PASSAT轿车发动机抖动故障分析与排除

闫海涛，贺平平

(三门峡职业技术学院 机电工程系,河南 三门峡 472000)

PASSAT轿车发动机抖动故障分析与排除

闫海涛，贺平平

(三门峡职业技术学院 机电工程系,河南 三门峡 472000)

一辆上海PASSAT轿车，出现发动机启动困难、抖动、加速无力并伴有排气管放炮等故障现象.根据该车发动机系统的工作原理及控制电路的分析，并通过缸压测量、烟显法等检查方法，最终确定导致该车的故障原因为发动机配气机构中四缸排气气门断裂，导致该缸漏气，不能形成有效缸压，发动机出现启动困难、抖动等故障现象，更换该气门后故障彻底排除.

抖动；故障诊断

1 故障现象

一辆排气量为1.8L的上海PASSAT轿车，用户反映该车正常使用过程中，突然出现启动困难、启动后发动机抖动、加速无力并伴有排气管放炮等故障现象，已严重影响到用户对该车的使用.接车后，首先对故障车辆进行常规检查，未发现异常；然后对车辆故障进行试车确认，故障同车主所述.

2 诊断分析

发动机启动困难、抖动、加速无力并伴有排气管放炮故障涉及点火系统、空气供给系统、燃油供给系统和机械系统等多方面系统[1]，当发动机在稳定的工况运转时，如果传给支承作用力的大小和方向均不随时间而变化，就认为发动机是平衡的.但是往复式发动机由于其工作过程的周期性和其机件运动的周期性，运动中所产生的旋转惯性力以及往复惯性力都是周期性变化的.这些力如果在内部能互相抵消，传递给支承的力就不会发生剧烈的周期性变化，保证发动机的运转均匀性，提高发动机在实车中的使用性能[2]7.

发动机的不平衡性有两方面的含义：惯性力系的平衡性和扭矩(及反力矩)的均匀性.因为扭矩受气缸数、发火均匀性的影响不可能完全平衡，只能力求使不平衡度(扭矩不均匀度)在允许的范围内.而惯性力系的平衡(惯性质量平衡)主要取决于发动机中运动质量的配置[3]50-51.

惯性质量所引起的不平衡可分为：旋转惯性力不平衡和往复惯性力不平衡.惯性质量所引起的不平衡与零部件的制造精度密切相关，而实际上不可避免有制造误差.为了保证高速发动机的曲轴、飞轮、减振器、离合器等零部件运动平衡，对其动平衡有严格的要求，特别是为了保证实际平衡接近理论平衡，对于曲柄连杆机构主要零部件的重量、尺寸等均规定有严格的公差，必要时分组选配.

发动机工作时，曲轴等旋转部件承受气体压力驱动旋转产生往复惯性力、旋转惯性力及其力矩的共同作用，而这些力通过发动机机体、发动机与整车连接的悬置最终作用到汽车底盘，传递到驾驶室，其频率在低频段与驾驶室、方向盘、人体最敏感的频率(垂直方向是4～8Hz)接近，使方向盘、车门抖动，使人出现手臂发麻、易疲劳等不良反应.

从社会反馈的情况看，发动机抖动可分为以下两种情况，发动机上下抖动：主要是由曲轴、飞轮动平衡超差所致；发动机横向抖动：燃油泵的原因占很大比例，换油泵后故障排除.

本文重点针对实际反馈的故障现象及排除进行分析，通过在整车上测试发动机、悬置、底盘、方向盘等部件，确定发动机运动件的动不平衡量过大和零部件损坏是导致驾驶室、方向盘抖动的根本原因，随后对发动机进行拆检、检测各零部件的动不平衡量以及是否损坏，并通过改变各零部件的动不平衡量或更换新的零部件进行对比，找出影响的规律性.

根据该车存在的故障现象怀疑为发动机缺缸故障.对于发动机缺缸的故障现象，故障范围只会涉及点火系统、喷油系统和机械方面故障，与其他系统的关系不大.

a. 车辆维修时，要根据由表及里、由浅入深、由简及繁的原则进行诊断[4]226-227.首先使用检测仪对车辆进行检测，发现只有偶发性故障存在，清除故障码后试车，再无故障码出现.

b. 为了确定是否是缺缸故障所产生的故障现象，对发动机进行断火试验.发动机怠速情况下，依次断开各缸的点火线圈控制插头，发现断到第四缸时发动机工作无明显变化，其他缸均出现发动机抖动加剧的现象，结果表明四缸存在故障.

c. 为了快速确定故障范围，首先对第四缸的点火系统进行跳火试验，拆下该缸的点火单元和该缸的火花塞(同时要拆下该缸喷油器插头，以免出现淹缸现象)，启动发动机，观察到该缸火花塞发出明亮的蓝色火花，表明该系统工作正常，排除点火系统故障.

