李智強(qiáng)，林可春，陳芳林

（福建船政交通職業(yè)學(xué)院 汽車學(xué)院，福建 福州 350007）

前言

汽車發(fā)動(dòng)機(jī)怠速抖動(dòng)是一種比較常見的故障，主要是由于長(zhǎng)時(shí)間使用后零部件的磨損以及零部件老化、故障導(dǎo)致。發(fā)動(dòng)機(jī)怠速抖動(dòng)往往伴有煩人的噪聲以及不好的駕駛體驗(yàn)，給乘車人帶來不適[1]。怠速抖動(dòng)還會(huì)影響發(fā)動(dòng)機(jī)的性能，提升油耗，降低發(fā)動(dòng)機(jī)使用壽命，嚴(yán)重時(shí)還可能出現(xiàn)其他更麻煩的故障[2,3]。因此，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)怠速抖動(dòng)的故障診斷及分析就非常重要。本文結(jié)合EA888發(fā)動(dòng)機(jī)故障案例對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)怠速抖動(dòng)故障進(jìn)行研究分析。

1 發(fā)動(dòng)機(jī)怠速抖動(dòng)故障原因分析

1.1 發(fā)動(dòng)機(jī)怠速抖動(dòng)的定義

汽車的怠速是一種工況，發(fā)動(dòng)機(jī)在空轉(zhuǎn)的時(shí)候稱之為怠速運(yùn)轉(zhuǎn)，即檔位掛在P檔、N檔的時(shí)候，發(fā)動(dòng)機(jī)怠速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的轉(zhuǎn)速就是怠速轉(zhuǎn)速[4]。如果發(fā)動(dòng)機(jī)怠速時(shí)出現(xiàn)轉(zhuǎn)速異?；蛘叱霈F(xiàn)轉(zhuǎn)速波動(dòng)過大，即出現(xiàn)怠速不穩(wěn)，也就導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)怠速抖動(dòng)[5]。

1.2 發(fā)動(dòng)機(jī)怠速抖動(dòng)故障原因

1.2.1 進(jìn)氣系統(tǒng)故障

造成發(fā)動(dòng)機(jī)怠速抖動(dòng)的進(jìn)氣系統(tǒng)故障主要有進(jìn)氣歧管松動(dòng)或者漏氣、節(jié)氣門/進(jìn)氣通道的積炭過多、空氣濾芯堵塞、進(jìn)氣通道或者EGR（廢棄再循環(huán)）閥的泄露、空氣流量計(jì)或者進(jìn)氣壓力傳感器出現(xiàn)故障、怠速控制系統(tǒng)出現(xiàn)故障等。

1.2.2 燃油系統(tǒng)故障

引起發(fā)動(dòng)機(jī)怠速抖動(dòng)的燃油系統(tǒng)故障主要有兩個(gè)，一個(gè)是供油壓力故障，一個(gè)是噴油器故障。供油壓力出現(xiàn)故障主要是因?yàn)槿加蜑V清器堵塞、燃油泵壓力不足、燃油泵損壞或者燃油濾網(wǎng)堵塞、燃油壓力調(diào)節(jié)器損壞、燃油泵安全閥的彈簧卡滯、供油管路變形等。噴油器故障主要有噴油器堵塞、噴油器密封圈漏氣、噴油器傳感器插頭接觸不良等。

1.2.3 點(diǎn)火系統(tǒng)故障

點(diǎn)火系統(tǒng)故障導(dǎo)致的發(fā)動(dòng)機(jī)怠速抖動(dòng)問題主要有火花塞故障、點(diǎn)火線圈故障、點(diǎn)火控制電路和點(diǎn)火正時(shí)故障等?；鸹ㄈ麑⒏邏弘娨肴紵遥瑩舸╇姌O產(chǎn)生火花引燃混合氣，如果火花塞出現(xiàn)電極間隙不正確、電極積炭過厚、火花塞絕緣體有裂紋火花塞漏氣等現(xiàn)象都會(huì)引起火花塞不跳火，導(dǎo)致混合氣燃燒不充分，出現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)抖動(dòng)現(xiàn)象[6]。

1.2.4 機(jī)械結(jié)構(gòu)故障

造成發(fā)動(dòng)機(jī)怠速抖動(dòng)的機(jī)械結(jié)構(gòu)故障一般是曲柄連桿機(jī)構(gòu)與發(fā)動(dòng)機(jī)缸體以及配氣機(jī)構(gòu)。常見的故障有活塞環(huán)磨損、活塞積碳、曲軸變形、凸輪軸磨損不均、正時(shí)失準(zhǔn)等。

1.2.5 其他故障

除此之外發(fā)動(dòng)機(jī)懸置橡膠的老化或斷裂、變速箱的損壞等其他發(fā)的動(dòng)機(jī)本體以外的零部件損壞也可能導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)怠速抖動(dòng)。

