虹科免拆診斷 | 2006 款林肯領航員車發動機怠速抖動

一輛2006款林肯領航員車，搭載5.4 L發動機，累計行駛里程約為26萬km。該車因發動機怠速抖動故障進廠維修，維修人員更換了火花塞、點火線圈及凸輪軸位置傳感器，清洗了積炭和噴油器，故障依舊，于是向筆者請求技術支持。

接車后試車，發動機怠速抖動嚴重，坐在車內能感受到明顯的振動，且組合儀表上的發動機故障燈異常點亮。用故障檢測儀檢測，發現動力控制模塊（PCM）中存儲有2個與凸輪軸位置傳感器相關的故障代碼（圖1）。

圖1 PCM中存儲的故障代碼

用pico示波器同時測量氣缸列1和氣缸列2凸輪軸位置傳感器的信號波形（圖2），發現2個波形的形狀一致，但相位不同步，由此排除凸輪軸位置傳感器及其線路存在故障的可能。

圖2 故障車氣缸列1和氣缸列2凸輪軸位置傳感器的信號波形

人為依次將兩列凸輪軸相位調節電磁閥搭鐵，發現兩列凸輪軸位置傳感器信號的相位均能發生變化，且變化角度基本一致，這說明兩列凸輪軸相位調節均正常，懷疑發動機正時存在偏差。從正時波形庫中找到該款發動機的正時波形（圖3），與圖2對比可知，氣缸列1和氣缸列2凸輪軸位置傳感器信號的相對位置有偏差，由此確定發動機正時錯誤。

圖3 正常車發動機正時波形

拆檢發動機正時，發現氣缸列1的正時鏈條導軌斷裂，導致氣缸列1的凸輪軸鏈輪跳齒。更換正時鏈條套裝，并重新校對發動機正時后試車，發動機依舊抖動，且發動機運轉一段時間后發動機故障燈異常點亮。

用故障檢測儀檢測，發現PCM中存儲有故障代碼“P0171-FF 第一排氣缸燃燒系統油量過少”（圖4）。

圖4 故障代碼P0171-FF

讀取發動機數據流（圖5），發現長期燃油修正1約為28%，說明混合氣過??；長期燃油修正2約為-26%，說明混合氣過濃。

圖5 故障車的發動機數據流

為什么兩列氣缸的混合氣濃度相差那么大呢？由于兩列氣缸共用1個空氣流量傳感器，排除空氣流量傳感器信號失準的可能性；噴油器之前已檢查過，排除噴油器堵塞或泄漏的可能。推斷可能的故障原因有：某一列氣缸的氧傳感器信號失準；兩列氣缸的進氣量不一致。

判斷氧傳感器信號是否失準，需要用尾氣分析儀測試混合氣的真實濃度，而尾氣分析儀需要預熱，比較麻煩。進氣量越多，對應的氣缸壓力越高，且通過相對壓縮測試可以快速判斷所有氣缸的壓力均衡情況，于是決定先進行相對壓縮測試。

圖6為相對壓縮測試波形，分析可知氣缸1~氣缸4（氣缸列1）的氣缸壓力基本一致，氣缸5~氣缸6（氣缸列2）的氣缸壓力基本一致，但氣缸列1的氣缸壓力明顯高于氣缸列2的氣缸壓力，由此推斷氣缸列1的進氣量大于氣缸列2的進氣量，這正好與長期燃油修正反映的混合氣濃度（氣缸列1混合氣稀，氣缸列2混合氣濃）對應。

圖6 相對壓縮測試波形

分析認為，氣缸列2氣缸壓力偏低是由氣缸列2的配氣正時錯誤引起的，但之前已檢查過發動機正時標記，均正常，且發動機正時波形也正常，于是決定測量氣缸壓力波形，驗證實際的發動機機械配氣正時情況。測量怠速時氣缸列1與氣缸列2的氣缸壓力波形（圖7、圖8），對比可知以下信息。

（1）氣缸列1的氣缸壓力約為8.9 bar（1 bar =100 kPa），氣缸列2的氣缸壓力約為7.4 bar，兩者相差約1.5 bar。

（2）氣缸列1的排氣門約在133°曲軸轉角位置開啟，氣缸列2的排氣門約在143°曲軸轉角位置開啟，兩者相差約10°曲軸轉角，即氣缸列2的排氣門比氣缸列1的排氣門延遲了約10°曲軸轉角開啟。由于進氣凸輪和排氣凸輪在一根凸輪軸上，因此兩列氣缸的進氣門開閉角也相差約10°曲軸轉角。

（3）氣缸列2的排氣階段存在明顯的壓力波動。

圖7 怠速時氣缸列1的氣缸壓力波形

圖8 怠速時氣缸列2的氣缸壓力波形

診斷至此，確定氣缸列2的配氣正時存在偏差，推斷凸輪軸發生扭轉變形。拆檢氣缸列2的凸輪軸，發現凸輪軸后端的軸承蓋磨損嚴重（圖9），由此推斷凸輪軸扭轉變形是由此引起的。

更換氣缸列2的氣缸蓋總成后試車，發動機工作恢復正常，故障排除。

故障總結

（1）發動機正時錯誤可能會導致混合氣濃度調節異常，如果按照常規診斷思路排查，可能會走很多彎路，這點值得大家注意。

（2）即使發動機正時標記（只是便于維修人員校對正時）正確，且發動機正時波形（發動機控制單元通過曲軸位置傳感器和凸輪軸位置傳感器測得的發動機電氣正時）正常，也不能代表實際的發動機機械配氣正時正確，而氣缸壓力波形可以反映真實的發動機機械配氣正時。