d. 发动机熄火后，将示波器探头与喷油器两端连接，启动发动机，测得喷油器的波形，与正常饱和开关型正常波形相同，并考虑到发动机存在放炮现象，故排除供油系统故障.

e. 由于点火系统和喷油系统原因已排除，故障原因缩小到发动机机械原因产生的该故障，发动机机械问题引起该车故障的原因主要表现为气缸压力不足或无缸压，需对该发动机的气缸密封性进行检测，拆下空气滤清器、各缸的点火线圈和火花塞，将节气门至全开位置，并拔下油泵继电器(或所有喷油器控制插头)连接气缸压力表并与四缸火花塞螺纹连接牢固，启动发动机3～5S后，观察到气缸压力表无读数，表明四缸无缸压，故障范围进一步缩小.

影响气缸密封性的气缸、气缸盖、气缸垫、活塞、活塞环、和进、排气门等零部件均可影响气缸密封性.根据车主的反映，故障是突然发生的，在形成燃烧室无缸压的众多因素中，可以初步确定为气门卡滞或断裂、气门弹簧断裂和活塞顶部穿孔问题，其他零件引起此故障的概率不大.

基于以上分析，使用烟显法进行进一步的判断，找出故障问题所在.抽出曲轴箱油尺，转动发动机曲轴，将被检气缸活塞摇至该缸的压缩上止点，这时进排气门均应处于关闭状态，用带色烟雾由火花塞连接孔处吹入发动机燃烧室，观察到后部排气管处有烟雾排出现象，最终将故障原因确定为发动机配气系统中的四缸排气系统问题，故障原因得以找出.

3 故障原因分析与排除

将该发动机的缸盖、凸轮轴、液压挺柱等零部件拆除，即发现配气机构中一个四缸排气气门断裂，断裂情况如图1所示：

图1 PASSAT轿车断裂气门照片

从图1中可以看出，气门断裂部位为安装气门锁片的位置，此处为气门杆直径最细部位，且处于气门杆径的急剧变化部位，是容易形成应力集中的部位.由于气门杆处硬度较高，断裂断面的疲劳裂纹扩展较小，虽疲劳裂纹断面特点不明显，但还可看出有疲劳的现象且考虑到车辆使用多年，确定为气门为疲劳断裂.

鉴于以上理由，研磨气门密封面并用煤油清洗，更换气门，用煤油进行检漏，确保无泄漏后，将其他零部件安装完毕后，启动发动机，以上故障现象未再出现，故障彻底排除.

4 结语

a. 本文中排气气门损坏也可能使气门落入燃烧室中，进而将活塞撞裂，或出现更严重问题.所以，如果车辆出现突发性故障，特别是机械类故障，应就近、尽快进行修理，以免伤及其他相关零部件.

b. 在维修过程中，建议使用简单有效的方法、先大后小、由简到繁、由浅入深的顺序按照系统进行检查，应快速缩小故障范围，进而明确故障点.

c. 在车辆维修过程中，故障范围缩小到一定范围后要适可而止.例如本文中如果判断出燃烧室漏气后，停止检测，维修时，则需要将整个发动机进行拆解，增加了维修工作量；如果已判断出是气门问题时，已无必要继续缩小范围，因为对维修已无实质影响，以免增加检测工作量.

d. 在车辆的维修过程中，要结合维修资料和经验，根据工作原理仔细分析，在此基础上才能收到事半功倍的效果.

[1] 林 平. 汽车发动机机械系统构造与检修[M]. 北京：人民邮电出版社，2011.

[2] 谭克诚. 汽车发动机机械系统构造与检修[M]. 北京：机械工业出版社，2010.

[3] 何细鹏. 汽车发动机机械系统检修课程实施项目教学法的探索与思考[J].武汉交通职业学院学报，2010，(12).

[4] 巫尚荣，周华新，牟 林. 高职“汽车发动机”课程递进式教学设计与实践[J] .中国电力教育，2010(18).

[责任编辑 迎客松]

PASSAT Sedan Engine Wobble Failure Analysis and Elimination

YAN Haitao, HE Pingping

(SanmenxiaPolytechnix,Sanmenxia472000,China)

A PASSAT car will often break down with difficulty in engine starting, jitter, weakness and exhaust pipe of fault shooting. According to the working principle and control circuit of the car engine system analysis, and through the inspection methods of cylinder pressure measurement and showing method, such as smoke, the cause of the car’s fault was eventually determined which is four-cylinder of valve-train engine exhaust valve fault, causing the cylinder gas leakage, engine fault phenomena such as difficulty in starting and dithering and not forming effective cylinder pressure. The failure is completely ruled out after replacement of the valve.

jitter; fault diagnosis

2015-04-01

闫海涛(1972- )，男，河南洛阳人，三门峡职业技术学院讲师，硕士，主要从事车辆工程研究。

1671-8127(2015)02-0055-03

U472.4

A