虹科案例 | 2014款大众帕萨特车发动机怠速间歇抖动

故障现象

    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。

故障诊断

    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

    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)。

图2 故障车起动电流波形

    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3 起动时气缸1的压力波形

图4 起动时气缸2的压力波形

    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。

图5 起动时的进气脉动、排气脉动和起动电流波形

    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6 进气门摇臂轴承及凸轮磨损异常

故障排除

    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。

故障总结

    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。

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