中鑫之寶汽車服務有限公司 任賀新

故障現(xiàn)象一輛2009款大眾甲殼蟲車，搭載AZJ發(fā)動機，累計行駛里程約為9萬km。車主反映，該車因氣門燒蝕在其他修理廠更換過氣門，維修后感覺發(fā)動機動力不足，為此到多家修理廠檢查過，維修人員檢查進氣系統(tǒng)，無泄漏；接著更換了火花塞、點火線圈模塊及高壓線，但均未能排除故障。近期故障愈發(fā)明顯，同時出現(xiàn)發(fā)動機怠速抖動的現(xiàn)象，于是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，將手放在發(fā)動機上，感覺發(fā)動機晃動幅度較大；坐在車內，能感覺到車身振動；進行路試，發(fā)動機加速無力。用故障檢測儀檢測，發(fā)動機控制單元內無故障代碼存儲；讀取發(fā)動機數據流，觀察各氣缸的失火次數（圖1），發(fā)現(xiàn)4個氣缸均有無規(guī)律失火現(xiàn)象；觀察其他數據流，未見異常。分析認為可能的故障原因有：進氣系統(tǒng)泄漏；供油壓力不足；點火模塊（如圖2所示，該車4個氣缸共用1個點火模塊，用高壓導線連接至各個火花塞）及其線路故障；三元催化轉化器堵塞；配氣正時偏差。

圖1 發(fā)動機失火次數（截屏）

圖2 點火模塊控制電路

將20 A電流鉗夾在點火模塊的供電線上（用于測量初級電流），再將次級點火拾取線（圖3）依次夾在各氣缸的高壓導線上（用于測量次級電壓），測得發(fā)動機怠速時點火模塊的初級電流和次級電壓如圖4所示，擊穿電壓約為8 kV，初級電流約為9 A，充磁時間約為1.2 ms，燃燒時間約為1.5 ms，均在標準范圍，且4個氣缸基本一致，由此說明點火系統(tǒng)正常。

三元催化轉化器堵塞和配氣正時偏差可以通過測量氣缸壓力波形進行驗證。拆下氣缸1的火花塞，將壓力傳感器的壓縮管擰入火花塞安裝孔，再通過卡扣配合型連接器（BNC）將壓力傳感器連接至示波器。測量發(fā)動機怠速時氣缸1的氣缸壓力（圖5），分析圖5可以得出以下結論。

（1）最大氣缸壓力約為11.5 bar（1 bar=100 kPa），過高，正常應為6 bar左右。

（2）進氣行程形成的負壓約為-559 mbar（1 mbar=0.1 kPa），正常應為-700 mbar左右。

（3）排氣行程末端有凸起，此時氣缸壓力異常升高。

（4）綠色箭頭所指部位是排氣門開啟位置，對應曲軸轉角為115°，即排氣門在做功行程下止點前65°開始開啟，這個角度過于提前。

（5）紅色箭頭所指部位是進氣門關閉位置，對應曲軸轉角為555°，即進氣門在進氣行程下止點后15°完全關閉，這個角度也過于提前。

圖3 次級點火拾取線

圖4 發(fā)動機怠速時點火模塊的初級電流和次級電壓（截屏）

（6）排氣門開啟位置的氣缸壓力比進氣門關閉位置的氣缸壓力高，異常（正常應基本一致），這是由排氣門提前開啟所致。

綜合上述結論進行分析，由于凸輪形狀是固定不變的，排氣門提前開啟，就意味著會提前關閉，在排氣行程活塞向上運行，致使排氣行程末段的氣缸壓力異常升高，同時造成排氣不充分，使壓縮行程的氣缸壓力偏高。另外，由于排氣不充分，加上進氣門開啟和關閉也處于提前位置，導致進氣行程的負壓不足。

圖5 故障車發(fā)動機怠速時氣缸1的氣缸壓力（截屏）

再依次測量氣缸2、氣缸3、氣缸4的氣缸壓力，與氣缸1基本一致，說明故障同時影響了4個氣缸。查看維修資料得知，該款發(fā)動機只有1根凸輪軸，同時驅動進氣門和排氣門。診斷至此，推斷該車配氣正時存在偏差。

拆下正時傳動帶罩蓋，轉動曲軸，使曲軸正時齒輪位于上止點標記處，此時凸輪軸正時齒輪的標記孔與正時傳動帶護罩上的標記箭頭相差2個齒（圖6），說明該車配氣正時確實存在偏差。

圖6 配氣正時存在偏差

故障排除按照維修手冊上的操作步驟，重新安裝正時傳動帶后試車，發(fā)動機怠速運轉穩(wěn)定，且行駛中加速有力，故障排除。

故障總結故障排除后再次測量發(fā)動機怠速時氣缸1的氣缸壓力（圖7），分析圖7可知，最高氣缸壓力約為6.5 bar，進氣行程形成的負壓約為-688 mbar，排氣門開啟位置為做功行程下止點前35°，進氣門關閉位置為進氣行程下止點后45°，且排氣門開啟位置的氣缸壓力與進氣門關閉位置的氣缸壓力基本一致。

圖7 正常車發(fā)動機怠速時氣缸1的氣缸壓力（截屏）

該車配氣正時存在偏差，發(fā)動機控制單元內卻不存儲故障代碼，單從故障現(xiàn)象入手診斷，故障范圍較大，增加了故障診斷的難度。在排查點火系統(tǒng)時，沒有拆裝任何部件，只連接了示波器的導線，用于測量點火波形；在排查配氣正時時，只拆裝了火花塞。整個維修過程沒有胡亂猜測，也沒有倒件，而是根據測量數據推導出結論，可見秉持汽車免拆診斷的維修理念，借助示波器來診斷故障，可大大提高維修效率。