汽油發動機怠速不穩故障的研究

尚慧霞 蔡昆侖

摘要：指出了汽油發動機怠速不穩是在維修實踐中發生頻率較高的故障，從汽車發動機怠速不穩的故障現象出發，分析了怠速不穩故障產生的原因是發動機燃燒不正常和發動機運轉部件動平衡失衡，提出了汽車發動機怠速不穩故障的診斷方法與排除方案，以期為研究汽油發動機怠速不穩故障提供參考。

關鍵詞：汽油發動機； 怠速不穩； 故障研究

中圖分類號：TK41

文獻標識碼：A 文章編號：16749944（2016）08018503

1 引言

發動機怠速是指發動機在無負荷情況下以最低轉速運轉。在怠速下工作時只需克服內部摩擦力，而對外無輸出功率。發動機怠速的高低，不但對油耗有嚴重的影響，對發動機的排放污染、暖機時間和使用壽命都有一定程度的影響。因此使發動機在各種工況下能自動調節其怠速具有十分重要的意義。實踐證明汽油發動機怠速是經常發生的故障，如何準確快速的找到故障部位并排除故障，是汽車維修人員值得研究的重要課題。

2 汽油發動機怠速不穩的故障現象

汽油發動機怠速不穩的故障現象主要有兩種表現方式：一種是發動機正常怠速運轉不穩定，發動機劇烈抖動，轉速忽高忽低或經常熄火的現象；另一種是快怠速不穩或沒有快怠速，突出表現為怠速運轉時一開空調就熄火。汽油發動機怠速不穩的故障現象具體變現如下：①發動機缸體抖動，機油尺晃動看不清晰機油尺把或者看到的機油尺模糊重影；②發動機轉速表指針不在規定怠速位置而左右擺動或數據流顯示怠速值是不在規定范圍內；③坐在座椅上啟動發動機時，感覺車身劇烈震動。

3 汽油發動機怠速不穩的故障原因

3.1 發動機燃燒不正常導致的怠速不穩

發動機燃燒不正常，引起發動機各氣缸做功不均衡而導致發動機怠速抖動，發動機燃燒不正常的原因主要有以下三個方面。

3.1.1 空燃比不符合發動機工作要求

主要故障部位在進氣系統和燃油系統。

（1）進氣系統。進氣管或某些進氣控制閥漏氣。

當不適當的空氣、燃油蒸汽、燃燒廢氣進入到進氣管，造成混合氣濃度不符合發動機工作要求，使發動機不能正常燃燒。當泄漏部位只影響個別汽缸工作時，發動機會表現出劇烈地抖動。故障現象有：進氣管密封不嚴出現裂紋破洞；活性炭罐控制閥常開；噴油嘴O型密封墊圈密封不嚴；真空軟管插頭脫落、裂紋；廢氣再循環（EGR）閥開度不當或發卡；曲軸箱通風閥（PCV）開度不當。進氣通道積碳污垢過多節流閥體、進氣歧管或氣門積炭、污垢過多，會使空氣通道截面積發生變化，使得控制單元無法精確控制怠速進氣量，造成空燃比不當，使汽缸內混合氣不能正常燃燒。常見故障現象有：節流閥體有油污或積炭；氣門積碳，怠速閥積炭有油污；節流閥體周圍的進氣道有油污、積炭。當怠速電子控制系統出現問題時會引起發動機怠速時進氣量控制失準，使發動機燃燒不正常。具體故障有：怠速閥損壞或發卡、節流閥體位置傳感器損壞以及連接線路故障、插頭松動接觸不良節流閥體電機損壞或發卡、ECU內部故障。

（2）燃油系統。劣質燃油質量差，影響發動機正常燃燒而產生的怠速抖動。燃油壓力不在規定范圍內燃油系統壓力低于正常值，從噴油嘴噴出的汽油霧化不好或者噴出的汽油成線束狀、油滴狀，致使噴油量減少混合氣過稀。燃油壓過高，比實際噴油量多，造成混合氣濃度過濃。具體故障現象有：燃油過濾裝置堵塞、燃油泵泄壓閥彈簧彈力過弱、電動燃油泵的供油能力不足、進油管路變形、壓力調節器內部損壞、回油管壓癟堵塞。EFI電子控制系統主要由傳感器、ECU、執行器三部分組成，當各傳感器、ECU、執行器以及連接彼此的連接線路出現故障，將導致控制單元ECU發出錯誤指令，使噴油量不正確，造成混合氣濃度過濃或過稀。具體故障有：水溫傳感器故障、空氣質量計量傳感器損壞、節流閥體位置傳感器損壞、氧傳感器損壞、ECU內部故障、發動機控制單元ECU插頭因受潮接觸不良、氣溫傳感器故障；以及其部件的連接線路有斷路、短路、接地故障。

3.1.2 點火時刻不當或沒有足夠能量的電火花

（1）點火器與點火線圈。近些年各車型多將點火器與點火線圈制成一體或采用獨立點火方式，點火器或點火線圈損壞，主要表現為高壓火花弱或火花塞不跳火。具體故障有：點火觸發信號IGT缺失；點火器有故障；點火器供電線或者接地線的松動、虛接；一次線圈或二次線圈有故障等。

（2）火花塞與高壓缸線?；鸹ㄈ?、高壓缸線裂紋老化致使點火能量下降或失火。具體故障有：火花塞間隙不在正常范圍內；火花塞主電極、側電極燒蝕或損壞；火花塞電極過多積炭；火花塞損壞；缸線裂紋或插頭出現漏電；油分電器的分火頭電極燒蝕或者絕緣不良。

