Tag Archives: 汽车维护与修理

虹科案例 | 2015款路虎揽胜车行驶中发动机偶尔自动熄火

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2015款路虎揽胜车行驶中发动机偶尔自动熄火

一、故障现象

        一辆2015款路虎揽胜车，搭载V6机械增压发动机，累计行驶里程约为18万km。车主反映，行驶中发动机偶尔自动熄火，故障频率较低，大概半个月出现一次。

二、故障诊断

        接车后路试，故障未能再现。用故障检测仪检测，无相关故障代码存储。用pico示波器和压力传感器测量低压燃油压力和油轨压力传感器信号，反复路试，发动机未熄火，但加速时油轨压力传感器信号上偶尔会出现杂波（图1）。

图1　加速时油轨压力传感器信号上偶尔会出现杂波

        怠速时用手晃动油轨压力传感器线束，油轨压力传感器信号上的杂波变得明显（图2），同时发动机抖动，由此推断油轨压力传感器线路虚接。

图2　用手晃动油轨压力传感器线束时的相关波形

        仔细检查油轨压力传感器的信号线及其导线连接器，结果发现油轨压力传感器导线连接器上的信号端子松旷（图3），由此推断当车身振动较大时，油轨压力传感器信号出现偏差，导致喷油量失准，发动机抖动，严重时发动机熄火。

图3　油轨压力传感器导线连接器上的信号端子松旷

三、故障排除

         调整松旷的油轨压力传感器导线连接器上的信号端子后试车，加速时油轨压力传感器信号上的杂波消失（图4），故障排除。

图4　加速时油轨压力传感器信号上的杂波消失

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虹科案例 | 2019款保时捷卡宴车发动机故障灯异常点亮

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2019 款保时捷卡宴车发动机故障灯异常点亮

一、故障现象

一辆2019款保时捷卡宴车，搭载DCB发动机，累计行驶里程约为9万km。车主反映，该车行驶中发动机故障灯偶尔异常点亮（图1），其他无异常，为此在其他维修厂更换过燃油箱通风电磁阀、活性炭罐及燃油箱诊断泵等，但故障未能解决。

图1　发动机故障灯异常点亮

二、故障诊断

接车后用故障检测仪检测，发动机控制单元（DME）中存储有故障代码“P04F000油箱通风系统，高部分负载-通气量不正确”（图2），由此推断燃油箱通风系统存在故障。

图2   DME中存储有故障代码

如图3所示，该车燃油箱通风系统主要由空气滤清器、燃油箱诊断泵、活性炭罐、燃油箱、燃油箱通风电磁阀、燃油箱通风压力传感器及通风管路等部件组成。发动机控制单元激活燃油箱通风电磁阀后，活性炭罐通往发动机进气道的通风管被接通，随后根据空气道的压力情况，燃油蒸气通过不同的入口被引至进气歧管。

图3　燃油箱通风系统的组成

在怠速和负荷较低时，进气歧管内有真空，燃油蒸气直接被吸入进气歧管；在废气涡轮增压器工作时，进气歧管没有真空，燃油蒸气经废气涡轮增压器进气侧的入口被文丘里喷嘴（图4）引至进气歧管。

图4　废气涡轮增压器内的文丘里喷嘴

如图5所示，文丘里喷嘴利用废气涡轮增压器压力侧和进气侧之间的压力差，使空气从压力侧快速向进气侧流动，空气经过文丘里喷嘴变径后，从喷射口高速喷出，此时喷射口后方的压强下降，产生真空，从而吸入燃油蒸气。

图5　文丘里喷嘴的原理

目视检查发动机室内的燃油箱通风管（图6），没有破损、挤压、变形等异常现象。DME通过安装在燃油箱通风电磁阀后方的燃油箱通风压力传感器监测燃油箱通风系统的工作状态。

图6　发动机室内的燃油箱通风管

使用pico示波器测量燃油箱通风压力传感器的信号波形（图7），未起动发动机时，信号电压约为3.1V，对应大气压力；发动机怠速时，信号电压降低至1.0V左右，对应进气歧管内的压力（真空），此时燃油通风电磁阀不工作，处于关闭状态，这一方面说明燃油通风电磁阀关闭严实，另一方面说明燃油通风电磁阀与进气歧管之间的燃油通风管无堵塞和泄漏。

图7　起动发动机时燃油箱通风压力传感器信号及相关信号的波形

路试观察燃油箱通风系统的工作情况，如图8所示，滑行阶段，当燃油箱通风电磁阀间歇工作时，燃油箱通风压力传感器信号会随之发生明显波动，说明燃油蒸气能被进气歧管内的真空正常吸入；加速阶段，废气涡轮增压器介入工作，燃油箱通风电磁阀持续保持打开状态，但燃油箱通风压力传感器信号呈直线，无波动，电压约为3.1V，对应大气压力，异常，说明文丘里喷嘴无法吸入燃油蒸气，这与故障代码P04F000的提示相符。

