2017款长安福特翼虎车发动机故障灯异常点亮

    一辆2017款长安福特翼虎车，搭载CAF488WQ9发动机，累计行驶里程约为8.9万km。该车因发动机故障灯异常点亮在其他维修厂检修，维修人员用故障检测仪检测，提示气缸3失火，调换火花塞、点火线圈及喷油器，失火气缸没有转移；用气缸压力表测量气缸压力，气缸3的气缸压力比其他气缸低；拆下气缸盖检查，气缸3的活塞表面和气缸壁均正常，更换气缸垫和气门后试车，故障依旧。诊断至此，没有了维修思路，于是向笔者请求技术支持。

    接车后试车，发动机怠速轻微抖动，加速无异常，但组合仪表上的发动机故障灯异常点亮。

    用故障检测仪检测，动力控制模块（PCM）中存储有故障代码“P0303：00-EC侦测到气缸3失火”（图2），指向气缸3失火；

图2 PCM中存储的故障代码

    进入特殊功能界面（图3），发现有失火、动力平衡和相对压缩测试功能；

图3　特殊功能界面

     执行失火测试（图4），发现气缸3的失火次数为115次，且在不断升高，而其他气缸的失火次数均为0次；

图4　失火测试结果

    执行动力平衡测试（图5），发现在气缸3做功行程，发动机转速不升反降；

图5　动力平衡测试结果

    执行相对压缩测试（图6），气缸3的差异为8%，状态为“Fault（错误）”，其他气缸的差异均为0%，状态均为“Nomal（正常）”，说明气缸3压缩不足。

图6　相对压缩测试结果

    列出导致气缸压缩不足的可能原因（图7）。

图7　导致气缸压缩不足的可能原因

    用pico示波器测量曲轴位置传感器和气缸1点火触发信号，并对曲轴位置传感器信号进行频率计算，得出曲轴转速曲线。分析图8可知，发动机怠速时，气缸3偶尔做功正常（点火之后曲轴转速明显提升），偶尔不做功（点火之后曲轴转速不升反降），偶尔做功不良（点火之后曲轴转速有提升，但与其他气缸相比，提升偏低），由此确认气缸3偶尔失火。

图8　发动机怠速时曲轴位置传感器和气缸1点火触发信号波形

    测量起动发动机（断开喷油器导线连接器，让起动机带动曲轴旋转）时的曲轴位置传感器和曲轴箱脉动波形（图9），分析可知，气缸3做功行程对应的曲轴转速提升幅度，比其他气缸做功行程对应的曲轴转速提升幅度要低，这说明气缸3的气缸压力确实不足。

图9　起动发动机时的曲轴位置传感器和曲轴箱脉动波形

    另外，曲轴箱脉动波形不均匀，且在气缸3做功行程时曲轴箱压力达到最高，由此推断气缸3活塞与气缸壁之间的气体泄漏量过大。由于之前维修人员检查过气缸3的活塞表面和气缸壁，均正常，因此推断活塞环损坏或活塞侧面有裂缝。

    拆下气缸3的活塞检查，由于车间光线不好，未见异常；拿到室外，在阳光下仔细检查，发现活塞侧面有2处裂纹（图10）；

图10　活塞侧面的裂纹

    用胶锤轻轻敲击，裂纹部位剥落（图11），推断气缸压力不足是由此引起的。

图11　裂纹部位剥落

故障现象

故障诊断

故障排除

    更换气缸3活塞后试车，发动机故障灯熄灭，发动机怠速运转平稳，故障排除。

故障总结

     （1）故障位置比较隐蔽，且气缸壁无损伤，导致之前的维修人员未拆检活塞，直接更换了气门和气缸垫；即使拆检了活塞，如果车间光线不好，也很难发现活塞上的裂纹。

     （2）分析曲轴箱脉动波形可快速判断活塞与气缸壁之间的漏气量是否正常。

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