【Pico汽車示波器診斷】2009年 福斯 金龜車 Volkswagen Beetle 怠速抖動、加速無力故障

作者:任贺新

故障現象:

一款2009年福斯金龜車,搭載AZJ引擎,行駛里程約9萬公里,車主反映,該車因氣門燒蝕在其他修理廠更換過氣門,維修後感覺引擎動力不足,為此到多家修理廠檢查過,維修人員檢查進氣系統,無洩漏;接著更換了火星塞、點火線圈模塊及高壓線,但均未能排除故障。近期故障愈來愈明顯,同時出現引擎怠速抖動的現象,於是將車開至我廠進行檢修。

診斷流程:

1. 試車,啟動引擎,引擎運轉時晃動較大,坐在車內能夠明顯感受到車身振動,進行路試,引擎加速無力。

2. 讀取故障碼,無故障代碼儲存,讀取引擎數據流,觀察各汽缸的失火次數,發現有隨機失火現象;觀察其他數據,無異常。

3. 分析認為可能的故障有:

  • 進氣系統洩漏
  • 供油壓力不足
  • 點火模塊(如下圖所示,該車4缸共用1個點火模塊,用高壓導線連接至各個火星塞)及其線路故障
  • 觸媒轉化器堵塞
  • 引擎正時偏差

4. 使用電流鉗量測點火模塊的電源線,量測初級電流,並使用次級點火拾取線,依次夾在各汽缸的高壓線上,測量怠速時次級電壓。由下圖數據可知,擊穿電壓約為8 kV,初級電流約為9 A,充磁時間約為1.2 ms,燃燒時間約為1.5 ms,均在標準範圍,且4個汽缸基本一致,說明點火系統正常。

5. 檢測觸媒轉化器和氣門正時可以透過缸壓波型進行驗證,拆下第一缸的火星塞,將WPS500X的壓縮管擰入火星塞安裝孔,再通過卡扣配合型連接器( BNC)將壓力傳感器連接至示波器。測量引擎怠速時第一缸的汽缸壓力。

6. 分析缸壓波型,可得到以下結論:

  1. 最大氣缸壓力約為11.5 bar(1 bar=100 kPa),過高,正常應為6 bar左右。
  2. 進氣行程形成的負壓約為-559 mbar(1 mbar=0.1 kPa),正常應為-700 mbar左右。
  3. 排氣行程末端有凸起,此時汽缸壓力異常升高。
  4. 綠色箭頭所指部位是排氣門開啟位置,對應曲軸轉角為115°,即排氣門在動力行程下死點前65°開始開啟,這個角度過於提前。
  5. 紅色箭頭所指部位是進氣門關閉位置,對應曲軸轉角為555°,即進氣門在進氣行程下死點後15°完全關閉,這個角度也過於提前。
  6. 排氣門開啟位置的汽缸壓力比進氣門關閉位置的汽缸壓力高,異常(正常應一致),這是由於排氣門提前開啟所致。

7. 綜合以上結論進行分析,由於凸輪形狀是固定不變的,排氣門提前開啟,就意味著會提前關閉,在排氣行程活塞向上運行,致使排氣行程末段的汽缸壓力異常升高,同時造成排氣不充分,使壓縮行程的汽缸壓力偏高。另外,由於排氣不充分,加上進氣門開啟和關閉也處於提前位置,導致進氣行程的負壓不足。

8. 測量第2.3.4缸的汽缸壓力,與第1缸基本一致,說明故障同時影響了4個氣缸。查看維修資料得知,該引擎只有1根凸輪軸,同時驅動進氣門和排氣門,推斷該車氣門正時存在偏差。

9. 拆下正時皮帶蓋板,轉動曲軸,使曲軸正時齒輪位於上死點記號,此時凸輪軸正時齒輪的記號與正時皮帶蓋板上的標記箭頭相差2齒,說明該車氣門正時確實存在偏差。

10. 依照維修手冊重新安裝正時皮帶後試車,怠速穩定,加速有力,缸壓波型恢復正常,故障排除。

診斷結論:

故障排除後再次測量引擎怠速時第一缸的汽缸壓力,分析可知,最高汽缸壓力約為6.5 bar,進氣行程的負壓約為-688 mbar,排氣門開啟位置為動力行程下止點前35°,進氣門關閉位置為進氣行程下止點後45°,且排氣門開啟位置的汽缸壓力與進氣門關閉位置的汽缸壓力基本一致。

該車引擎正時存在偏差,引擎控制單元內卻不存儲故障代碼,單從故障現象入手診斷,故障範圍較大,增加了故障診斷的難度。在排查點火系統時,沒有拆裝任何部件,只連接了示波器的導線,用於測量點火波形;排查引擎正時,只拆裝了火花塞。維修過程沒有胡亂猜測,也沒有換件,而是根據測量數據推導出結論,秉持汽車免拆診斷的維修理念,使用示波器來診斷故障,可大大提高維修效率。