故障現(xiàn)象

一輛2012款大眾途觀車(chē)，搭載CAWA發(fā) 動(dòng)機(jī)，累計(jì)行駛里程約為14萬(wàn)km。該車(chē)因怠速抖動(dòng)、行駛 中加速無(wú)力及發(fā)動(dòng)機(jī)故障燈異常點(diǎn)亮的故障現(xiàn)象在其他 修理廠進(jìn)行維修，維修人員用故障檢測(cè)儀檢測(cè)，讀得的 故障信息為氣缸4失火，由此判斷該車(chē)故障為單缸失火故 障，為此調(diào)換過(guò)點(diǎn)火線圈，并更換了氣缸4的火花塞和噴 油器，但故障依舊；維修人員用氣缸壓力表測(cè)量氣缸4的 氣缸壓力，約為9 bar（1 bar=100 kPa），比其他氣缸的氣 缸壓力低約1 bar，但仍在正常范圍。診斷至此，維修人員 沒(méi)有了診斷思路，于是向筆者請(qǐng)求技術(shù)支援。

故障診斷

筆者趕到現(xiàn)場(chǎng)后試車(chē)，發(fā)動(dòng)機(jī)處于怠速工況時(shí)，坐在車(chē)內(nèi)能感覺(jué)到車(chē)輛輕微振動(dòng)，將手放在發(fā)動(dòng)機(jī) 上，感覺(jué)有點(diǎn)抖動(dòng)，但不像某個(gè)氣缸完全失火引起的抖動(dòng)那 樣明顯。用故障檢測(cè)儀讀取發(fā)動(dòng)機(jī)數(shù)據(jù)流中的發(fā)動(dòng)機(jī)失火 數(shù)據(jù)（圖1），發(fā)現(xiàn)氣缸4的失火次數(shù)（記錄每1 000轉(zhuǎn)內(nèi)的失 火次數(shù)）有時(shí)為0次，有時(shí)連續(xù)上漲。將手放在排氣管尾喉 處，感覺(jué)排氣不是均勻連續(xù)的，而是隨著發(fā)動(dòng)機(jī)抖動(dòng)一股一 股地涌出來(lái)。綜合分析以上現(xiàn)象，初步判斷氣缸4的做功功 率下降。

發(fā)動(dòng)機(jī)正常工作的4大要素為良好的氣缸壓縮、充 足的點(diǎn)火能量、合適的空燃比及正確的點(diǎn)火正時(shí)和噴 油正時(shí)。由于該車(chē)是單缸失火故障，“正確的點(diǎn)火正時(shí)和噴油正時(shí)”存在問(wèn)題的可能性不大，且已更換過(guò)噴油 器，“合適的空燃比”存在問(wèn)題的可能性也不大，于是 決定先重點(diǎn)檢查“充足的點(diǎn)火能量”和“良好的氣缸壓 縮”這兩個(gè)要素。

此車(chē)采用獨(dú)立點(diǎn)火線圈，最簡(jiǎn)便的測(cè)量方式是使用 COP（Coil on plug，點(diǎn)火線圈頂置在火花塞上）探頭，它通過(guò)電磁感應(yīng)的原理，可以免拆測(cè)量點(diǎn)火線圈的次級(jí)點(diǎn)火波形。連接COP探頭（圖2），測(cè)得氣缸4點(diǎn)火線圈的次級(jí)點(diǎn)火波形如圖3所示，圖3中2條標(biāo)尺之間的范圍代表燃燒 時(shí)間，僅為885.7 us，還不到1 ms，對(duì)比其他氣缸的燃燒時(shí) 間，接近2 ms，懷疑氣缸4點(diǎn)火線圈的絕緣性能下降，高壓 電泄漏后導(dǎo)致點(diǎn)火能量不足，使燃燒時(shí)間縮短。

對(duì)調(diào)安裝氣缸1和氣缸4的點(diǎn)火線圈后試車(chē)，異常的 點(diǎn)火波形隨之轉(zhuǎn)移到氣缸1上，這說(shuō)明氣缸4的點(diǎn)火線圈 確實(shí)存在故障。更換點(diǎn)火線圈后試車(chē)，點(diǎn)火波形恢復(fù)正常，但氣缸4仍然存在失火現(xiàn)象，故障并未排除，需要繼續(xù)檢查。

考慮到氣缸壓力表的連接管路中內(nèi)置了單向閥，所測(cè)數(shù)值為累計(jì)氣缸壓力，不能精確反映氣缸的機(jī)械狀態(tài)，于 是筆者決定使用pico示波器的壓力傳感器（WPS500）重新測(cè)量各氣缸的壓力。

首先測(cè)量起動(dòng)時(shí)的氣缸壓力（即起 動(dòng)機(jī)帶動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的氣缸壓力），脫開(kāi)進(jìn)氣歧管下方 的噴油器導(dǎo)線連接器，拆下4個(gè)缸的火花塞，連接壓力傳 感器（圖4），依次測(cè)量氣缸1~氣缸4的氣缸壓力（圖5），具 體測(cè)量結(jié)果見(jiàn)表1所列。由表1可知，氣缸4壓縮行程的壓力比其他氣缸低約1.5 bar，做功行程末端的真空度比其他氣 缸高約100 mbar（1 mbar=100 Pa）。

放大氣缸4的壓力波形 （圖6），圖6中波峰對(duì)應(yīng)的是壓縮上止點(diǎn)，2個(gè)壓縮上止點(diǎn) 之間的曲軸轉(zhuǎn)角為720°，用角度尺將其等分為4份，分別 對(duì)應(yīng)發(fā)動(dòng)機(jī)的4個(gè)行程。

做功行程末段對(duì)應(yīng)最低壓力，約為-430 mbar，并且 紅色箭頭所指的上升斜坡和綠色箭頭所指下降斜坡不對(duì) 稱(chēng)（下降斜坡更陡），可能是氣缸密封不嚴(yán)，導(dǎo)致壓縮行 程時(shí)漏氣，做功行程時(shí)氣壓加速下降。