案例6 2006款別克君威車發(fā)動機抖動嚴重

故障現(xiàn)象一輛2006款別克君威車，搭載LB8發(fā)動機（6缸發(fā)動機），累計行駛里程約為23萬km。該車因發(fā)動機抖動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，導致氣缸1的氣門無法打開，更換氣缸1、氣缸3及氣缸5側(cè)（以下簡稱氣缸列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)動機抖動現(xiàn)象更嚴重了，同時發(fā)動機加速無力，且發(fā)動機故障燈異常點亮，于是向筆者請求技術(shù)支持。

故障診斷用故障檢測儀檢測，讀得故障代碼“P0300檢測到發(fā)動機不點火”和故障代碼“P1106 進氣歧管絕對壓力傳感器間歇性電壓高”（圖33）；讀取發(fā)動機失火數(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：點火系統(tǒng)故障，如點火線圈、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)動機控制單元中存儲的故障代碼（截屏）

圖34 2006款別克君威車發(fā)動機失火數(shù)據(jù)（截屏）

根據(jù)該車故障現(xiàn)象及維修經(jīng)歷進行分析，筆者認為氣缸壓力不足的可能性較大，且氣缸壓力檢查起來比較方便。斷開點火線圈導線連接器，連接示波器、電流鉗和壓力傳感器，測量起動發(fā)動機時的起動電流和氣缸6的氣缸壓力波形（圖35，綠色為起動電流波形，用于快速判斷各個氣缸的密封性；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個電流波峰，異常（正常情況下，活塞運行到壓縮上止點時的氣缸壓力最大，活塞運行阻力也最大，此時就會引起1個起動電流波峰，因此對于6缸發(fā)動機，曲軸旋轉(zhuǎn)2圈應產(chǎn)生6個起動電流波峰）；再結(jié)合判缸信號（氣缸6的氣缸壓力信號，該車點火順序為1-2-3-4-5-6）分析可知，氣缸1和氣缸5處于壓縮上止點時均沒有產(chǎn)生起動電流波峰，說明氣缸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、排氣門關(guān)閉不嚴；活塞環(huán)、活塞或氣缸壁損壞；氣缸墊損壞。

圖35 起動發(fā)動機時的起動電流和氣缸6的氣缸壓力波形（截屏）

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

圖36 故障車起動發(fā)動機時的起動電流、氣缸6的氣缸壓力及進、排氣脈動波形（截屏）

將氣缸1活塞旋轉(zhuǎn)至壓縮上止點，用煙霧測試儀從氣缸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），這說明氣缸1的排氣門確實關(guān)閉不嚴，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，用手晃動氣門搖臂（圖38），氣缸1的排氣門搖臂無法晃動，氣缸3的排氣門搖臂能夠晃動。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的，懷疑更換的氣門或氣門推桿長度有問題。

讓維修人員將之前拆下來的原車部件（圖40）取來，經(jīng)對比發(fā)現(xiàn)，更換的進、排氣門推桿均比原車的進、排氣門推桿長一點（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、排氣門推桿對比

故障排除更換上原車的進、排氣門推桿后試車，發(fā)動機運轉(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)量問題引發(fā)的二次故障。雖然更換的所有進、排氣門推桿均比原車的進、排氣門推桿長一點，但并不是所有的氣缸均表現(xiàn)出明顯的故障現(xiàn)象（筆者認為這是由液壓挺柱補償氣門間隙的程度不一樣引起的），以致維修人員并未發(fā)覺更換的配件有問題。在此提醒廣大維修人員，在更換配件時，一定要對配件的型號及關(guān)鍵參數(shù)進行核對，而采用新舊件對比是一種比較便捷的方法。

另外，雖然該車是2個氣缸（氣缸1和氣缸5）失火，但兩者的失火原因仍是獨立的，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)動機怠速抖動

故障現(xiàn)象一輛2012款奔馳S350車，搭載276 950發(fā)動機，累計行駛里程約為13.4萬km。該車發(fā)動機怠速抖動，且組合儀表上的發(fā)動機故障燈異常點亮，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、點火線圈及噴油器后試車，故障依舊。經(jīng)進一步檢查，維修人員發(fā)現(xiàn)氣缸2沒有氣缸壓力，于是向車主說明需要拆解發(fā)動機才能確認具體的故障原因。出于對維修人員維修技術(shù)的懷疑，以及考慮到拆解發(fā)動機會使車輛貶值嚴重，車主要求在不拆解發(fā)動機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。由于該維修廠沒有能力在不拆解發(fā)動機的情況下找出具體的故障原因，于是車主經(jīng)朋友介紹將車開至我廠進行檢修。

