利用气流压力脉动波形免拆诊断发动机机械故障的技巧（四）

余姚东江名车专修厂 叶正祥

案例4 2014款大众帕萨特车发动机怠速间歇抖动

一辆2014款大众帕萨特车，搭载CEA发动机，累计行驶里程约为15.6万km。该车因发动机怠速间歇抖动、发动机故障灯异常点亮的故障在其他维修厂维修，维修人员用故障检测仪检测，读得故障代码“P0302 气缸2：检测到失火”，于是调换了气缸2的火花塞和点火线圈，故障依旧；用气缸压力表测量4个气缸的压力，均约为11 bar（1 bar=100 kPa），正常；接着又调换了气缸2的喷油器，故障依旧，于是向笔者请求技术支持。

接车后试车，起动发动机，发动机怠速间歇抖动，同时发动机故障灯和EPC故障灯同时异常点亮。用故障检测仪检测，发动机控制单元中存储有3个故障代码，分别为“P0300 检测到失火”“P0302 气缸2：检测到失火”“P130A 气缸压缩比”；读取怠速时的发动机失火数据，发现气缸2的失火计数在不断增加，推断气缸2存在失火故障。

使用pico示波器和压力传感器WPS500X同时测量发动机怠速时的排气脉动及气缸1点火信号（图1），发现气缸2排气门打开时产生的压力脉动偶尔异常，确认气缸2间歇失火，分析可能的故障原因有：点火能量间歇不足；喷油脉宽或喷油时刻间歇异常；气缸压力间歇不足。

图1 发动机怠速时的排气脉动及气缸1点火信号（截屏）

进行相对压缩测试（脱开喷油器导线连接器，只让起动机带动曲轴旋转，各气缸并不工作，同时测量起动电流），测得的起动电流波形如图2所示，可知有1个气缸的压缩压力间歇不足（对应的起动电流偶尔偏低）。用压力传感器WPS500X测量起动时气缸1的压力波形（图3），可知波峰压力比较稳定，约为11 bar，正常；测量起动时气缸2的压力波形（图4），发现波峰压力波动明显，先从11 bar左右逐渐降低至9 bar左右，再逐渐升高，异常。诊断至此，推断气缸2间歇密封不良。

图2 故障车起动电流波形（截屏）

图3 起动时气缸1的压力波形（截屏）

图4 起动时气缸2的压力波形（截屏）

同时测量起动时（脱开喷油器导线连接器，只让起动机带动曲轴旋转，各气缸并不会工作）的进气脉动、排气脉动和起动电流波形（图5），借助WOT（Waveform Overlay Tool，波形叠加工具，输入点火顺序可以生成发动机工作循环图，红色区域为做功行程，灰色区域为排气行程，蓝色区域为进气行程，黄色区域为压缩行程）进行分析，发现气缸2压缩行程对应的进气脉动异常，由此推断气缸2的进气门间歇密封不良。拆下气门室盖，检查发现气缸2的进气门摇臂轴承及凸轮磨损异常（图6）。

图5 起动时的进气脉动、排气脉动和起动电流波形（截屏）

图6 进气门摇臂轴承及凸轮磨损异常

更换进气凸轮轴和摇臂后反复试车，发动机怠速抖动现象消失，故障排除。

对于气缸间歇密封不良的故障，若仅使用气缸压力表、气缸测漏仪和烟雾测漏仪进行检测，则很难发现故障点，从而会走很多弯路，而使用pico示波器和压力传感器WPS500X动态监测气缸压力变化，可让此类故障无处遁形。