一輛2010款Jeep大切諾基車，搭載5.7 L HEMI發(fā)動(dòng)機(jī)，累計(jì)行駛里程約為12萬(wàn)km。該車因發(fā)動(dòng)機(jī)怠速抖動(dòng)，且發(fā)動(dòng)機(jī)故障燈異常點(diǎn)亮的故障在其他修理廠維修。維修人員檢查發(fā)現(xiàn)氣缸3失火，先后與其他氣缸調(diào)換火花塞、點(diǎn)火線圈及噴油器后試車，氣缸3依舊失火；用氣缸壓力表測(cè)量氣缸3的氣缸壓力，約為11.6 bar（1 bar=100 kPa），無(wú)異常；用內(nèi)窺鏡檢查氣缸3內(nèi)部，也未見(jiàn)異常。診斷至此，維修人員沒(méi)有了維修思路，于是向筆者請(qǐng)求技術(shù)支持。
故障診斷：
接車后試車，起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，發(fā)動(dòng)機(jī)怠速抖動(dòng)，并伴有異響，且發(fā)動(dòng)機(jī)故障燈異常點(diǎn)亮。用故障檢測(cè)儀（witech）檢測(cè)，讀得故障代碼“P0303 氣缸3失火”。筆者分析認(rèn)為，氣缸壓力表測(cè)得的是累計(jì)氣缸壓力，有時(shí)并不能準(zhǔn)確地反映氣缸的密封性，既然已經(jīng)調(diào)換過(guò)火花塞、點(diǎn)火線圈及噴油器，那么故障原因很可能還是出在氣缸壓力方面，于是決定用pico示波器和壓力傳感器測(cè)量氣缸3的氣缸壓力，以觀察其動(dòng)態(tài)變化情況。
將加速踏板踩到底，起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)（此時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元會(huì)停止噴油，發(fā)動(dòng)機(jī)不會(huì)起動(dòng)著機(jī)），測(cè)得氣缸3的氣缸壓力波形如圖1所示。
圖1 故障車氣缸3的氣缸壓力波形（截屏）
使用標(biāo)尺功能分析氣缸壓力波形，發(fā)現(xiàn)氣缸壓力峰值能達(dá)到15.8 bar左右，過(guò)大；排氣行程末端的氣缸壓力約為3 bar，也過(guò)大；排氣門(mén)打開(kāi)時(shí)刻約為做功行程下止點(diǎn)前41°曲軸轉(zhuǎn)角，進(jìn)氣門(mén)關(guān)閉時(shí)刻約為進(jìn)氣行程下止點(diǎn)后46°曲軸轉(zhuǎn)角，無(wú)明顯異常。進(jìn)一步分析認(rèn)為，在排氣行程末端，活塞向上運(yùn)動(dòng)，排氣門(mén)關(guān)閉過(guò)早，進(jìn)氣門(mén)尚未打開(kāi)，以致氣缸壓力迅速升高（注意：三元催化轉(zhuǎn)化器堵塞時(shí)，排氣行程的氣缸壓力也會(huì)升高，但氣缸壓力波形會(huì)有明顯的波動(dòng)，且壓力上升緩慢），而當(dāng)進(jìn)氣門(mén)打開(kāi)時(shí)，氣缸壓力又立即下降。由于只有氣缸3存在失火故障，暫時(shí)排除發(fā)動(dòng)機(jī)正時(shí)錯(cuò)誤的可能，推斷氣缸3的排氣門(mén)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)工作異常。
如圖2所示，該車為90°V形8缸發(fā)動(dòng)機(jī)，駕駛?cè)藗?cè)氣缸列從前往后分別為氣缸1、氣缸3、氣缸5、氣缸7，副駕駛?cè)藗?cè)氣缸列從前往后分別為氣缸2、氣缸4、氣缸6、氣缸8，點(diǎn)火順序?yàn)?-8-4-3-6-5-7-2，所有氣門(mén)由1根中置的凸輪軸通過(guò)滾輪式挺柱、挺桿及搖臂驅(qū)動(dòng)。
圖2 5.7 L HEMI發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)示意
經(jīng)車主同意后拆下氣門(mén)室蓋，轉(zhuǎn)動(dòng)曲軸，同時(shí)用百分表測(cè)量氣缸3排氣門(mén)搖臂的運(yùn)動(dòng)行程，最大行程約為3.34 mm（圖3a）；測(cè)量氣缸5排氣門(mén)搖臂的運(yùn)動(dòng)行程，最大行程約為8.15 mm（圖3b）。對(duì)比可知?dú)飧?排氣門(mén)的氣門(mén)升程較小，以致氣門(mén)關(guān)閉過(guò)早，推斷可能的原因有：凸輪軸上的凸輪磨損嚴(yán)重；滾輪式挺柱損壞；挺桿彎曲。進(jìn)一步拆檢發(fā)現(xiàn)，氣缸3的排氣門(mén)凸輪、滾輪式挺柱及搖臂均嚴(yán)重磨損（圖4）。
氣缸3排氣門(mén)搖臂的運(yùn)動(dòng)行程 氣缸5排氣門(mén)搖臂的運(yùn)動(dòng)行程
圖3 測(cè)量排氣門(mén)搖臂的運(yùn)動(dòng)行程
A）凸輪 B）滾輪式挺柱 C）搖臂
圖4 氣缸3排氣門(mén)的傳動(dòng)部件
故障排除：
更換凸輪軸、滾輪式挺柱及搖臂后試車，發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，失火故障消失，故障排除。
故障總結(jié)：
氣缸3的排氣門(mén)凸輪嚴(yán)重磨損后會(huì)使氣缸3排氣門(mén)升程變小，且提前關(guān)閉，以致氣缸3排氣不暢，接著還會(huì)影響進(jìn)氣量，使氣缸3無(wú)法正常燃燒，發(fā)生失火。另外，氣缸3排氣不暢還會(huì)使壓縮上止點(diǎn)時(shí)的氣缸壓力比其他氣缸大得多。