故障診斷接車后試車，起動發(fā)動機，發(fā)動機怠速抖動，且組合儀表上的發(fā)動機故障燈異常點亮。用故障檢測儀檢測，發(fā)現(xiàn)發(fā)動機控制單元（ME）中存儲有故障代碼“P030000 識別到燃燒斷火”和故障代碼“P030200 識別到氣缸2燃燒斷火”，且均為當前故障代碼；讀取發(fā)動機的運行平穩(wěn)性數(shù)據(jù)（圖42），發(fā)現(xiàn)所有氣缸的運行平穩(wěn)值都超出了標準值范圍，但氣缸2的運行平穩(wěn)值一直最高，由此確定氣缸2確實工作不良，而其他氣缸的運行平穩(wěn)值過高可能是由氣缸2工作不良引起的（發(fā)動機控制單元并未存儲其他氣缸失火的故障代碼也可以說明這一點）。

圖42 故障車發(fā)動機的運行平穩(wěn)性數(shù)據(jù)（截屏）

點火、噴油、氣缸壓力，先檢查哪一項呢？觀察發(fā)動機結(jié)構(gòu)，本著由簡入繁的診斷原則，決定先檢查點火。用COP探頭和示波器分別測量氣缸2和氣缸1的次級點火波形（圖43、圖44，藍色為次級點火波形），對比發(fā)現(xiàn)氣缸2燃燒線對應的電壓為37 V左右，而氣缸1燃燒線對應的電壓為1.6 kV左右，推斷氣缸2燃燒線對應的電壓過低是由氣缸2沒有氣缸壓力引起的。

圖43 氣缸2的次級點火波形（截屏）

圖44 氣缸1的次級點火波形（截屏）

連接示波器和電流鉗，測量起動發(fā)動機時的起動電流波形（圖45），發(fā)現(xiàn)曲軸旋轉(zhuǎn)2圈，只產(chǎn)生5個電流波峰（該車為V6發(fā)動機），這進一步驗證氣缸2確實沒有建立氣缸壓力，可能的故障原因有：進、排氣門關(guān)閉不嚴；活塞環(huán)、活塞或氣缸壁損壞；氣缸墊損壞。

圖45 故障車起動發(fā)動機時的起動電流波形（截屏）

連接示波器、電流鉗和壓力脈動傳感器，同時測量起動發(fā)動機時的起動電流、排氣脈動及進氣脈動波形（圖46，黃色為起動電流波形，綠色為排氣脈動波形，紅色為進氣脈動波形），發(fā)現(xiàn)曲軸運轉(zhuǎn)2圈，進氣脈動和排氣脈動均出現(xiàn)1次明顯的波動，那么是氣缸2進氣門還是排氣門的關(guān)閉有問題呢？使用WOT（waveform overlay tool，波形疊加工具，輸入發(fā)動機氣缸的點火順序，自動生成發(fā)動機做功循環(huán)圖，其中I代表進氣行程，C代表壓縮行程，P代表做功行程，E代表排氣行程。該車的點火順序為1-4-2-5-3-6）和示波器自帶的曲軸轉(zhuǎn)角標尺功能分析采集的波形（圖47）可知，進氣脈動在氣缸2壓縮行程（活塞上行）時持續(xù)為較高壓力狀態(tài)，而在氣缸2開始做功行程（活塞下行）時瞬間降至較低壓力狀態(tài)，由此推斷氣缸2進氣門關(guān)閉不嚴；而在氣缸2排氣行程（活塞上行），由于氣缸2進氣門關(guān)閉不嚴，導致排氣脈動降至較低壓力狀態(tài)，同時使進氣脈動產(chǎn)生明顯的波動。

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

圖46 故障車起動發(fā)動機時的起動電流、排氣脈動及進氣脈動波形（截屏）

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

拆下進氣歧管，發(fā)現(xiàn)氣缸2的一個進氣門關(guān)閉不嚴（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的進氣門彈簧斷開（圖50），以致進氣門關(guān)閉不嚴。

圖48 大量煙霧從進氣管冒出

圖49 氣缸2的一個進氣門關(guān)閉不嚴

圖50 氣缸2的進氣門彈簧斷開

故障排除更換斷開的氣缸2的進氣門彈簧后試車，氣缸2失火現(xiàn)象消失，且發(fā)動機運轉(zhuǎn)平穩(wěn)，故障排除。