè)量起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)的起動(dòng)電流、排氣脈動(dòng)及進(jìn)氣脈動(dòng)波形（圖46，黃色為起動(dòng)電流波形，綠色為排氣脈動(dòng)波形，紅色為進(jìn)氣脈動(dòng)波形），發(fā)現(xiàn)曲軸運(yùn)轉(zhuǎn)2圈，進(jìn)氣脈動(dòng)和排氣脈動(dòng)均出現(xiàn)1次明顯的波動(dòng)，那么是氣缸2進(jìn)氣門還是排氣門的關(guān)閉有問(wèn)題呢？使用WOT（waveform overlay tool，波形疊加工具，輸入發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸的點(diǎn)火順序，自動(dòng)生成發(fā)動(dòng)機(jī)做功循環(huán)圖，其中I代表進(jìn)氣行程，C代表壓縮行程，P代表做功行程，E代表排氣行程。該車的點(diǎn)火順序?yàn)?-4-2-5-3-6）和示波器自帶的曲軸轉(zhuǎn)角標(biāo)尺功能分析采集的波形（圖47）可知，進(jìn)氣脈動(dòng)在氣缸2壓縮行程（活塞上行）時(shí)持續(xù)為較高壓力狀態(tài)，而在氣缸2開(kāi)始做功行程（活塞下行）時(shí)瞬間降至較低壓力狀態(tài)，由此推斷氣缸2進(jìn)氣門關(guān)閉不嚴(yán)；而在氣缸2排氣行程（活塞上行），由于氣缸2進(jìn)氣門關(guān)閉不嚴(yán)，導(dǎo)致排氣脈動(dòng)降至較低壓力狀態(tài)，同時(shí)使進(jìn)氣脈動(dòng)產(chǎn)生明顯的波動(dòng)。

將氣缸2旋轉(zhuǎn)至壓縮上止點(diǎn)，用煙霧測(cè)試儀從氣缸2火花塞安裝孔處向氣缸2內(nèi)充入煙霧，發(fā)現(xiàn)有大量煙霧從進(jìn)氣管冒出（圖48），這說(shuō)明氣缸2的進(jìn)氣門確實(shí)關(guān)閉不嚴(yán)，可能的故障原因有：氣門組（氣門、氣門座、氣門彈簧等）故障；氣門傳動(dòng)部件（搖臂、挺柱、凸輪軸等）故障。

圖46 故障車起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)的起動(dòng)電流、排氣脈動(dòng)及進(jìn)氣脈動(dòng)波形（截屏）

圖47 使用WOT軟件和示波器曲軸轉(zhuǎn)角標(biāo)尺功能分析采集的波形（截屏）

拆下進(jìn)氣歧管，發(fā)現(xiàn)氣缸2的一個(gè)進(jìn)氣門關(guān)閉不嚴(yán)（圖49），但氣門桿并未彎曲。拆下副駕駛?cè)藗?cè)氣缸列（從前往后分別為氣缸1、氣缸2、氣缸3，駕駛?cè)藗?cè)氣缸列從前往后分別為氣缸4、氣缸5、氣缸6）的氣門室罩蓋，檢查發(fā)現(xiàn)氣缸2的進(jìn)氣門彈簧斷開(kāi)（圖50），以致進(jìn)氣門關(guān)閉不嚴(yán)。

圖48 大量煙霧從進(jìn)氣管冒出

圖49 氣缸2的一個(gè)進(jìn)氣門關(guān)閉不嚴(yán)

圖50 氣缸2的進(jìn)氣門彈簧斷開(kāi)

故障排除更換斷開(kāi)的氣缸2的進(jìn)氣門彈簧后試車，氣缸2失火現(xiàn)象消失，且發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，故障排除。