余姚東江名車專修廠 葉正祥

葉正祥，Tech Gear汽車診斷學(xué)院汽車免拆診斷專家，現(xiàn)任余姚東江名車專修廠廠長兼技術(shù)總監(jiān)，被聘為哈弗汽車區(qū)域技術(shù)專家；2015年獲得首屆中國汽車診斷師大賽總決賽三等獎(jiǎng)；2016年取得中國汽車工程學(xué)會(huì)汽車診斷專業(yè)領(lǐng)域中級(jí)工程師資格證書。

故障現(xiàn)象一輛2013年產(chǎn)奧迪A8L車，搭載CGW機(jī)械增壓發(fā)動(dòng)機(jī)，累計(jì)行駛里程約為8.5萬km。車主反映，該車怠速時(shí)車身振動(dòng)異常，尤其是在等紅綠燈時(shí)（擋位處于D擋），振動(dòng)明顯；行駛中振動(dòng)消失，且車輛行駛正常。

故障診斷接車后試車，起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，怠速時(shí)能感覺到座椅和轉(zhuǎn)向盤存在明顯振動(dòng)；踩下加速踏板，振動(dòng)現(xiàn)象消失。推斷可能的故障原因有：振動(dòng)傳導(dǎo)路徑異常，如發(fā)動(dòng)機(jī)支架損壞；振動(dòng)源異常，如發(fā)動(dòng)機(jī)做功不平衡、運(yùn)轉(zhuǎn)部件（如飛輪）運(yùn)轉(zhuǎn)不平衡。

對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)支架進(jìn)行外觀檢查，未見異常。用故障檢測(cè)儀檢測(cè)，無故障代碼存儲(chǔ)，且各氣缸的失火數(shù)據(jù)均為0次。那么此時(shí)該如何判斷發(fā)動(dòng)機(jī)做功（做功順序?yàn)?-4-3-6-2-5）是否平衡呢？筆者決定通過測(cè)量排氣脈動(dòng)波形和點(diǎn)火信號(hào)波形進(jìn)行判斷。如圖1所示，同時(shí)測(cè)量該車排氣脈動(dòng)波形和1缸點(diǎn)火信號(hào)波形，分析認(rèn)為，氣缸1、氣缸2、氣缸3與氣缸4、氣缸5、氣缸6的排氣脈動(dòng)不一致，而該車氣缸1、氣缸2、氣缸3為氣缸列1，氣缸4、氣缸5、氣缸6為氣缸列2（圖2），說明這2列氣缸做功不平衡，由此推斷車身振動(dòng)是由某一列氣缸工作不良引起的。

讀取燃油修正值，發(fā)現(xiàn)氣缸列1的長期燃油修正值為0.8%，短期燃油修正值為0.0%；氣缸列2的長期燃油修正值為-17.2%，短期燃油修正值為-0.8%；由此推斷，氣缸列2混合氣過濃。如何判斷混合氣是不是真的過濃呢？筆者決定使用尾氣分析儀測(cè)量尾氣，以判斷真實(shí)的混合氣濃度，這樣可以避免因氧傳感器信號(hào)失準(zhǔn)而引起的誤判。在未脫開氣缸列2前氧傳感器導(dǎo)線連接器時(shí)測(cè)量尾氣（圖3），得知經(jīng)過燃油修正后的混合氣濃度正常；在脫開氣缸列2前氧傳感器導(dǎo)線連接器時(shí)測(cè)量尾氣（圖4），HC和CO的含量明顯升高，說明混合氣確實(shí)過濃，且前氧傳感器工作正常。另外，對(duì)比2次尾氣測(cè)量結(jié)果發(fā)現(xiàn)，無論是減少噴油量（閉環(huán)控制時(shí)長期燃油修正值為-17.2%），還是增加噴油量（開環(huán)控制時(shí)長期燃油修正值為0%，相對(duì)于閉環(huán)控制，增加了燃油量），尾氣中CO2的含量均為12.5%左右，說明導(dǎo)致混合氣過濃的原因?yàn)檫M(jìn)氣量過少。分析認(rèn)為，導(dǎo)致進(jìn)氣量過少的可能原因有：進(jìn)氣不暢，如進(jìn)氣管路堵塞等；排氣不暢，如三元催化轉(zhuǎn)化器堵塞等；配氣正時(shí)錯(cuò)誤，如進(jìn)氣門關(guān)閉過早等。