图8　路试时燃油箱通风压力传感器信号及相关信号的波形

拆下废气涡轮增压器，检查文丘里喷嘴吸入口（图9），无异常；检查文丘里喷嘴入口（图10），被异物堵塞。由此推断，文丘里喷嘴入口被异物堵塞，在废气涡轮增压器工作时，文丘里喷嘴无法吸入燃油蒸气，DME通过燃油箱通风压力传感器监测到燃油通风管中的压力几乎无变化，从而存储故障代码P04F000。

图9　文丘里喷嘴吸入口

图10　文丘里喷嘴入口

三、故障排除

清理文丘里喷嘴入口堵塞的异物后反复路试，发动机故障灯不再异常点亮，故障排除。再次测量燃油箱通风压力传感器信号波形，发现加速时，燃油箱通风电磁阀打开，燃油箱通风压力传感器信号电压在3.0V左右波动（图11）。

图11　正常车燃油箱通风压力传感器信号及相关信号的波形

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虹科案例 | 2012 款上汽大众帕萨特车发动机偶尔无法起动

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2012 款上汽大众帕萨特车发动机偶尔无法起动

一、故障现象

        一辆2012款上汽大众帕萨特车，搭载CFB发动机，累计行驶里程约为12万km。 车主反映，将点火开关置于起动挡，偶尔只能听到“咔哒”一声，起动机没有反应，类似蓄电池亏电时起动发动机的现象。 为此，1个多月内先后更换了蓄电池和起动机，但故障依旧，于是向笔者请求技术支持。

二、故障诊断

        接车后试车，起动发动机，发动机能够起动着机。 用故障检测仪检测，无相关故障代码存储。 用pico示波器测量起动发动机时的起动机控制信号、起动电流及蓄电池电压波形（图1），可以看到，接收到起动机控制信号后，起动机立即工作，起动电流达到600A以上， 蓄电池电压降低至9.3V左右；但工作约100ms后，起动机控制信号消失，起动机停止工作；约500ms后起动机又继续工作，发动机起动着机。

图1　起动发动机时的相关波形

        如图2所示，将点火开关（D）置于起动挡时，转向柱电子装置控制单元（J527）端子E/1接收起动请求信号，然后通过端子T16r/6将起动请求信号发送至车载电网控制单元（J519），最后由J519通过端子T52b/29控制起动继电器（J682）工作，为起动机控制端子（端子50）供电，起动机运转。

图2　起动机控制电路

       在驾驶人侧仪表板下的继电器板上找到J682（图3）。

图3 J682的位置

        用pico示波器测量J682端子1/86、端子5/87及端子2/85的电压波形（图4），发现故障出现时J682端子1/86上的控制信号突然消失，以致J682停止工作。

图4　故障出现时从J682处测得的相关波形

       为什么J519会突然停止向J682供电呢？ 怀疑J519无法正常接收起动请求信号。 接着用pico示波器测量点火开关端子2/30、端子6/15及端子1/50的电压波形，故障出现时的相关波形如图5所示。

图5　故障出现时从点火开关处测得的相关波形

        正常起动时的相关波形如图6所示，对比可知，故障出现时，点火开关端子2/30的常电源正常，但点火开关端子6/15和端子1/50的电压均会突然消失，持续时间约100ms，随后又恢复正常。

图6　正常起动时从点火开关处测得的相关波形

       由此推断点火开关处于起动挡时，其内部触点偶尔接触不良。

三、故障排除

        更换点火开关后反复试车，故障未再出现，故障排除。

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虹科案例 | 2010款东风雪铁龙世嘉车加速时发动机偶尔熄火

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2010款东风雪铁龙世嘉车加速时发动机偶尔熄火

一、故障现象

       一辆2010款东风雪铁龙世嘉车，搭载N6A发动机，累计行驶里程约为16.2万km。车主反映，加速时发动机偶尔会自动熄火。

二、故障诊断

       接车后试车，起动发动机，原地踩三四次加速踏板，发动机突然自动熄火；重新起动发动机，能够起动着机，但组合仪表上的发动机故障灯异常点亮；反复测试几次，起动机无法运转，发动机无法起动。

       用故障检测仪检测，发动机控制单元中存储有故障代码“P0336发动机转速传感器信号，一致性问题”“P1669发动机ECU监控”“P1632发动机ECU监控”（图1）；清除故障代码，起动发动机，发动机又能够起动着机了，但故障代码P0336再次存储。诊断至此，推断故障是由曲轴位置传感器（即发动机转速传感器）信号异常引起的。

