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大眾邁騰1.8T冷啟動(dòng)怠速抖動(dòng)嚴(yán)重廢氣排放故障燈亮

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故障現(xiàn)象

一輛2012款一汽大眾邁騰1.8T，搭載EA888型發(fā)動(dòng)機(jī)和雙離合自動(dòng)變速器，行駛里程為187 600km。據(jù)車(chē)主反映：該車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)早上冷啟動(dòng)后，怠速工況下抖動(dòng)嚴(yán)重，儀表臺(tái)上的廢氣排放故障燈亮，排氣管的尾部排氣口發(fā)出沉重的“吐吐” 聲，并有濃重的汽油味，但踩住油門(mén)踏板使發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)到 1 500r/min時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)又恢復(fù)正常，松開(kāi)油門(mén)踏板后怠速抖動(dòng)嚴(yán)重，甚至熄火。

故障診斷與排除

接車(chē)后，首先驗(yàn)證故障現(xiàn)象，確實(shí)如車(chē)主描述一樣，冷車(chē)啟動(dòng)后，發(fā)動(dòng)機(jī)怠速抖動(dòng)嚴(yán)重，但轉(zhuǎn)速達(dá)到1 500r/min時(shí)故障現(xiàn)象消失，松開(kāi)油門(mén)后怠速抖動(dòng)更嚴(yán)重，甚至熄火。

根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)工作原理，導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)怠速抖動(dòng)的原因主要有以下幾個(gè)方面：

1.點(diǎn)火系統(tǒng)故障，由于該故障車(chē)的發(fā)動(dòng)機(jī)各缸采用獨(dú)立點(diǎn)火模式，如果某個(gè)汽缸的高壓點(diǎn)火線圈或火花塞工作不良就會(huì)導(dǎo)致該汽缸工作不良，但不會(huì)影響其他汽缸的正常工作，從而引起發(fā) 動(dòng)機(jī)怠速抖動(dòng)。

2.燃油系統(tǒng)故障，如果燃油泵或噴油嘴工作不良，造成噴入汽缸內(nèi)的燃油不足或過(guò)多，使汽缸內(nèi)的可燃混合氣過(guò)濃或過(guò)稀，使得混合氣不能保持最佳的空燃比，從而造成發(fā)動(dòng)機(jī)怠速抖動(dòng)。

3.進(jìn)氣系統(tǒng)漏氣，節(jié)氣門(mén)體和節(jié)氣門(mén)后方的進(jìn)氣歧管漏氣，也會(huì)導(dǎo)致混合氣無(wú)法保持最佳的空燃比，引起發(fā)動(dòng)機(jī)怠速抖動(dòng)。

4.發(fā)動(dòng)機(jī)傳感器、執(zhí)行器、發(fā)動(dòng)機(jī)ECU及其線路搭鐵不良，也會(huì)導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)工作異常，引發(fā)抖動(dòng)。

5.配氣正時(shí)錯(cuò)誤或是正時(shí)鏈條跳齒，同樣會(huì)導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)不能正常工作，導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)抖動(dòng)，甚至引發(fā)更嚴(yán)重的故障。

本著由易到難的步驟進(jìn)行排除故障，首先用診斷儀 VAS6150B讀取發(fā)動(dòng)機(jī)故障碼，故障碼顯示為“凸輪軸位置傳感器G40與發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器G28分配不正常確，多缸失火”。

根據(jù)此車(chē)故障現(xiàn)象怠速抖動(dòng)而且出現(xiàn)多缸失火，首先檢查點(diǎn)火系統(tǒng)，更換4個(gè)點(diǎn)火線圈和4個(gè)火花塞后試車(chē)，故障依舊。接著筆者用化油器清洗劑在進(jìn)氣歧管及節(jié)氣門(mén)體處噴射，此時(shí) 發(fā)動(dòng)機(jī)無(wú)明顯轉(zhuǎn)速提高，說(shuō)明進(jìn)氣歧管處無(wú)漏氣現(xiàn)象。拔下節(jié) 氣門(mén)體上的真空軟管，人為增加進(jìn)氣量，發(fā)動(dòng)機(jī)無(wú)好轉(zhuǎn)，再向真空軟管內(nèi)噴化油器清洗劑，觀察發(fā)動(dòng)機(jī)怠速抖動(dòng)狀態(tài)同樣無(wú) 好轉(zhuǎn)。