1.3 發(fā)動(dòng)機(jī)怠速抖動(dòng)故障排除方法

對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)怠速抖動(dòng)故障的排除同其他故障一樣，需要先找到故障點(diǎn)，再逐一進(jìn)行排除。詢問車主車輛的具體情況以及出現(xiàn)的問題，同時(shí)要親自對(duì)故障進(jìn)行查驗(yàn)。將車輛停穩(wěn)，啟動(dòng)車輛使其怠速運(yùn)行，觀察發(fā)動(dòng)機(jī)抖動(dòng)的情況，如有雜音尋找發(fā)出雜音的位置。靜態(tài)觀察完后對(duì)車輛進(jìn)行試車，觀察記錄在行駛過程中出現(xiàn)的異?，F(xiàn)象。初步觀察后接入診斷儀讀取故障碼，對(duì)故障碼進(jìn)行分析能快速的幫助鎖定故障點(diǎn)。

針對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)怠速抖動(dòng)故障也可以通過聽取伴隨的噪聲不同來辨別問題所在。例如怠速時(shí)伴隨有撞擊聲、敲缸聲大概率是活塞環(huán)或活塞等機(jī)械零部件損壞造成的。這種方法比較依賴維修經(jīng)驗(yàn)，需要維修技師具備豐富的維修經(jīng)驗(yàn)。此外，可以將聽聲法與常規(guī)診斷方法相結(jié)合，提升診斷效率。

2 EA888發(fā)動(dòng)機(jī)怠速抖動(dòng)故障案例

2.1 進(jìn)排氣系統(tǒng)多故障導(dǎo)致的怠速抖動(dòng)

2.1.1 故障現(xiàn)象

2012年邁騰，行駛里程200000公里，發(fā)動(dòng)機(jī)為第二代EA888 2.0T?？蛻舴从耻囕v起動(dòng)時(shí)會(huì)出現(xiàn)車身抖動(dòng)、有噪聲的現(xiàn)象；車輛行駛時(shí)有異響、會(huì)出現(xiàn)車身共振；儀表盤發(fā)動(dòng)機(jī)故障指示燈點(diǎn)亮，車輛在行駛時(shí)會(huì)出現(xiàn)慫車。

2.1.2 故障分析與排除

對(duì)車輛進(jìn)行試車，故障現(xiàn)象包括：（1）啟動(dòng)車輛后，在怠速工況下能夠明顯感覺車身同發(fā)動(dòng)機(jī)的共振，在D檔和R檔時(shí)振動(dòng)更加明顯。（2）發(fā)動(dòng)機(jī)工作不正常，怠速不穩(wěn)、抖動(dòng)、發(fā)動(dòng)機(jī)噪音大。（3）發(fā)動(dòng)機(jī)在加速時(shí)EPC和發(fā)動(dòng)機(jī)故障指示點(diǎn)亮報(bào)警，車輛慫車失火。（4）在行駛到顛簸路面時(shí)底盤松散噪音過大。

對(duì)車輛的發(fā)動(dòng)機(jī)艙進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)該車輛發(fā)生過碰撞事故，發(fā)動(dòng)機(jī)有進(jìn)行過拆裝維修。對(duì)進(jìn)氣歧管、高壓進(jìn)氣管等進(jìn)氣通道進(jìn)行檢查，沒有發(fā)現(xiàn)破損泄露。使用ODIS檢測(cè)儀檢測(cè)，讀取多個(gè)故障碼，包括氣缸失火、氣缸壓縮比、氣缸列1凸輪軸位置/曲軸位置傳感器分配不正確、凸輪軸位置傳感器不可信信號(hào)。讀取發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火系統(tǒng)的數(shù)據(jù)流，氣缸2有出現(xiàn)失火現(xiàn)象；檢查2缸火花塞，火花塞狀況良好，沒有漏氣、積碳過厚、間隙過大的現(xiàn)象。更換了1、2缸的點(diǎn)火控制器，再次啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)讀取點(diǎn)火系統(tǒng)的數(shù)據(jù)流，2缸仍有失火現(xiàn)象。

根據(jù)上述情況，判斷導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)出現(xiàn)怠速抖動(dòng)的原因可能出現(xiàn)在發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部。根據(jù)維修手冊(cè)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行分解，查找可能導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)怠速抖動(dòng)的原因，如正時(shí)鏈條、凸輪軸、進(jìn)排氣門等故障。對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行拆解過程中發(fā)現(xiàn)缸蓋內(nèi)放置凸輪軸的位置以及凸輪軸有異常的劃痕，該劃痕不是使用過程中的磨損導(dǎo)致的，如圖1所示。

圖1 汽缸蓋凸輪軸處劃痕

通過對(duì)劃痕的觀察以及維修技師的經(jīng)驗(yàn)判斷，此劃痕是由于上一次事故拆裝發(fā)動(dòng)機(jī)過程中，沒有做好情洗，安裝過程中零件表面仍然沾有雜質(zhì)，導(dǎo)致安裝后零部件出現(xiàn)的磨損。凸輪軸以及安裝凸輪軸的槽位磨損導(dǎo)致了凸輪軸的工作出現(xiàn)偏差，氣門開度不準(zhǔn)確，從而導(dǎo)致了發(fā)動(dòng)機(jī)的失火以及抖動(dòng)。由于安裝凸輪軸槽位的表面磨損過于嚴(yán)重且無法修復(fù)，因此該問題需要對(duì)其缸蓋總成進(jìn)行了更換。

