标签: 发动机故障

故障现象 一辆 2009款宝马330i车，搭载N52B30BF发动机，累计行驶里程约为16.6万km。该车为车主购买的二手车，因发动机怠速抖动、加速无力，且发动机故障灯异常点亮而进厂维修；用故障检测仪检测，发动机控制模块（DME）中存储有故障代码“2A82 DME 进气VANOS（可变凸轮轴正时系统）”（图1）；为此，维修人员反复校对发动机正时，更换了进气、排气VANOS电磁阀，清洗了VANOS调节油路及滤网，但故障依旧，怀疑进气VANOS调节单元损坏，于是向笔者寻求技术支持。 图 1 存储的故障代码 故障诊断 接车后试车，故障现象与维修人员所述一致。首先用虹科 Pico汽车示波器从DME导线连接器处测量发动机正时波形（图2），发现进气、排气凸轮轴位置传感器信号基本重合；曲轴位置传感器的齿缺信号与进气、排气凸轮轴位置传感器的窄齿信号上升沿相差约15个曲轴靶轮齿位信号。与正常同款发动机的正时波形进行对比，确认该车发动机正时正常。 图 2　故障车的发动机正时波形 从 DME导线连接器处测量进气VANOS电磁阀控制信号波形（图3），发现起动发动机后，DME立即开始控制进气VANOS电磁阀工作，控制信号的占空比在5 s内迅速由10%升高至95%（期间有停止控制），同时发动机转速开始出现明显波动。 图 3　进气VANOS电磁阀控制及相关信号波形 局部放大波形（图 4）进行观察，发现进气VANOS电磁阀控制信号的占空比升高至95%后，曲轴位置传感器信号与进气凸轮轴位置传感器信号的相对位置并没发生变化，这说明虽然DME向进气VANOS电磁阀发送了控制信号，但实际进气凸轮轴相位并没有调节。 图 4　局部放大后的相关波形 进气 VANOS电磁阀已更换，VANOS调节油路及滤网已清洗，DME又能正常发送控制信号，难道真的是进气VANOS调节单元损坏了？DME向进气VANOS电磁阀发送控制信号后实际进气凸轮轴相位并没有调节，为什么发动机转速会发生明显波动呢？此时考虑到该款发动机进气、排气VANOS电磁阀的安装位置靠近，导线连接器比较容易插反，于是参照维修手册检查进气、排气VANOS电磁阀的线束，结果发现进气、排气VANOS电磁阀的导线连接器真的插反了（图5）。 图 5　进气、排气VANOS电磁阀的导线连接器插反 故障排除　 正确连接进气、排气 VANOS电磁阀的导线连接器后试车，发动机怠速运转平稳，加速有力，且发动机故障灯不再异常点亮，故障排除。 故障总结　 分析认为，起动发动机后， DME控制进气VANOS电磁阀工作，预期使进气凸轮轴相位发生改变，但由于进气、排气VANOS电磁阀的导线连接器插反，实际调节的是排气凸轮轴相位，以致发动机转速波动，并存储故障代码“2A82 DME 进气VANOS”。 案例刊于： 《汽车维护与修理》杂志 2024·12 上半月刊 案例作者： 乐翔， Tech Gear汽车诊断学院优秀学员，现任杭州捷盛行汽车服务有限公司技术经理、开思杭州地区技术顾问；2015年获保时捷全球认证技师资质；2016年取得汽车维修高级技师资格证书。

故障现象　 一辆 2020款奔驰E300L车，搭载264 920发动机，累计行驶里程约为12.7万km。车主反映，发动机故障灯偶尔异常点亮。 故障诊断　 接车后试车，起动发动机，发动机怠速轻微抖动，组合仪表上的发动机故障灯长亮。用故障检测仪检测，发动机控制单元中存储有多个故障代码（图 1） 。 图 1　存储的故障代码 记录并清除故障代码，故障代码可以清除，且发动机故障灯不再异常点亮；读取气缸失火数据流， 4个气缸均无失火计数；读取气缸运转平稳值，发现气缸1的平稳值偶尔偏大，由此怀疑气缸1工作不良。 用虹科 Pico汽车示波器测量怠速时的曲轴位置传感器信号和气缸1点火信号波形（图2） 。 图 2　怠速时的曲轴位置传感器信号和气缸1点火信号波形 发现气缸 1点火后，曲轴加速偶尔不明显，说明气缸1确实偶尔工作不良。