（3）點火提前角不良。由于傳感器及線路故障或控制單元發出錯誤指令，使點火提前角不在正常范圍內或造成點火提前角波動范圍大。具體故障有：空氣計量傳感器信號不良；霍爾傳感器損壞；水溫度傳感器損壞；進氣溫度傳感器損壞；爆燃傳感器損壞；傳感器的連接線路有斷路、短路、接地故障；發動機控制單元ECU因進水引起插接器接觸不良或內部電子元器件損壞。

3.1.3 氣缸壓縮壓力不在正常范圍內

可用汽缸壓力表測量各汽缸壓縮壓力，觀察各汽缸的壓力值以及各氣缸壓力的差值是否在規定范圍內，還可用汽缸泄漏測試儀測量各氣缸在壓縮行程上止點的漏氣量是否超標，用來檢測是否因為汽缸密封不良或配氣相位不對造成的發動機抖動，以確定故障診斷方向，進而檢查各缸活塞環、進排氣門等。

3.2 發動機運轉部件動平衡失衡

對于動平衡失衡引起的發動機怠速不穩，很容易與燃燒引起的發動機不穩區分，一般來說隨著發動機轉速的升高，動平衡失衡引起的抖動會加劇，而燃燒不良引起的抖動會減弱。另外，當發動機引擎抓墊損壞，也會引起發動機抖動甚至車身的振動。

4 汽油發動機怠速不穩的診斷

從以上分析可以看出，故障點很多，但根據維修經驗、理論知識、儀器檢測，還是能夠作出判斷準確的。一般來說，常用的發動機怠速不穩的故障診斷基本程序分為下面6個步驟。

（1）向車主調查。接到車后向車主詢問該車的購買的時間、型號和年款；該車行駛公里數；怠速不穩的發生時間和故障現象；車主的駕駛習慣；怠速不穩發生時的發動機溫度；該車近期保養維修狀況。盡管有些車主的描述可能曲解，也可能自相矛盾的，但它時常有可能把握住問題的關鍵。在傾聽客戶初步意見之后，思索一下，進行初步診斷，隨后問有關的問題來幫助確定或否定初步診斷的結論。

（2）查閱資料。在汽車進行檢測前，一定要掌握該車的有關數據、所要檢查部件的準確位置、接線圖、接線和檢測方法以及檢測儀器的使用。

（3）直觀檢查。這是故障分析最基本的檢查，可以確定前面兩步驟故障的估計是否正確。其內容包括以下幾個方面。①看：看是否有部件丟失，電線脫線，接線器是否結合，有無錯線，各種軟管的連接狀況等；②聽：啟動發動機，檢查是否有漏氣、雜音，判斷可能產生的故障的部件能否正常工作等；③摸：通過觸摸檢查某些部件是否正常工作，接線是否牢固，軟管是否斷裂等。

（4）讀取故障碼。按照該車所要求的操作程序進入自診斷狀態，讀取故障碼或讀取數據流以作為故障診斷的依據。

（5）確定檢測內容。只有在進行檢測后才能最終判定故障的位置和找到產生故障的原因。檢測的內容包括很多，如信號檢測、數據檢測、壓力檢測、執行器動作檢測等。

（6）試驗。正確判斷出故障，進行修理后還要進行試驗，以確認所出現的故障已被排除，并檢查修理后的效果。在汽車徹底修好后，要進行故障碼的清除工作。

5 故障案例

故障現象：一輛北京現代索納塔轎車，發動機是V6 2.7L的排量，累計行駛4000 km以上，怠速時發動機有規律的抖動，使用空調時，發動機抖動嚴重，排氣管有時還伴有突突聲，而且尾氣味非常嗆人。

故障分析與排除：首先用HI-SCAM故障診斷儀測試ECM系統，診斷儀中無該車系統的故障碼顯示；然后讀取各種傳感器數據流，只有氧傳感器的電壓有不正?，F象，時而在0.1～0.9 V之間跳動，時而在0.1～4.6 V之間跳動。從氧傳感器的電壓有不正常到排氣管有突突聲，說明發動機燃燒不良，混合氣空燃比不正常，有可能是個別氣缸工作不好。

按照電控發動機怠速運轉不良疑難故障的排除方法，對各缸的工作情況進行了檢查，檢查發現第三缸工作不良。于是拆下進氣歧管，拔下第三缸火花塞分缸線檢查，發現該分缸線跳火良好，電阻為4000Ω，拆下第三缸火花塞檢查，發現其電極顏色發白，并無汽油味，說明混合氣較稀，測量該缸噴油器電阻為17Ω，正常。拆下第三缸和第一缸的噴油器，比較量噴油器的噴油量，第三缸噴油器的噴油量明顯少于第一缸，說明噴油器有堵塞現象，仔細檢查該噴油器，發現其4個噴油小孔堵塞了3個。仔細研究后得知，其堵塞的原因是使用了不合格的燃油造成的。

將該缸噴油器清洗后，裝復試車，發動機怠速運轉正常，氧傳感器信號電壓正常，故障完全排除。換上合格的燃油后，噴油器堵塞的問題也徹底解決。

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Abstract： Gasoline engine idle speed instability is a higher frequency of fault that occurs in the maintenance practice. Starting from the gasoline engine idle speed instability fault phenomenon， the paper analyzes the idling instability fault is that engine combustion is not normal and engine operation components imbalance， and diagnosis method and elimination scheme for the gasoline engine idle speed instability fault.

Key words：gasoline engine idle speed instability faultresearch