在發(fā)動(dòng)機(jī)的拆裝和對(duì)零部件檢查過程中，又發(fā)現(xiàn)了兩個(gè)問題，一是正時(shí)鏈條由于使用時(shí)間過長(zhǎng)出現(xiàn)拉長(zhǎng)，如圖2所示。這會(huì)導(dǎo)致鏈條傳動(dòng)過程出現(xiàn)跳齒，也會(huì)導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)出現(xiàn)偶發(fā)性抖動(dòng)，該故障需要更換正時(shí)鏈條。另一個(gè)問題就是進(jìn)氣凸輪軸調(diào)節(jié)系統(tǒng)軸承支架變型，導(dǎo)致機(jī)油壓力卸壓，報(bào)凸輪軸位置傳感器信號(hào)不可靠，排查方法也是對(duì)該零件進(jìn)行更換。

對(duì)上述故障零部件進(jìn)行更換后，根據(jù)維修手冊(cè)組裝好發(fā)動(dòng)機(jī)，裝車進(jìn)行測(cè)試。裝車后用診斷儀測(cè)試無故障碼，數(shù)據(jù)流正常，路試無故障現(xiàn)象，維修完成。

圖2 故障鏈條與正常鏈條對(duì)比

該故障案例故障點(diǎn)較多，主要原因確實(shí)因?yàn)榫S修人員維修過程不夠嚴(yán)謹(jǐn)，裝機(jī)前沒有對(duì)零部件表面進(jìn)行清潔，沒有對(duì)易損件進(jìn)行檢查，導(dǎo)致該車出現(xiàn)多個(gè)故障現(xiàn)象。維修人員在維修過程中應(yīng)該嚴(yán)格按照規(guī)范操作，以免在維修后造成車輛新的損傷，以及不必要的返修。

2.2 配氣正時(shí)失準(zhǔn)導(dǎo)致的怠速抖動(dòng)

2.2.1 故障現(xiàn)象

2013年的邁騰，行駛里程80000公里，發(fā)動(dòng)機(jī)為第二代EA888 1.8T BYJ?？蛻舴从吃谀臣倚蘩韽S更換了正時(shí)鏈條組件后開始出現(xiàn)怠速抖動(dòng)的現(xiàn)象，在進(jìn)行多次拆卸檢查后故障仍然沒有排除，并且油耗高于正常值。

2.2.2 故障分析與排除

使用ODIS讀取發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的故障碼，查詢發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)，報(bào)00833凸輪軸位置傳感器不可靠信號(hào)的故障碼。該故障碼產(chǎn)生的原因比較明確，如果曲軸位置傳感器信號(hào)與凸輪軸位置傳感器的信號(hào)傳遞至發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元，發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元接收到的信號(hào)進(jìn)行比較后，發(fā)現(xiàn)接收到的數(shù)據(jù)有偏差時(shí)，控制單元按照“優(yōu)先”功能，首先會(huì)進(jìn)行修正，如果修正后的信號(hào)再次出現(xiàn)有偏差時(shí)就會(huì)存儲(chǔ)有“凸輪軸位置傳感器不可靠”信號(hào)。分析造成此故障碼的原因包括：（1）凸輪軸位置傳感器G40線路故障；（2）凸輪軸位置傳感器G40故障；（3）配氣相位不正確（配氣不正時(shí)）。

進(jìn)一步的查看發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)流，發(fā)動(dòng)機(jī)的第91組數(shù)據(jù)有偏差。檢查G40傳感器電源電壓，正常；測(cè)試G40三號(hào)端子輸出至發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元阻值，正常；更換G40傳感器進(jìn)行驗(yàn)證測(cè)試，故障未排除。G40傳感器端子定義如圖 3所示。

圖3 G40傳感器電路圖

至此，凸輪軸位置傳感器G40及線路確認(rèn)無故障。檢查正時(shí)鏈條，發(fā)現(xiàn)配氣不正時(shí)，據(jù)維修手冊(cè)重新進(jìn)行配氣正時(shí)，重新進(jìn)行試車，故障排除。

3 結(jié)論

引起發(fā)動(dòng)機(jī)怠速抖動(dòng)的原因有很多，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)怠速抖動(dòng)故障的診斷也相對(duì)比較復(fù)雜，出現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)怠速抖動(dòng)現(xiàn)象如何進(jìn)行專業(yè)的診斷及故障排除至關(guān)重要。對(duì)于怠速振動(dòng)的故障需要具備豐富的理論知識(shí)，同時(shí)在檢修發(fā)動(dòng)機(jī)怠速抖動(dòng)故障時(shí)，掌握好故障診斷方法，方能快速找到故障點(diǎn)并進(jìn)行排除。通過兩個(gè)維修案例可知，維修過程的專業(yè)化，規(guī)范化也是非常重要的。掌握維修方法可以快速地找到問題所在，運(yùn)用專業(yè)化、規(guī)范化的方法能更好地車輛故障排除，避免出現(xiàn)返修。