2012款进口大众途锐3.0TDI柴油车发动机异响

中鑫之宝汽车服务有限公司 任贺新

故障现象一辆2012款进口大众途锐3.0TDI柴油车，搭载CRC 3.0 L V6柴油发动机，累计行驶里程约为12万km。该车因“烧机油”故障在其他修理厂大修过发动机，但提车使用1个月左右，车辆噪音明显增大，于是车主将车开至我店进行检查。

故障诊断接车后试车，起动发动机，能明显听到发动机室内传出“嗒嗒嗒”的敲击声，确认故障现象存在。观察冷起动至热机的过程，敲击声一直存在，且没有明显变化，说明故障不分冷机和热机。反复踩下加速踏板，让发动机处于不同转速区间，同时倾听异响的强弱和频率变化，发现随着发动机转速加快，异响频率更快，声音强弱并无明显变化。当发动机转速超过3 000 r/min，发动机自身噪音越来越大，会遮盖住异响，因此在发动机怠速时检查故障最方便。

打开发动机室盖，站在发动机室前不同部位听声音，初步判断异响源在驾驶人侧（该款发动机的气缸布置如图1所示）；从发动机上部听声音，进一步确认异响是从驾驶人侧传出来的，但不能判断具体是哪个气缸发出的；将车辆举升，拆掉发动机和自动变速器下护板，从发动机下部听声音，对比发动机上部听到的异响，不能分辨在哪里听到的更明显，因而无法判断异响源是气缸盖还是气缸体。

图1 发动机的气缸布置

任贺新，Tech Gear汽车诊断学院优秀学员，现任中鑫之宝汽车服务有限公司技术经理；2013年通过一汽大众技术培训师认证；2013年获得奥迪十佳技术培训师荣誉称号；2017年被聘为第三届汽车诊断师大赛星至宝赛区专家评委。

用听诊器（图2）按照从上到下的顺序，分别在气门室罩盖、气缸盖、气缸体、油底壳上部（靠近曲轴主轴承位置）及油底壳等部位听声音，再按照从前往后的顺序，分别在气缸4、气缸5及气缸6部位听声音。由于柴油发动机结构复杂，多个部位相互遮挡，无法用听诊器探测，因此仍不能锁定异响源。

图2 听诊器

诊断至此，时间已过去将近1 h了，现在只知道异响来自驾驶人侧气缸列（气缸4、气缸5及气缸6），无法锁定具体是哪一个气缸，也无法判断异响是来自气缸盖还是气缸体。既然用传统的方式很难找出故障原因，决定使用pico示波器的NVH套装试试。NVH套装可以将声音转化为电压信号，并以波形的方式呈现出来。NVH是指Noise（噪音）、Vibration（振动）和Harshness（声振粗糙度）。

连接示波器（图3），其中通道1采集喷油器电压做触发信号，用于判断异响发生在发动机哪个行程；通道2通过NVH检测盒连接拾音器，放在噪音最明显的位置，用于采集声音信号。由于不知道是驾驶人侧气缸列中的哪个气缸发出的异响，只能依次用它们的喷油器电压做触发信号，然后通过逻辑分析进行判断。

图3 示波器的连接方式

首先用气缸6的喷油器电压做触发信号，测得波形如图4所示。2次喷油循环之间的曲轴转角为720°，用角度标尺将其等分为4份，根据4冲程发动机工作原理，可知依次对应做功行程、排气行程、进气行程和压缩行程。假设气缸6是异响源，则异响发生在进气行程，可能的故障件包括气缸6的进气门、摇臂及液压挺杆和进气凸轮轴等，那么将听诊器搭在气缸6的气缸盖和进气歧管连接处，应能听到明显的敲击声，然而事实并非如此，说明气缸6不是异响源。

用气缸5的喷油器电压做触发信号，测得波形如图5所示。假设气缸5是异响源，则异响发生在排气行程，可能的故障件包括气缸5的排气门、摇臂及液压挺杆和排气凸轮轴等，那么将听诊器搭在气缸5的气缸盖和排气歧管连接处，应能听到明显的敲击声，然而事实并非如此，说明气缸5也不是异响源。

图4 用气缸6的喷油器电压做触发信号测异响（截屏）

图5 用气缸5的喷油器电压做触发信号测异响（截屏）

用气缸4的喷油器电压做触发信号，测得波形如图6所示。假设气缸4是异响源，则异响发生在做功行程，且大致在刚过压缩上止点的位置，可能的故障原因有：活塞和气缸配合间隙过大；活塞销处配合间隙过大，包括连杆小头、活塞销及活塞销座孔；连杆大头和曲轴配合间隙过大；曲轴主轴承和曲轴箱座孔配合间隙过大。那么将听诊器搭在气缸4的气缸体或油底壳和气缸体的结合面处，应能听到明显的敲击声。经验证，在气缸4的气缸体中上部能听到清晰的敲击声。结合异响发生的时刻和部位，推断故障原因为活塞和气缸配合间隙过大，活塞从压缩上止点向下运行时，混合气燃烧做功，将活塞推击向气缸壁，从而产生敲击声。准备用内窥镜检查气缸4的气缸壁磨损情况，但由于内窥镜的探头直径较粗，无法通过预热塞或喷油器的安装孔伸入到气缸内。与客户协商后，决定分解发动机做进一步检查。

图6 用气缸4的喷油器电压做触发信号测异响（截屏）

拆解发动机后发现气缸4的气缸壁拉伤（图7），相应的活塞裙部也明显拉伤（图8）。为什么会“拉缸”呢？必须找出真正的故障原因才能保证一次修复故障。经过仔细观察，发现驾驶人侧气缸列的机油喷射器全部折断了（图9），且从油底壳中找到了断裂的残骸。机油喷射器折断后，不能向活塞裙部喷射机油，活塞上下往复运动时润滑和冷却不良，最终导致“拉缸”。为什么机油喷射器会折断呢？观察发现驾驶人侧气缸列的3个活塞，都在相同的位置存在撞击痕迹（图10），说明活塞运行到下止点附近时与机油喷射器发生了撞击，从而造成机油喷射器断裂。活塞怎么会撞到机油喷射器？经仔细观察，发现该车的6个活塞均为新活塞，且和原车活塞型号不一致（与其他车旧件对比），说明上次大修发动机时更换的6个活塞与该车不匹配。

图7 气缸4的气缸壁拉伤

故障排除更换6组新活塞总成和3个机油喷射器，并对驾驶人侧气缸列的气缸进行镗缸，然后按照发动机大修标准流程维修后试车，发动机运转正常，且异响消失，故障排除。

图8 气缸4的活塞裙部明显拉伤

图9 驾驶人侧气缸列的机油喷射器全部折断

图10 活塞上的撞击痕迹