测量起动时（脱开喷油器导线连接器，用起动机带动曲轴运转）的曲轴位置传感器信号和气缸4点火信号波形（图3），发现气缸1做功行程的曲轴加速最明显，这间接说明气缸1的气缸压力最高 。 图 3　起动时的曲轴位置传感器信号和气缸4点火信号波形 测量气缸 1的气缸压力波形（图4），发现气缸1的气缸压力约为15.5 bar（1 bar=100 kPa），正常。 图 4　气缸1的气缸压力及其相关波形 为什么气缸 1的气缸压力最高却工作不良，而其他气缸的气缸压力偏低却可以正常工作呢？怀疑与混合气浓度修正有关。读取混合气浓度修正数据，发现发动机控制单元在减少喷油量，说明混合气偏浓；清除混合气浓度修正值后试车，再次测量怠速时的曲轴位置传感器信号和气缸1点火信号波形（图5），发现气缸1的曲轴加速度最明显，说明此时气缸1工作最好 。 图 5　清除混合气浓度修正值后相关的信号波形 但运转一会后，气缸 1又开始工作不良。分析认为，气缸1工作不良是由发动机控制单元减少喷油量引起的，而混合气浓度修正可能与其他3个气缸的气缸压力偏低有关。 测量起动时的排气脉动波形（图 6），发现排气脉动变化很不均匀。结合该款发动机的排气门容易烧蚀，导致气缸密封不良，推断气缸2、气缸3及气缸4的排气门漏气。 图 6　起动时的排气脉动及其相关信号波形 旋转曲轴，分别使气缸 2、气缸3及气缸4位于压缩上止点，此时进气、排气门均处于关闭状态；然后向气缸内打烟雾，结果发现前氧传感器安装孔处均会有大量烟雾冒出，说明气缸2、气缸3及气缸4的排气门确实密封不严。 拆下气缸盖，检测发现气缸 2、气缸3及气缸4的排气门颜色均不正常（图7），且气门锥面烧蚀严重，另外还发现气门杆与气门导管间的间隙过大。 图 7　异常的排气门 故障排除　 更换气缸盖及所有进气门、排气门后试车，发动机运转平稳，发动机故障灯不再异常点亮，故障排除。 案例作者： 叶正祥， Tech Gear汽车诊断学院汽车免拆诊断专家，现任余姚东江名车专修厂厂长兼技术总监；具有丰富的疑难杂症维修经验，独创了许多免拆诊断技巧，累计发表免拆诊断技术案例近百篇。 案例出处 ：《汽车维护与修理》杂志 2024·11 上半月刊

案例 1　2017款丰田卡罗拉车行驶中急加速车身偶尔抖动 故障现象　 一辆 2017款丰田卡罗拉车，搭载9NR 发动机，累计行驶里程约为9.6万km。车主进厂反映，该车行驶中急加速时，车身偶尔抖动。 故障诊断　 接车后试车，发动机怠速运转平稳，原地急加速无异常。用故障检测仪检测，发现发动机控制模块（ ECM）中存储故障代码“P160500 怠速不稳定”（图1）；尝试清除故障代码，可以清除。 图 1　丰田卡罗拉车ECM中存储的故障代码 进行路试，发现车速达到 80 km/h以上、急加速时，车身偶尔抖动，车速较低时急加速，或者高速时缓慢加速，故障均不会出现。读取发动机失火数据流（图2），发现车身抖动时，气缸2、气缸3和气缸4均有较少的失火计数。 图 2　发动机失火数据流 用虹科 Pico汽车示波器测量曲轴位置传感器信号和点火信号波形（图3），发现发动机转速出现波动时车身开始抖动 。 图 3　曲轴位置传感器信号和点火信号波形 放大发动机转速波动时的波形（图 4），发现气缸4出现了1次失火，接着发动机转速开始波动，但随后气缸4并没有再出现失火；进一步观察波形，发现气缸4失火时对应的点火信号异常，初步判断气缸4的点火线圈或火花塞损坏，偶尔无法点火。 图 4　放大发动机转速波动时的波形 调换气缸 4和气缸3的点火线圈后试车，车身抖动时失火气缸转移到气缸3，由此确认点火线圈损坏。 故障排除　 由于点火线圈是才更换的，怀疑点火线圈质量有问题。更换 4个原厂点火线圈（图5）后反复路试，故障未再出现，故障排除。 图 5　点火线圈对比 案例 2　2010款斯柯达昊锐车行驶中急加速车身抖动 故障现象　 一辆 2010款斯柯达昊锐车，搭载CEA发动机，累计行驶里程约为13万km。