图1　发动机控制单元中存储的故障代码

用pico示波器测量发动机怠速时的曲轴位置传感器信号（图2），发现信号受到了干扰，且比较规律。

图2　故障车发动机怠速时的曲轴位置传感器信号波形

       脱开点火线圈导线连接器后试车，干扰仍然存在，由此排除点火干扰的可能； 脱开所有喷油器导线连接器后试车，干扰消失（图3）。

图3　脱开所有喷油器导线连接器后的曲轴位置传感器信号波形

        进一步测试发现，气缸4的喷油信号偶尔与干扰同步（图4），由此可知，曲轴位置传感器信号受到了喷油信号的干扰。

图4　气缸4的喷油信号和曲轴位置传感器信号

        仔细分析图3发现，脱开所有喷油器导线连接器后，虽然干扰消失了，但是曲轴位置传感器的信号电压在7V上下变化，异常。 如图5所示，一般情况下，磁电式曲轴位置传感器的信号电压在2V上下变化，且随着转速升高，幅值变大。

图5　正常车的曲轴位置传感器信号波形

        那么是该车曲轴位置传感器的信号与众不同，还是除了干扰还存在其他故障呢？ 诊断至此，怀疑喷油器与曲轴位置传感器的线路发生短路，或者发动机控制单元损坏。

       目视检查喷油器、曲轴位置传感器与发动机控制单元之间的线束（图6），外观无破损及修复痕迹。 从发动机控制单元导线连接器侧断开曲轴位置传感器的2根信号线，测得连接至曲轴位置传感器的信号线上仍有约7.9V的电压，而连接至发动机控制单元的信号线上的电压约为2.3V，由此确定曲轴位置传感器的信号线对电源短路。

图6　喷油器、曲轴位置传感器与发动机控制单元

       逐段剥开曲轴位置传感器与发动机控制单元之间的线束，发现有一段线束中有大量像盐粒一样的结晶（图7），且导线有一定程度的腐蚀。 分析认为，该车蓄电池之前出现过漏液故障，由于该段线束贴近蓄电池，以致包扎线束的绒布带吸收了很多蓄电池电解液。

图7　线束中有大量结晶

         当时维修人员只更换了蓄电池，但未能及时发现及清理线束中吸收的蓄电池电解液，以致长时间后这段线束发生腐蚀及结晶，从而使导线之间发生短路故障。

三、故障排除

        处理故障线束后反复进行加速测试，发动机不再自动熄火，故障排除。

四、故障总结

        虽然故障代码P0336已准确提示曲轴位置传感器信号有问题，但是维修人员在诊断该故障时还是比较容易走弯路的，比如更换曲轴位置传感器，拆检曲轴位置传感器信号靶轮，甚至更换发动机控制单元。

        究其原因，一是故障线束方便检查，且线束外观并无异常，容易让故障点在维修人员眼皮子底下蒙混过关； 二是在检查线路时，维修人员往往只测量线路的导通情况，而忽略测量线路互短、对搭铁短路及对电源短路等情况。

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虹科案例 | 2020款凯迪拉克XT5车发动机加速异响

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故障现象

一辆2020款凯迪拉克XT5车，搭载LSY发动机，累计行驶里程约为8万km。车主反映，加速时发动机有明显异响。

故障诊断

接车后试车，起动发动机，发动机怠速运转平稳；打开发动机室盖，能够听到轻微的“哒哒”异响；轻踩加速踏板，发动机转速正常升高，但异响随之频率变快、音量变大。将发动机熄火，检查发动机机油液位和冷却液液位，未见异常；拆下发动机附件传动带后试车，异响依旧。用故障检测仪（GDS）检测，无故障代码存储；读取失火数据，无历史失火记录。查看维修手册上与之相匹配的故障诊断引导，没有给出具体的检查方法，只是列出发动机上部发出异响的可能部件有气门摇臂、气门挺柱、正时链条、气门杆等。按照传统的诊断方法，只能一步步拆检发动机。为了避免盲目拆检，笔者决定使用pico示波器捕捉异响的发生时刻与点火时刻的对应关系，再根据四冲程发动机的工作原理来分析异响来源。

    连接pico示波器，A通道接入探针，测量气缸1的点火控制信号，设置量程为±20 V DC；B通道接入拾音探头，测量异响信号，设置量程为±1 V DC；设置时基为200 ms/格。起动发动机，当异响出现时，将拾音探头分别放置到气门室盖的各处，对比异响信号电压幅值的大小，发现异响发生时刻是有规律的（图1），且气缸1位置对应的异响信号电压幅值最大。

图1 异响发生时刻与点火时刻的对应关系

将所采集到的波形放大（图 2），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，可知异响产生时气缸1的排气门和气缸2的进气门均在打开和关闭，但是气缸1处的异响信号电压幅值最大，由此推断异响是由气缸1的排气门间隙过大引起。

