利用氣流壓力脈動波形免拆診斷發(fā)動機機械故障的技巧（四）

余姚東江名車專修廠 葉正祥

案例4 2014款大眾帕薩特車發(fā)動機怠速間歇抖動

一輛2014款大眾帕薩特車，搭載CEA發(fā)動機，累計行駛里程約為15.6萬km。該車因發(fā)動機怠速間歇抖動、發(fā)動機故障燈異常點亮的故障在其他維修廠維修，維修人員用故障檢測儀檢測，讀得故障代碼“P0302 氣缸2：檢測到失火”，于是調(diào)換了氣缸2的火花塞和點火線圈，故障依舊；用氣缸壓力表測量4個氣缸的壓力，均約為11 bar（1 bar=100 kPa），正常；接著又調(diào)換了氣缸2的噴油器，故障依舊，于是向筆者請求技術(shù)支持。

接車后試車，起動發(fā)動機，發(fā)動機怠速間歇抖動，同時發(fā)動機故障燈和EPC故障燈同時異常點亮。用故障檢測儀檢測，發(fā)動機控制單元中存儲有3個故障代碼，分別為“P0300 檢測到失火”“P0302 氣缸2：檢測到失火”“P130A 氣缸壓縮比”；讀取怠速時的發(fā)動機失火數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)氣缸2的失火計數(shù)在不斷增加，推斷氣缸2存在失火故障。

使用pico示波器和壓力傳感器WPS500X同時測量發(fā)動機怠速時的排氣脈動及氣缸1點火信號（圖1），發(fā)現(xiàn)氣缸2排氣門打開時產(chǎn)生的壓力脈動偶爾異常，確認氣缸2間歇失火，分析可能的故障原因有：點火能量間歇不足；噴油脈寬或噴油時刻間歇異常；氣缸壓力間歇不足。

圖1 發(fā)動機怠速時的排氣脈動及氣缸1點火信號（截屏）

進行相對壓縮測試（脫開噴油器導(dǎo)線連接器，只讓起動機帶動曲軸旋轉(zhuǎn)，各氣缸并不工作，同時測量起動電流），測得的起動電流波形如圖2所示，可知有1個氣缸的壓縮壓力間歇不足（對應(yīng)的起動電流偶爾偏低）。用壓力傳感器WPS500X測量起動時氣缸1的壓力波形（圖3），可知波峰壓力比較穩(wěn)定，約為11 bar，正常；測量起動時氣缸2的壓力波形（圖4），發(fā)現(xiàn)波峰壓力波動明顯，先從11 bar左右逐漸降低至9 bar左右，再逐漸升高，異常。診斷至此，推斷氣缸2間歇密封不良。

圖2 故障車起動電流波形（截屏）

圖3 起動時氣缸1的壓力波形（截屏）

圖4 起動時氣缸2的壓力波形（截屏）

同時測量起動時（脫開噴油器導(dǎo)線連接器，只讓起動機帶動曲軸旋轉(zhuǎn)，各氣缸并不會工作）的進氣脈動、排氣脈動和起動電流波形（圖5），借助WOT（Waveform Overlay Tool，波形疊加工具，輸入點火順序可以生成發(fā)動機工作循環(huán)圖，紅色區(qū)域為做功行程，灰色區(qū)域為排氣行程，藍色區(qū)域為進氣行程，黃色區(qū)域為壓縮行程）進行分析，發(fā)現(xiàn)氣缸2壓縮行程對應(yīng)的進氣脈動異常，由此推斷氣缸2的進氣門間歇密封不良。拆下氣門室蓋，檢查發(fā)現(xiàn)氣缸2的進氣門搖臂軸承及凸輪磨損異常（圖6）。

圖5 起動時的進氣脈動、排氣脈動和起動電流波形（截屏）

圖6 進氣門搖臂軸承及凸輪磨損異常

更換進氣凸輪軸和搖臂后反復(fù)試車，發(fā)動機怠速抖動現(xiàn)象消失，故障排除。

對于氣缸間歇密封不良的故障，若僅使用氣缸壓力表、氣缸測漏儀和煙霧測漏儀進行檢測，則很難發(fā)現(xiàn)故障點，從而會走很多彎路，而使用pico示波器和壓力傳感器WPS500X動態(tài)監(jiān)測氣缸壓力變化，可讓此類故障無處遁形。