圖1 同時(shí)測(cè)量故障車的排氣脈動(dòng)波形和1缸點(diǎn)火信號(hào)波形（截屏）

圖2 氣缸布置

圖4 脫開氣缸列2前氧傳感器導(dǎo)線連接器時(shí)的尾氣測(cè)量結(jié)果（截屏）

測(cè)量氣缸列2中氣缸4的氣缸壓力波形（圖5），發(fā)現(xiàn)排氣行程的氣缸壓力沒有異常升高，說明排氣順暢；排氣門開啟時(shí)刻（EVO）的曲軸轉(zhuǎn)角約為做功行程下止點(diǎn)前18°（一般為40°～50°），異常；進(jìn)氣門關(guān)閉時(shí)刻（IVC）的曲軸轉(zhuǎn)角約為進(jìn)氣行程下止點(diǎn)后55°（一般為50°～60°），正常。測(cè)量氣缸列1中氣缸1的氣缸壓力波形（圖6），發(fā)現(xiàn)排氣門開啟時(shí)刻（EVO）的曲軸轉(zhuǎn)角約為做功行程下止點(diǎn)前43°，正常。診斷至此，推斷氣缸列2排氣側(cè)配氣正時(shí)錯(cuò)誤。

拆檢氣缸列2配氣正時(shí)，發(fā)現(xiàn)專用校對(duì)正時(shí)工具無法卡在排氣凸輪軸上（圖7），由此確定氣缸列2排氣凸輪軸正時(shí)錯(cuò)誤。進(jìn)一步檢查發(fā)現(xiàn)，氣缸列2排氣凸輪軸正時(shí)齒輪發(fā)生了跳齒，且正時(shí)鏈條張緊器伸長量過大（圖8），由此推斷正時(shí)齒輪發(fā)生跳齒是由正時(shí)鏈條拉長引起的。

故障排除更換正時(shí)套件（正時(shí)鏈條和正時(shí)鏈條張緊器）后試車，車身異常振動(dòng)的現(xiàn)象消失，故障排除。

圖5 故障車氣缸4的氣缸壓力波形（截屏）

圖6 故障車氣缸1的氣缸壓力波形（截屏）

圖7 氣缸列2排氣凸輪軸正時(shí)錯(cuò)誤

圖8 氣缸列2正時(shí)鏈條張緊器的伸長量

故障總結(jié)該車車身振動(dòng)異常是由發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)不平衡引起的，而發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)不平衡是由氣缸列2排氣凸輪軸正時(shí)錯(cuò)誤導(dǎo)致的。為什么氣缸列2排氣凸輪軸正時(shí)錯(cuò)誤，發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元不會(huì)存儲(chǔ)相關(guān)故障代碼呢？該車進(jìn)氣側(cè)配備了可變氣門正時(shí)（VVT）系統(tǒng)，排氣側(cè)沒有配備VVT系統(tǒng)，因此并沒有安裝排氣凸輪軸位置傳感器。由于無法監(jiān)測(cè)排氣凸輪軸位置，當(dāng)排氣凸輪軸正時(shí)齒輪發(fā)生跳齒時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元不會(huì)存儲(chǔ)相關(guān)故障代碼。

該車氣缸列2排氣凸輪軸正時(shí)齒輪共有30個(gè)齒，1個(gè)齒代表的排氣凸輪軸轉(zhuǎn)角為12°，對(duì)應(yīng)的曲軸轉(zhuǎn)角為24°。由于該車氣缸列2排氣門開啟時(shí)刻（EVO）的曲軸轉(zhuǎn)角比正常情況延遲了約25°，說明排氣凸輪軸正時(shí)齒輪跳了1個(gè)齒。