拆檢火花塞，4個(gè)火花塞電極都發(fā)黑，顯然是混合氣過(guò)濃、燃燒狀態(tài)不佳所致，為此，筆者懷疑是油路故障。測(cè)量燃油系統(tǒng) 的壓力，發(fā)動(dòng)機(jī)怠速油壓為290kPa(標(biāo)準(zhǔn)值260-304kPa)，在正常范圍之內(nèi)。用VAS6150B診斷電腦讀取發(fā)動(dòng)機(jī)高壓油泵140 組數(shù)據(jù)流，發(fā)現(xiàn)怠速高壓油泵的壓力在40bar(1bar=105Pa)以上，屬于正常。拆下4個(gè)噴油器放在檢測(cè)機(jī)上檢測(cè)，各缸噴油器的噴油量基本一致，而且沒(méi)有出現(xiàn)噴油嘴滴漏現(xiàn)象，說(shuō)明燃油系統(tǒng)正常。測(cè)量汽缸壓力，4個(gè)汽缸的缸壓值均在10~11bar之間，都在正常范圍之內(nèi)。

既然按常規(guī)方法無(wú)法排除故障，筆者只好從造成此車(chē)故障碼的原因著手分析。根據(jù)故障碼“凸輪軸位置傳感器G40與發(fā)動(dòng)機(jī) 轉(zhuǎn)速傳感器G28分配不正常確”，分析此故障應(yīng)該是正時(shí)配氣方面的故障。

檢查G40和G28相關(guān)線路，未發(fā)現(xiàn)異常，在常溫下測(cè)量 G28電阻值900Ω，在正常范圍之內(nèi)。從另一臺(tái)車(chē)上對(duì)調(diào)G40 和G28后，試車(chē)故障依舊。“凸輪軸位置傳感器G40與發(fā)動(dòng)機(jī) 轉(zhuǎn)速傳感器G28分配不正常確”不僅僅是與G40、G28及線路有關(guān)，如果正時(shí)不正確也會(huì)影響到G40和G28兩者之間的對(duì)應(yīng) 關(guān)系。

考慮到此車(chē)是鏈條驅(qū)動(dòng)，而鏈條的漲緊度是由機(jī)油壓力給到鏈條漲緊器的，如果機(jī)油壓力過(guò)低，有可能會(huì)造成鏈條跳齒，因此有必要先測(cè)量發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)油壓力。在怠速時(shí)測(cè)得發(fā)動(dòng)機(jī) 的機(jī)油壓力為2.0bar，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為2 000r/min時(shí)的機(jī)油壓力為3.0bar(正常值為2.7~4.5bar)。拆下正時(shí)鏈蓋檢查正時(shí)鏈條，發(fā)現(xiàn)鏈條漲緊器已凸出到極限，說(shuō)明故障車(chē)正時(shí)鏈條已被拉長(zhǎng)。更換一套全新的正時(shí)鏈條、鏈條漲緊器、正時(shí)鏈板，重新對(duì)好發(fā)動(dòng)機(jī)正時(shí)，啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)后，怠速狀態(tài)下發(fā)動(dòng)機(jī)依然抖動(dòng)嚴(yán)重。

用診斷儀清除發(fā)動(dòng)機(jī)故障碼，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)加速一段時(shí)后，故障碼“凸輪軸位置傳感器G40與發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器G28分配不正常確”又再次出現(xiàn)。接著用VAS6150B診斷電腦讀取發(fā)動(dòng)機(jī)91組數(shù)據(jù)流，在91組內(nèi)第3區(qū)為凸輪軸調(diào)節(jié)裝置根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)工況所須調(diào)節(jié)的理論值，而第4區(qū)為凸輪軸調(diào)節(jié)裝置根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)工況所須的調(diào)節(jié)的實(shí)際值，它將會(huì)與理論值在一定的偏差范圍內(nèi)進(jìn)行變化。在發(fā)動(dòng)機(jī)怠速工況時(shí)，讀得第3區(qū)的值是38，第4區(qū)的值是37.5，基本正常；但加速時(shí)發(fā)現(xiàn)第4區(qū)的數(shù)值不能隨著第3區(qū)的數(shù)值變化而變化。正常情況下，第4區(qū)的實(shí)際值要同第3區(qū)的理論值保持基本一致。看來(lái)問(wèn)題出在進(jìn)氣凸輪軸的調(diào)節(jié)部分，負(fù)責(zé)調(diào)節(jié)凸輪軸位置的是電磁閥N205，由它來(lái)推動(dòng)機(jī)械閥工作。它是發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元，根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載和發(fā)動(dòng)機(jī)溫度以及曲軸和凸輪軸位置的信息，發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元驅(qū)動(dòng)電磁閥N205。用示波器測(cè)量電磁閥N285處的占空比信號(hào)，儀器顯示有正常的占空比信號(hào)。拆下機(jī)械閥檢查，發(fā)現(xiàn)此閥已經(jīng)卡滯。由于機(jī)械閥卡滯，機(jī)油無(wú)法正確分配到葉片調(diào)節(jié)器內(nèi)，也就無(wú)法實(shí)現(xiàn)進(jìn)氣凸輪軸的調(diào)節(jié)，從而造成在發(fā)動(dòng)機(jī)91組數(shù)據(jù)流中出現(xiàn)第3區(qū)和第4區(qū)理論值無(wú)法同實(shí)際值保持一致的現(xiàn)象。更換械調(diào)節(jié)閥后，該車(chē)故障被徹底排除。