车主反映，该车行驶中急加速时车身抖动，加速无力。 故障诊断　 接车后试车，起动发动机，发动机怠速运转正常，原地急加速无异常。用故障检测仪检测， ECM中存储有故障代码“P0301 气缸1：检测到失火”（图6），由此初步判断气缸1偶尔工作不良。 图 6　斯柯达昊锐车ECM中存储的故障代码 本着由简入繁的原则，先用虹科 Pico汽车示波器和COP探头，依次测量发动机怠速时4个气缸的点火信号波形（图7） 图 7　发动机怠速时4个气缸的点火信号波形 然后依次放大波形（图 8）后观察，发现4个气缸的充磁时间基本一致，约为1.8 ms；气缸1的燃烧时间约为0.55 ms，气缸2的燃烧时间约为1.14 ms，气缸3的燃烧时间约为1.25 ms，气缸4的燃烧时间约为1.24 ms，对比可知，气缸1的燃烧时间过短，只有其他气缸的一半；另外，气缸1和气缸4几乎没有振荡波。综合分析推断，气缸1的点火线圈损坏，低负载加速时可以正常点火，大负载加速时无法正常点火；气缸4的点火线圈虽然可以正常工作，但处于亚健康状态。 图 8　依次放大4个气缸的点火信号 故障排除　 更换气缸 1和气缸4的点火线圈（图9）后反复试车，故障未再出现，故障排除。 图 9　更换气缸1和气缸4的点火线圈 再次测量气缸 1 的点火波形（图10），发现燃烧时间约为1.7 ms，且振荡波明显。 图 10　维修后气缸1的点火波形 案例作者： 叶正祥， Tech Gear汽车诊断学院汽车免拆诊断专家，现任余姚东江名车专修厂厂长兼技术总监；具有丰富的疑难杂症维修经验，独创了许多免拆诊断技巧，累计发表免拆诊断技术案例近百篇 。 案例出处： 《汽车维护与修理》杂志 2024年10月刊-免拆诊断专栏

故障现象　 一辆 2015款奔驰C200L车，搭载274发动机，累计行驶里程约为15.6万km。该车发动机起动延迟，且发动机故障灯异常点亮。 故障诊断　 用故障检测仪检测，发动机控制单元中存储有故障代码 “P001685 进气凸轮轴（气缸列1）的位置与曲轴位置相比不可信。有一个信号高于允许的极限值”，由此初步推断进气凸轮轴位置信号存在偏差（如果曲轴位置信号存在偏差，那么会同时存储排气凸轮轴位置与曲轴位置相比不可信的故障代码），可能的原因有：进气凸轮轴链轮跳齿；进气凸轮轴链轮损坏；进气凸轮轴扭转变形；进气凸轮轴位置信号靶轮偏转。 脱开进气、排气可变气门正时（ VVT）调节阀导线连接器，起动发动机，让发动机怠速运转。用虹科Pico 汽车示波器测量故障车怠速时的发动机正时波形（图1），可知进气凸轮轴位置的第1个宽齿信号上升沿与曲轴位置齿缺信号前的第1个齿位信号对齐，排气凸轮轴位置的第1个窄齿信号上升沿与曲轴位置齿缺信号后的第6个齿位信号对齐。 图 1　故障车怠速时的发动机正时波形 对比正常车怠速时的发动机正时波形（图 2）可知，进气凸轮轴位置的第1个宽齿信号上升沿与曲轴位置齿缺信号前的第3个齿位信号对齐，说明故障车进气凸轮轴位置信号偏差了约2个曲轴位置齿位信号，即偏差了约12°曲轴转角（曲轴位置信号靶轮为“58+2”结构，共60个齿位信号，每个齿位对应6°曲轴转角）；排气凸轮轴位置的第1个窄齿信号上升沿也与曲轴位置齿缺信号后的第6个齿位信号对齐，说明故障车的排气凸轮轴位置信号正常。 图 2　正常车怠速时的发动机正时波形 转动曲轴，使曲轴传动轮上的 OT标记与正时盖罩上的定位标记对齐，此时对应气缸1上止点位置；然后拆下进气凸轮轴位置传感器，从进气凸轮轴位置传感器安装孔目视观察进气凸轮轴位置信号靶轮上的定位小凸缘（如果观察不到，再转动曲轴1圈，使气缸1位于压缩上止点位置），发现定位小凸缘不在安装孔的中间位置（图3），异常，说明进气凸轮轴位置确实不对。 图 3　定位小凸缘不在安装孔的中间位置 用正时工具定位进气、排气凸轮轴，发现进气凸轮轴位置正确，但进气凸轮轴位置信号靶轮发生偏转。 