2014款福特蒙迪歐車發動機怠速不穩

新天煜名車維修服務有限公司 姬躍躍

故障現象一輛2014款福特蒙迪歐車，搭載CAF488WQ3發動機，累計行駛里程約為12萬km。車主進廠反映，該車發動機怠速忽高忽低，但能正常行駛。

故障診斷接車后試車，確認故障現象與車主所述一致。與車主溝通得知，該車前不久因事故維修過發動機，而故障就是在事故維修后出現的，維修人員為此更換過進氣歧管絕對壓力傳感器，但故障依舊，于是將車開至我廠進行維修。

圖1 故障車的發動機數據流（截屏）

用故障檢測儀檢測，動力控制模塊（PCM）中無故障代碼存儲；讀取發動機數據流（圖1），發現長期燃油修正為19.53%，短期燃油修正為5.47%，總燃油修正達到了25%，說明混合氣過稀；油軌壓力為2 910 kPa（由油軌壓力傳感器監測，正常發動機怠速時的油軌壓力應為4 000 kPa左右），偏低；另外，進氣歧管絕對壓力在24 kPa～33 kPa來回變化，由于已更換過進氣歧管絕對壓力傳感器，說明進氣歧管絕對壓力的變化是由發動機怠速不穩引起的，而不是進氣歧管絕對壓力信號變化導致發動機怠速不穩。

診斷至此，決定從檢查混合氣過稀的原因入手。油軌壓力偏低是導致混合氣過稀的直接原因，那么又是什么原因導致油軌壓力偏低的呢？該車燃油供給系統由高壓供油部分和低壓供油部分組成，電動燃油泵將燃油加壓（燃油壓力為320 kPa～620 kPa，由低壓燃油壓力傳感器監測）后輸送至機械高壓泵，然后高壓泵再將燃油進一步加壓（燃油壓力最高可達15 MPa，由油軌壓力傳感器監測）后輸送至高壓油軌，最后由噴油器噴射至氣缸內。

讀取發動機數據流，觀察發動機怠速時的低壓燃油壓力，為4 00 kPa左右，正常，說明低壓供油部分正常。難道是高壓泵損壞？由于高壓泵由排氣凸輪軸上的凸角驅動（圖2），因此高壓燃油的產生與發動機配氣正時關系密切，并且該車故障是在維修發動機之后出現的，為了避免盲目更換高壓泵，決定先檢查發動機配氣正時，而檢查發動機配氣正時最快捷、最準確的方法為分析氣缸壓力波形。

圖2 高壓泵

連接示波器和氣缸壓力傳感器，測得氣缸壓力波形如圖3所示，分析可知排氣門打開時刻約為144°曲軸轉角，排氣門關閉時刻約為319°曲軸轉角，進氣門關閉時刻約為582°曲軸轉角，均無明顯異常，但在排氣門關閉后氣缸壓力沒有下降，反而從 0 bar（1 bar=100 kPa）上升至536 mbar（1 mbar=0.1 kPa），然后再下降至負壓。筆者覺得此現象有些異常，可能的故障原因有：排氣系統堵塞；排氣門關閉過于提前。再結合油軌壓力過低的現象進行分析，認為發動機配氣正時錯誤。

用專用工具校對發動機配氣正時，發現專用工具無法正確卡入，但與正確位置相差不多，說明發動機配氣正時偏差不大，這也是PCM不存儲故障代碼的原因。

故障排除重新安裝發動機配氣正時后試車，發動機怠速穩定；讀取發動機數據流（圖4），油軌壓力為3 890 kPa，長期燃油修正為8.59%，短期燃油修正為-5.47%，總燃油修正為3.12%，均恢復正常。

圖3 故障車的氣缸壓力波形（截屏）

圖4 正常車的發動機數據流（截屏）

故障總結故障排除后再次測量氣缸壓力波形（圖5），得知排氣門打開時刻約為166°曲軸轉角，排氣門關閉時刻約為343°曲軸轉角，進氣門關閉時刻約為605°曲軸轉角，均比故障車延遲了20°曲軸轉角左右。排氣門關閉后的氣缸壓力上升至204 mbar，比之前的氣缸壓力（536 mbar）小了332 mbar。為什么氣缸壓力還會有204 mbar的呢？分析認為，這與汽車制造商的設計有關系，為了在怠速工況下減小氣門重疊角，特意使進氣滯后、排氣提前。

圖5 正常車的氣缸壓力波形（截屏）

在故障診斷過程中，筆者還測量了故障車和正常車的曲軸位置傳感器和凸輪軸位置傳感器的信號波形（圖6、圖7），對比可知，故障車凸輪軸位置信號比正常車提前了約2個曲軸信號齒。

圖6 故障車曲軸位置傳感器和凸輪軸位置傳感器的信號波形（截屏）

圖7 正常車曲軸位置傳感器和凸輪軸位置傳感器的信號波形（截屏）