維修小結(jié)

通過(guò)該車(chē)故障的診斷和排除，筆者有這樣的體會(huì)：

1.在維修電控發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)，要多從發(fā)動(dòng)機(jī)故障碼中尋找故障原因，通過(guò)數(shù)據(jù)流進(jìn)行故障分析。

2.檢修可變配氣正時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)需要注意機(jī)油壓力、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、葉片調(diào)節(jié)器、電磁閥N205和機(jī)械閥，因?yàn)檫@些機(jī)構(gòu)或部件會(huì)直接影響發(fā)動(dòng)機(jī)的正時(shí)系統(tǒng)。

3.該車(chē)的故障源是機(jī)械閥卡滯，導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)無(wú)法調(diào)節(jié)可變正時(shí)。雖然汽缸壓力正常，但由于機(jī)械閥卡滯使葉片調(diào)節(jié)器無(wú)法正常調(diào)節(jié)，從而使部分汽缸在工作時(shí)出現(xiàn)氣門(mén)沒(méi)有正常完全關(guān)閉，發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部出現(xiàn)漏氣的現(xiàn)象，從而引起發(fā)動(dòng)機(jī)抖動(dòng)。

知識(shí)延伸

大眾EA888發(fā)動(dòng)機(jī)在國(guó)內(nèi)的裝機(jī)量比較大，而且最近幾年，可變氣門(mén)正時(shí)技術(shù)被廣泛應(yīng)用。借此機(jī)會(huì)，筆者下面系統(tǒng)介紹大眾EA888發(fā)動(dòng)機(jī)的可變氣門(mén)正時(shí)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和工作原理。

一方面，車(chē)主越來(lái)越青睞高功率和大扭矩發(fā)動(dòng)機(jī)；另一方面，國(guó)家相關(guān)法規(guī)對(duì)汽車(chē)的燃油經(jīng)濟(jì)性和尾氣排放越來(lái)越高，而可變氣門(mén)正時(shí)系統(tǒng)能較好地緩解這一矛盾。

發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，混合氣體能否在發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸內(nèi)迅速充分燃燒是決定發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性和尾氣排放的重要因素，而由燃料和空氣組合成的混合氣的混合均勻程度和合適的空燃比是決定充分燃燒的關(guān)鍵。具體到氣門(mén)正時(shí)系統(tǒng)，根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和負(fù)載對(duì)進(jìn)氣凸輪軸和排氣凸輪軸的進(jìn)行調(diào)整是必不可少的。因此，調(diào)整系統(tǒng)的技術(shù)結(jié)構(gòu)以及調(diào)整方式正在被不斷地改進(jìn)。現(xiàn)代新型汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)多采用可變進(jìn)氣系統(tǒng)，這對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)在低速時(shí)獲得大扭矩、高速時(shí)獲得大功率有很好的兼顧作用。大多數(shù)發(fā)動(dòng)機(jī)通過(guò)增加進(jìn)氣開(kāi)啟時(shí)間及升程或通過(guò)改變配氣相位等方法來(lái)增加發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣量，從而獲得更高的動(dòng)力輸出。

可變氣門(mén)正時(shí)的功能是：在發(fā)動(dòng)機(jī)怠速時(shí)、最大輸出功率和扭矩以及廢氣再循環(huán)操作模式時(shí)提供最優(yōu)化的氣門(mén)正時(shí)設(shè)置。

大眾EA888發(fā)動(dòng)機(jī)可變氣門(mén)正時(shí)系統(tǒng)的主要部件有:

1.葉片調(diào)節(jié)器。用來(lái)調(diào)節(jié)進(jìn)氣凸輪軸的葉片調(diào)節(jié)器被直接安裝在進(jìn)氣凸輪軸上，根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元的信號(hào)調(diào)節(jié)進(jìn)氣凸輪軸。葉片調(diào)節(jié)器由液壓操控，并且通過(guò)控制外殼與發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)油系統(tǒng)連接。在排氣凸輪軸上無(wú)葉片調(diào)節(jié)器，也無(wú)法進(jìn)行排氣凸輪軸調(diào)節(jié)。

2.控制外殼。通向葉片調(diào)節(jié)器的機(jī)油通道都位于安裝在缸蓋上的控制外殼內(nèi)。

3.控制電磁閥。安裝在控制外殼內(nèi)的電磁閥，根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元的信號(hào)將機(jī)油壓力傳導(dǎo)至葉片調(diào)節(jié)器。

4.正時(shí)調(diào)節(jié)閥。進(jìn)氣凸輪軸正時(shí)調(diào)節(jié)閥(N205)控制進(jìn)氣凸輪軸。

可變氣門(mén)正時(shí)系統(tǒng)對(duì)正時(shí)氣門(mén)的控制是通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元實(shí)現(xiàn)的。調(diào)節(jié)凸輪軸時(shí)，系統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載和發(fā)動(dòng)機(jī)溫度以及曲軸和凸輪軸位置的信息，由發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元驅(qū)動(dòng)電磁閥N205，打開(kāi)控制外殼中的機(jī)油通道，機(jī)油流經(jīng)控制外殼和凸輪軸，流入葉片調(diào)節(jié)器(圖1)，葉片調(diào)節(jié)器旋轉(zhuǎn)并根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元的要求調(diào)節(jié)凸輪軸。在整個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)，進(jìn)氣凸輪軸都由發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元調(diào)節(jié)，曲軸轉(zhuǎn)角最大調(diào)節(jié)值為52°。

在廢氣再循環(huán)和增加扭矩方面，進(jìn)氣凸輪軸被設(shè)置成“進(jìn)氣門(mén)在上止點(diǎn)之前打開(kāi)”的位置上。調(diào)節(jié)時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元驅(qū)動(dòng) 進(jìn)氣凸輪軸正時(shí)調(diào)節(jié)閥 (N205)，當(dāng)氣門(mén)被驅(qū)動(dòng)時(shí)，它就使得控制活塞運(yùn)動(dòng)。在控制外殼中，正時(shí)提前的機(jī)油通道根據(jù)調(diào)節(jié)的程度被打開(kāi)。結(jié)果，處于壓力狀態(tài)下的發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)油就流經(jīng)控制外殼流入凸輪軸的環(huán)形通道中。之后，機(jī)油就經(jīng)凸輪軸表面的5個(gè)孔流入葉片調(diào)節(jié)器的5個(gè)提前儲(chǔ)油室中。在那里，機(jī)油推動(dòng)內(nèi)轉(zhuǎn)子的葉片，內(nèi)轉(zhuǎn)子作相對(duì)于外轉(zhuǎn)子(和曲軸)的旋轉(zhuǎn)，并與凸輪軸一起旋轉(zhuǎn)。結(jié)果，凸輪軸沿著曲軸旋轉(zhuǎn)的方向繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，并且使得進(jìn)氣門(mén)提前打開(kāi)。

當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)怠速時(shí)或需要發(fā)動(dòng)機(jī)具有很大輸出功率時(shí)，如圖2所示，可變氣門(mén)正式系統(tǒng)將調(diào)節(jié)進(jìn)氣凸輪軸，使得進(jìn)氣門(mén)延遲打開(kāi)，即在上止點(diǎn)后打開(kāi)。具體的調(diào)節(jié)過(guò)程是：發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元驅(qū)動(dòng)進(jìn)氣凸輪軸正時(shí)調(diào)節(jié)閥1(N205)，電磁閥通過(guò)運(yùn)動(dòng)控制活塞的方式打開(kāi)正時(shí)滯后的通道；機(jī)油經(jīng)控制外殼流入凸輪軸的環(huán)形通道中，經(jīng)凸輪軸中的孔流入凸輪軸調(diào)節(jié)器固定螺栓的袋式小孔中，再經(jīng)凸輪軸調(diào)節(jié)器的5個(gè)孔流入內(nèi)轉(zhuǎn)子葉片背后的正時(shí)滯后儲(chǔ)油室中，最后沿著凸輪軸旋轉(zhuǎn)方向推動(dòng)內(nèi)轉(zhuǎn)子和凸輪軸旋轉(zhuǎn)，從而使得氣門(mén)較遲打開(kāi)。與此同時(shí)，正時(shí)滯后的機(jī)油通道打開(kāi)，控制活塞打開(kāi)正時(shí)提前通道的回油通道，以釋放其中的壓力。另外，沿著滯后方向的旋轉(zhuǎn)對(duì)正時(shí)提前儲(chǔ)油室施加壓力，并將正時(shí)提前儲(chǔ)油室中的機(jī)油排出去。

