余姚东江名车专修厂 叶正祥

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，被聘为哈弗汽车区域技术专家；2015年获得首届中国汽车诊断师大赛总决赛三等奖；2016年取得中国汽车工程学会汽车诊断专业领域中级工程师资格证书。

故障现象一辆2013年产奥迪A8L车，搭载CGW机械增压发动机，累计行驶里程约为8.5万km。车主反映，该车怠速时车身振动异常，尤其是在等红绿灯时（挡位处于D挡），振动明显；行驶中振动消失，且车辆行驶正常。

故障诊断接车后试车，起动发动机，怠速时能感觉到座椅和转向盘存在明显振动；踩下加速踏板，振动现象消失。推断可能的故障原因有：振动传导路径异常，如发动机支架损坏；振动源异常，如发动机做功不平衡、运转部件（如飞轮）运转不平衡。

对发动机支架进行外观检查，未见异常。用故障检测仪检测，无故障代码存储，且各气缸的失火数据均为0次。那么此时该如何判断发动机做功（做功顺序为1-4-3-6-2-5）是否平衡呢？笔者决定通过测量排气脉动波形和点火信号波形进行判断。如图1所示，同时测量该车排气脉动波形和1缸点火信号波形，分析认为，气缸1、气缸2、气缸3与气缸4、气缸5、气缸6的排气脉动不一致，而该车气缸1、气缸2、气缸3为气缸列1，气缸4、气缸5、气缸6为气缸列2（图2），说明这2列气缸做功不平衡，由此推断车身振动是由某一列气缸工作不良引起的。

读取燃油修正值，发现气缸列1的长期燃油修正值为0.8%，短期燃油修正值为0.0%；气缸列2的长期燃油修正值为-17.2%，短期燃油修正值为-0.8%；由此推断，气缸列2混合气过浓。如何判断混合气是不是真的过浓呢？笔者决定使用尾气分析仪测量尾气，以判断真实的混合气浓度，这样可以避免因氧传感器信号失准而引起的误判。在未脱开气缸列2前氧传感器导线连接器时测量尾气（图3），得知经过燃油修正后的混合气浓度正常；在脱开气缸列2前氧传感器导线连接器时测量尾气（图4），HC和CO的含量明显升高，说明混合气确实过浓，且前氧传感器工作正常。另外，对比2次尾气测量结果发现，无论是减少喷油量（闭环控制时长期燃油修正值为-17.2%），还是增加喷油量（开环控制时长期燃油修正值为0%，相对于闭环控制，增加了燃油量），尾气中CO2的含量均为12.5%左右，说明导致混合气过浓的原因为进气量过少。分析认为，导致进气量过少的可能原因有：进气不畅，如进气管路堵塞等；排气不畅，如三元催化转化器堵塞等；配气正时错误，如进气门关闭过早等。

图1 同时测量故障车的排气脉动波形和1缸点火信号波形（截屏）

图2 气缸布置

图4 脱开气缸列2前氧传感器导线连接器时的尾气测量结果（截屏）

测量气缸列2中气缸4的气缸压力波形（图5），发现排气行程的气缸压力没有异常升高，说明排气顺畅；排气门开启时刻（EVO）的曲轴转角约为做功行程下止点前18°（一般为40°～50°），异常；进气门关闭时刻（IVC）的曲轴转角约为进气行程下止点后55°（一般为50°～60°），正常。测量气缸列1中气缸1的气缸压力波形（图6），发现排气门开启时刻（EVO）的曲轴转角约为做功行程下止点前43°，正常。诊断至此，推断气缸列2排气侧配气正时错误。

拆检气缸列2配气正时，发现专用校对正时工具无法卡在排气凸轮轴上（图7），由此确定气缸列2排气凸轮轴正时错误。进一步检查发现，气缸列2排气凸轮轴正时齿轮发生了跳齿，且正时链条张紧器伸长量过大（图8），由此推断正时齿轮发生跳齿是由正时链条拉长引起的。

故障排除更换正时套件（正时链条和正时链条张紧器）后试车，车身异常振动的现象消失，故障排除。

图5 故障车气缸4的气缸压力波形（截屏）

图6 故障车气缸1的气缸压力波形（截屏）

图7 气缸列2排气凸轮轴正时错误

图8 气缸列2正时链条张紧器的伸长量

故障总结该车车身振动异常是由发动机运转不平衡引起的，而发动机运转不平衡是由气缸列2排气凸轮轴正时错误导致的。为什么气缸列2排气凸轮轴正时错误，发动机控制单元不会存储相关故障代码呢？该车进气侧配备了可变气门正时（VVT）系统，排气侧没有配备VVT系统，因此并没有安装排气凸轮轴位置传感器。由于无法监测排气凸轮轴位置，当排气凸轮轴正时齿轮发生跳齿时，发动机控制单元不会存储相关故障代码。

该车气缸列2排气凸轮轴正时齿轮共有30个齿，1个齿代表的排气凸轮轴转角为12°，对应的曲轴转角为24°。由于该车气缸列2排气门开启时刻（EVO）的曲轴转角比正常情况延迟了约25°，说明排气凸轮轴正时齿轮跳了1个齿。