奔馳S300發動機怠速抖動

文/安徽 陳遠

故障現象

一輛奔馳S 3 0 0底盤號為V I N：W DD2211541A X X X X X X，搭載272.946發動機，行駛里程為18.2萬km，該車在高速公路上正常行駛中，突然出現發動機嚴重抖動，熄火后重新啟動發動機依然抖動，客戶無法繼續行駛，拖到維修站作進一步檢查。

故障診斷與排除

接手該車后啟動車輛，發現發動機抖動嚴重，明顯某個缸工作不良，使用專用診斷電腦DAS讀取系統故障代碼，結果顯示發動機內存儲有故障碼0629，含義為點火缺火(P0300)，當前和歷史記錄都有；故障碼0633，含義為汽缸1點火缺火，尾氣催化凈化器損壞(P0301)，當前和歷史記錄都有；故障碼0637，含義為汽缸4點火缺火，尾氣催化凈化器損壞(P0304)，為歷史故障；故障碼0641，含義為汽缸3點火缺火，尾氣催化凈化器損壞(P0303)，當前和歷史記錄都有；故障碼0649，含義為汽缸2點火缺火，尾氣催化凈化器損壞(P0302)，當前和歷史記錄都有；故障碼0521，含義為“進氣管”擺動風門的診斷，傳感器導線對地短路/擺動風門的軸卡在操縱位置(P2004)，當前和歷史記錄都有。在奔馳車系中對缺火的判別是系統運用精密的數學方法對曲軸霍爾傳感器提供的信號進行分析，以確定各燃燒室之間是否存在精確的時間同步。每次燃燒都必須在信號齒(多孔板)上產生一個特性加速度。如果存在燃燒不良，在下次點火之前，信號齒轉動會稍稍變慢(由于扭矩波動)。檢測到點火不良的總次數存儲在故障碼存儲器中，并可分為：①特定汽缸點火不良；②排放限定點火不良：廢氣中含有HC CO NOx等有害物質，污染物催化轉化率的決定因素是排氣中的剩余氧含量。該含量由氧傳感器控制決定，如果尾氣中剩余氧含量達到發動機電腦規定的限定值，則被判斷為點火不良導致燃燒不完全，在正常工作中應保持過量空氣系數=1；③催化轉換器損壞點火不良：在發動機發生故障時，例如點火不良，三元催化轉換器的溫度能夠超過1400℃。如此高的溫度能夠熔化陶瓷載體，從而破壞催化轉換器。如果發動機檢測到三元催化轉換器溫度過高，則存儲點火不良的故障碼。

對于記錄前四個故障代碼可能的原因有：①點火系統故障；②噴射系統故障；③發動機機械部件(如氣門座、氣門彈簧等)；④燃油不足可細分為：進氣歧管或者排氣歧管漏氣、點火正時失準、噴油霧化不良、燃油壓力過低或者有堵塞、冷卻液溫度傳感器故障、節氣門位置傳感器有故障、空氣流量計自身有故障、汽缸壓力過低、發動機電腦控制有誤、油品過差、停放時間過長、火花塞跳火太弱、點火線圈點火能量過小、進氣歧管積炭嚴重等。

分析了造成點火缺火的可能原因并結合當前的故障碼，可判定右側汽缸列的三個汽缸均失火而且還是當前存在的。這不由聯想到會影響這三個汽缸的部件氧傳感器，當其檢測到尾氣中的氧含量過高時，會向發動機提供一個低電壓信號，并且曲軸位置傳感器檢測到右側汽缸列失火時也會將一個信號電壓提供給發動機電腦，發動機控制單元會進行閉環控制，關閉點火不良的汽缸的噴油器，此時也會導致一排汽缸列均缺火。于是關閉點火開關后，拔下右側排氣管上催化轉換器上游和下游的氧傳感器插頭，重新啟動發動機后故障現象仍存在，但可以排除發動機斷缸造成發抖的可能。接下來按照常規方法用燃油壓力表檢查了燃油系統的燃油壓力，在鑰匙開2擋時燃油壓力為2.5bar(1bar=100kPa)，在啟動后燃油壓力維持在3.8bar，由此觀之燃油系統沒有問題。接著調換了左右汽缸列的點火線圈，重新啟動動后發動機仍然抖動不止。下一步檢查各缸火花塞的工作情況，右側火花塞上明顯有油跡并且汽缸1的火花塞上附著的油跡較多。重新處理并對換了左右汽缸列的火花塞，啟動后故障依舊。

查詢該車的維修記錄得知，此前不久剛清洗過積炭更換過全部的火花塞和燃油濾清器，推論由積炭和噴油器霧化不良(清洗積炭時噴油嘴要用超聲波清洗及做霧化測試)造成的缺火不成立。該車2008年購買至今行駛了18萬km也不存在停放時間過長的問題，在與客戶的溝通中也得到證實該車一直加的都是97號汽油，所以油品的因素也基本排除。用微量可燃除油噴劑噴灑在進氣歧管及進氣管各處發動機抖動未改善。

既然不是電控因素，就是機械因素造成的發動機抖動。用汽缸壓力表檢查右側汽缸列各缸缸壓，除1缸無缸壓外2、3缸缸壓正常(11bar>缸壓值>9bar，各缸差值＜1.5bar)。使用內窺鏡檢查汽缸1內的進排氣門是否存在密封不嚴、活塞環對口、拉缸等。可是曲軸轉動了2圈1缸，右側一個進氣門始終保持在開啟狀態，可斷定是1缸進氣門漏氣導致發動機抖動。拆下進氣歧管觀察發現1缸右側進氣門被一塑料物體卡住(圖1)，不能完全回位，導致1缸工作不良，造成發動機在運行時發抖。經分析，物體最有可能來自進氣歧管。檢查進氣歧管，發現有一可變進氣歧管轉換膜片裝置連接到進氣歧管上的部件脫落，如2圖所示。這個異物被汽缸內的真空吸過來，牢牢的融化黏附在氣門內壁上。

似乎取出這個異物問題就能解決，但是為了不給發動機的運行留下隱患，于是決定拆開右側汽缸蓋檢查進氣門有無彎曲、氣門座圈是否密封不嚴、氣門彈簧折斷與否、汽缸內壁有無拉傷。進氣凸輪軸是否變形。拆開右側汽缸蓋罩后，發現1缸被卡住的進氣門搖臂脫落在一旁，可能是氣門被一直卡住搖臂沒有受到彈力而松脫。1缸右側進氣門有輕微變形(可以用汽油做密封試驗，但要注意防火安全)汽缸并沒有拉傷活塞環也未發現對口，更換1缸兩個進氣門及一些一次性的部件如氣門油封、鏈條張緊器等，重新裝復右側汽缸蓋后試車故障排除。

故障小結

1、2、3缸同時出現相同故障碼的原因，可能由于一側的可變進氣管轉換裝置的擺動風門軸的斷裂，加上1缸不完全燃燒，系統為了限定排放及防止催化轉換器的損壞，發動機控制單元在檢測到點火不良，則在點火不良達到一定次數后，相應的噴油嘴不再被促動，該系統最多可同時停用兩個噴油器。

該案例在奔馳發動機上很少遇到，以至于在之前的故障判斷雖然非常詳細，但是在實際的檢測步驟上未被重視，也再次提醒了自己，在排除故障時不能放過任何一個你認為沒有問題的可能性，往往就是因為你的疏忽，導致解決問題的時間延長，并且問題人為變得復雜化。擁有嚴謹慎密的思緒及規范的操作，對于提高一次修復率及客戶滿意度是至關重要的。