這個(gè)故障的維修過(guò)程真實(shí)地反映了當(dāng)前汽車(chē)維修業(yè)的現(xiàn)狀，汽車(chē)故障診斷值得重視，遇到車(chē)輛故障時(shí)如何著手進(jìn)行診斷、分析，一直困擾著當(dāng)前維修一線的技術(shù)人員。

從本案例看，就是一個(gè)一線技術(shù)人員遇到發(fā)動(dòng)機(jī)故障，從基本分析入手，再開(kāi)始進(jìn)行診斷的一個(gè)過(guò)程。應(yīng)該說(shuō)，作者開(kāi)始做的沒(méi)有什么問(wèn)題，讀取故障代碼，由簡(jiǎn)到繁的思路也是對(duì)的，但在故障診斷的基本策略方面還可以做得更好。到底是根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī) 的故障現(xiàn)象入手，還是根據(jù)故障碼的指示內(nèi)容進(jìn)行故障診斷，顯得沒(méi)有思路。另外，根據(jù)故障碼入手時(shí)，對(duì)于故障碼的分析也存在不足，特別是存在發(fā)動(dòng)機(jī)失火故障碼以及正時(shí)不正確的故障代碼時(shí)，誰(shuí)先誰(shuí)后，值得注意，存在對(duì)故障碼優(yōu)先級(jí)判斷不準(zhǔn)確的問(wèn) 題。正時(shí)不準(zhǔn)確，可能導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)失火，但發(fā)動(dòng)機(jī)失火顯然不會(huì)導(dǎo) 致機(jī)械正時(shí)不正確。

另外，要充分利用數(shù)據(jù)流的判斷功能。更換正時(shí)鏈條，作者提到其超過(guò)磨損極限，但更換之后，故障并沒(méi)有排除，顯然是判斷不正確！為什么開(kāi)始不去看數(shù)據(jù)流呢? 非要等到把其他機(jī) 械情況全部查過(guò)才去看數(shù)據(jù)流，而且，看到的數(shù)據(jù)流還判斷怠速時(shí)是正確的。既然正確，怠速時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)為什么會(huì)抖動(dòng)？怠速時(shí)，V V T裝置應(yīng)當(dāng)處于最大延遲位置，此時(shí)進(jìn)氣門(mén)應(yīng)處于關(guān)閉狀態(tài)，顯然是由于機(jī)械卡滯導(dǎo)致其不能完全關(guān)閉。此時(shí)相應(yīng)的數(shù)據(jù)流與正常值應(yīng)該有不同之處，這里沒(méi)有做出維修前后的對(duì) 比，欠缺相應(yīng)的分析。

另外，難道就沒(méi)有方法對(duì)可變配氣裝置進(jìn)行檢查了，動(dòng)態(tài)元件測(cè)試功能難道是擺設(shè)嗎？如果設(shè)備功能不達(dá)標(biāo)，那么，通過(guò)12V電直接驅(qū)動(dòng)電磁閥工作，總還是會(huì)做吧。這一系列問(wèn)題都說(shuō)明整個(gè)故障的排除過(guò)程不夠嚴(yán)謹(jǐn)。

我認(rèn)為，這個(gè)故障作者最后應(yīng)該總結(jié)的是為什么走了些彎路，應(yīng)該反思故障排除過(guò)程中的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，多問(wèn)幾個(gè)為什么。

對(duì)于故障診斷的基本方法，我認(rèn)為應(yīng)該遵循以下基本策略(圖 3)：確認(rèn)故障現(xiàn)象存在后，首先應(yīng)讀取故障代碼，根據(jù)是否存在故障代碼以及故障代碼與故障相關(guān)性進(jìn)行判斷是否采取哪種診斷策略；如果故障碼與當(dāng)前故障現(xiàn)象有關(guān)聯(lián)，則應(yīng)按照故障碼優(yōu)先法的原則進(jìn)行故障診斷；如沒(méi)有故障碼或者讀取到的故障碼與當(dāng)前故障沒(méi)有關(guān)聯(lián)，則應(yīng)按照故障癥狀法進(jìn)行故障診斷，并且，在故障診斷中，還要合理利用數(shù)據(jù)流分析法來(lái)幫助判斷故障的原因。