【Pico診斷案例】2014款大眾 Passta車發動機怠速間歇抖動

01 故障現象

一輛2014款大眾 Passta車,搭載 CEA發動機,累計行駛里程約為15.6萬km。該車因發動機怠速間歇抖動、發動機故障燈異常點亮,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 汽缸2:檢測到失火”,於是調換了氣缸2的火花塞和點火線圈,故障依舊;用汽缸壓力表測量4個汽缸的壓力,均約為11 bar(1 bar=100 kPa),正常;接著又調換了汽缸2的噴油器,故障依舊。

02 故障診斷

接車後試車,啟動發動機,發動機怠速間歇抖動,發動機故障燈和 EPC故障燈同時異常點亮。用故障檢測儀檢測,發動機控制單元中儲存有3個故障代碼,分別為“P0300 檢測到失火”“P0302 汽缸2:檢測到失火”“P130A 汽缸壓縮比”;讀取怠速時的發動機失火數據,發現汽缸2的失火計數在不斷增加,推斷汽缸2存在失火故障。

使用 pico示波器和壓力傳感器 WPS500X同時測量發動機怠速時的排氣脈動及氣缸1點火信號(圖1),發現氣缸2排氣門打開時產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;汽缸壓力間歇不足。

圖1 怠速機怠速時的排氣脈動及汽缸1點火信號

進行相對壓縮測試(鬆開噴油器導線連接器,只讓起動機帶動曲軸旋轉,各氣缸並不運作,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個汽缸的壓縮壓力間歇不足(對應的起動電流偶爾偏低)。

圖2 故障車啟動電流波型

用壓力傳感器 WPS500X測量起動時汽缸1的壓力波形(圖3),可知波峰壓力比較穩定,約為11 bar,正常;測量起動時汽缸2的壓力波形(圖4),發現波峰壓力波動明顯,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,推斷汽缸2間歇密封不良。

圖3 啟動時汽缸1的壓力波型
圖4 啟動時汽缸2的壓力波型

同時測量起動時(鬆開噴油器導線連接器,只讓起動機帶動曲軸旋轉,各氣缸並不會工作)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動機工作循環圖,紅色區域為做功行程,灰色區域為排氣行程,藍色區域為進氣行程,黃色區域為壓縮行程)進行分析,發現汽缸2壓縮行程對應的進氣脈動異常,由此推斷汽缸2的進氣門間歇密封不良。

圖5 啟動時的進氣脈動、排氣脈動和啟動電流波型

拆下氣門室蓋,檢查發現氣缸2的進氣門搖臂軸承及凸輪磨損異常(圖6)。

圖6 進氣門搖臂軸承及凸輪磨損異常

03 故障排除

更換進氣凸輪軸和搖臂後反覆試車,發動機怠速抖動現象消失,故障排除。

04 總結

對於汽缸間歇密封不良的故障,若僅使用汽缸壓力表、汽缸測漏儀和煙霧測漏儀進行檢測,則很難發現故障點,從而會走很多彎路,而使用 pico示波器和壓力傳感器 WPS500X動態監測汽缸壓力變化,可讓此類故障無處遁形。

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