故障排除　 更换进气凸轮轴，重新校对发动机正时后试车，发动机起动延迟的现象消失，故障排除。 故障总结　 该车进气凸轮轴位置信号靶轮与凸轮轴采用过盈配合，信号靶轮发生偏转后，发动机控制单元通过进气凸轮轴位置传感器信号和曲轴位置传感器信号计算的发动机正时信号就存在偏差，于是存储故障代码 P001685。 对比图 4和图5可知，故障车的气缸1点火时刻发生在压缩上止点后，而维修后的气缸1点火时刻发生在压缩上止点前。 图 4　故障车气缸1点火时刻相关波形 图 5　维修后气缸1点火时刻相关波形 案例作者： 熊渊庆，武汉中驰之星汽车维修中心技术负责人，从事汽车维修工作 16年，有9年的奔驰车维修经验。平时喜欢钻研波形诊断技术，深入剖析故障本质，从而不断提升自我。 案例出处： 《汽车维护与修理》杂志 2024年9月刊-免拆诊断专栏

故障现象　 一辆 2013款大众辉腾车，搭载CMV发动机（燃油喷射方式为缸内直喷），累计行驶里程约为21.8万km。该车发动机怠速、加速时均有抖动，且组合仪表上的发动机故障灯异常点亮。 故障诊断 用故障检测仪检测，发现发动机控制单元（ ECU）中存储有故障代码“P0273 气缸5喷射阀：对地短路”（图1），由此推断气缸5喷油器工作异常，使气缸5失火，以致发动机抖动。 图 1　发动机控制单元中存储的故障代码 该车喷油器的控制电路如图 2所示 ： 图 2　喷油器的控制电路 用虹科 Pico汽车示波器测量气缸5喷油器的控制信号和电流波形（图3），发现每次起动发动机时气缸5喷油器的控制信号和电流信号只出现1次，推断ECU监测到气缸5喷油器控制电路存在故障后主动切断了控制；放大信号波形观察，发现ECU先短暂输出约11 V电压，此时没有电流；接着再短暂输出约65 V电压，此时电流逐渐升高，最大约为6.6 A；然后持续输出约11 V电压，此时也没有电流。 图 3　气缸5喷油器的控制信号和电流波形 测量气缸 4喷油器的控制信号和电流波形（图4），发现ECU短暂输出约11 V电压时，电流便开始逐渐增加；当ECU输出约65 V电压时，电流快速增加，最大电流约12.2 A；接着ECU输出0 V和10.5 V的脉冲信号，对应的电流约为2.8 A。 图 4　气缸4喷油器的控制信号和电流波形 若喷油控制正电路对搭铁短路，则喷油控制正电压会被瞬间拉低，且电流过大，这与所测波形不符；若喷油控制负电路对搭铁短路，则不会影响电流，且不会有感应电动势，这也与所测波形不符。由此说明故障代码 P0273的提示并不准确。若喷油控制电路发生断路，则无论ECU输出11 V还是65 V，均应测量不到电流 。 由此怀疑喷油器控制电路中电阻过大，当 ECU输出11 V电压时，电路中电流很小，加之电流钳精度不够，所以测量不到电流，而当ECU输出65 V电压时，电流变大，能够被测量到。 测量气缸 5喷油器电阻（图5），为100.3 Ω 。 图 5　测量气缸5喷油器电阻 测量其他气缸的喷油器电阻（图 6），约为1.9 Ω；由此可知，气缸5喷油器电阻过大。 图 6　测量正常气缸的喷油器电阻 故障排除 更换气缸 5喷油器后试车，发动机怠速运转平稳，加速有力，故障排除。 故障总结 为什么故障码提示 “喷油器对地短路”，但实际却是 气缸 5喷油器电阻过大 呢？ 其实这种故障码与故障原因不一致的情况，很常见。这与 ECU判断故障的逻辑相关，也与ECU自身的好坏有关。要避免被故障代码“坑”，就不能只根据故障码来做判断。还需要进行二次验证。 例如本案例中，正是使用示波器再次测量喷油器的相关信号，发现了其中暗藏的问题，故障才得以一次性有效解决。当然，其中非常重要的一点是：无论使用哪种方法，扎实的车辆基础知识都是根本前提。 案例作者：叶正祥， Tech Gear汽车诊断学院汽车免拆诊断专家，现任余姚东江名车专修厂厂长兼技术总监；具有丰富的疑难杂症维修经验，独创了许多免拆诊断技巧，累计发表免拆诊断技术案例近百篇。 https://www.qichebo.com/