图2 放大后的波形

拆下气门室盖，检查发现气缸1的一个排气门摇臂的滚针磨损严重（图3），气门挺柱不能自动调整过大的气门间隙，从而使凸轮轴敲打摇臂，发出异响。

图3　气缸1排气门摇臂滚针的磨损部位

故障排除

更换损坏的气门摇臂后试车，异响消失，故障排除。

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虹科案例 | 发动机点火正时故障

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故障现象

有车主反映，他的车加速无力，疑似发动机点火有故障，接上解码器读取车辆故障码，车辆报故障【P001600：气缸列1，凸轮轴/曲轴位置传感器错误的配置】

故障诊断

 接上示波器，检测车况正常的同款车型的凸轮轴/曲轴位置传感器以及点火触发的信号：

再检测故障车辆的凸轮轴/曲轴位置传感器以及点火触发的信号：

波形图一对比，故障原因就很明显可以看出了：故障车辆的正时信号波形和正常车辆的波形有明显的偏差，可以断定是发动机曲轴和凸轮轴的相对位置不对应。

故障排除

    检查发动机的曲轴和凸轮轴相关零部件，原来是凸轮轴齿轮装配松动从而导致正时故障。

    对于车辆的信号波形，我们鼓励用户，遇到任何车，都采集下来保存，以后再碰到同样的车，就能很直观的对比出故障原因了。

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虹科案例 | 2014款大众帕萨特车发动机怠速间歇抖动

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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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虹科案例 | 2010款奔驰E260车冬天第1次冷启动后发动机抖动

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故障现象

     一辆2010款奔驰E260车，搭载271 860发动机，累计行驶里程约为8.5万km。车主反映，冬天用车时，早上第1次冷起动发动机后，发动机怠速抖动，如果将发动机熄火后再次起动，抖动现象消失；热机起动一切正常。该故障是在2020年冬天出现的，当时维修过很多次，均未能解决，后来随着天气变暖，故障自动消失，也就没继续维修，但2021年冬天故障再现，于是将车开至我厂进行检修。

故障诊断

    接车后将车辆停放一夜，第2天早上试车，冷起动发动机，故障出现。用故障检测仪检测，发动机控制模块( ME )中存储有故障代码“P0303 检测到气缸3失火”；读取发动机失火数据,发现气缸3的失火次数在不断增加，说明气缸3工作不良。

图1 起动时气缸3的压力波形

图2 起动时气缸1的压力波形

     进一步与车主沟通得知，该车在其他维修厂已更换过气缸3的火花塞、点火线圈及喷油器等。脱开喷油器导线连接器，用pico示波器依次测量起动时气缸3和气缸1的压力波形(图1和图2 )，对比可知，气缸3的压力( 12.72 bar，1 bar=100 kPa )略低于气缸1的压力 ( 13.08 bar)，气缸3进气行程产生了明显的真空，而气缸1进气行程没有产生真空。

    测量起动时气缸1的压力 (判缸信号)和进气脉动波形(图3 )，分析可知，在气缸3进气行程时，进气歧管中产生的真空比其他气缸低，加之此时气缸3内产生了异常的真空，即进气行程时，气缸3内的压力偏低，进气歧管内的压力偏高，由此推断气缸3的进气道堵塞或进气门开度不够。

图3 起动时气缸1的压力和进气脉动波形

    转动曲轴，同时用内窥镜观察气缸3进气门的开闭情况，发现一个进气门开闭正常，另一个进气门始终处于关闭状态。拆下气门室盖检查，发现气缸3的一个进气门摇臂掉落(图4 )。检查掉落的进气门摇臂，未见异常磨损。该摇臂为什么会掉落呢？进一步与车主交流得知，2020年夏天大修过发动机，怀疑当时维修人员没有安装好该摇臂，不过由于当时的气温较高，车辆没有表现出明显的故障现象，也就没有在意。

故障排除

    重新安装掉落的进气门摇臂，第2天早上试车，发动机抖动现象消失，故障排除。

图4 进气门摇臂掉落

故障总结

    为什么第2次起动发动机时故障现象就会消失？第1次起动与第2次起动有什么区别？经过测量发现，第1次起动后一个工作循环气缸3喷油2次(图5 )，而第2次起动后一个工作循环气3喷油1次(图6 )，单次喷油脉宽一致，均约为2ms。

图5  第1次起动后气缸3的点火和喷油波形

图6 第2次起动后气缸3的点火和喷油波形

    由此推断，气缸3的一个进气门无法打开，使气缸3进气量不足，第1次起动后气缸3喷油2次，混合气过浓，以致气缸3偶尔失火。

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