一輛2010款Jeep大切諾基車，搭載5.7 L HEMI發(fā)動機，累計行駛里程約為12萬km。該車因發(fā)動機怠速抖動，且發(fā)動機故障燈異常點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、點火線圈及噴油器后試車，氣缸3依舊失火；用氣缸壓力表測量氣缸3的氣缸壓力，約為11.6 bar（1 bar=100 kPa），無異常；用內(nèi)窺鏡檢查氣缸3內(nèi)部，也未見異常。診斷至此，維修人員沒有了維修思路，于是向筆者請求技術(shù)支持。

故障診斷：

接車后試車，起動發(fā)動機，發(fā)動機怠速抖動，并伴有異響，且發(fā)動機故障燈異常點亮。用故障檢測儀（witech）檢測，讀得故障代碼“P0303 氣缸3失火”。筆者分析認為，氣缸壓力表測得的是累計氣缸壓力，有時并不能準確地反映氣缸的密封性，既然已經(jīng)調(diào)換過火花塞、點火線圈及噴油器，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量氣缸3的氣缸壓力，以觀察其動態(tài)變化情況。

將加速踏板踩到底，起動發(fā)動機（此時發(fā)動機控制單元會停止噴油，發(fā)動機不會起動著機），測得氣缸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）

使用標尺功能分析氣缸壓力波形，發(fā)現(xiàn)氣缸壓力峰值能達到15.8 bar左右，過大；排氣行程末端的氣缸壓力約為3 bar，也過大；排氣門打開時刻約為做功行程下止點前41°曲軸轉(zhuǎn)角，進氣門關(guān)閉時刻約為進氣行程下止點后46°曲軸轉(zhuǎn)角，無明顯異常。進一步分析認為，在排氣行程末端，活塞向上運動，排氣門關(guān)閉過早，進氣門尚未打開，以致氣缸壓力迅速升高（注意：三元催化轉(zhuǎn)化器堵塞時，排氣行程的氣缸壓力也會升高，但氣缸壓力波形會有明顯的波動，且壓力上升緩慢），而當進氣門打開時，氣缸壓力又立即下降。由于只有氣缸3存在失火故障，暫時排除發(fā)動機正時錯誤的可能，推斷氣缸3的排氣門傳動機構(gòu)工作異常。

如圖2所示，該車為90°V形8缸發(fā)動機，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，點火順序為1-8-4-3-6-5-7-2，所有氣門由1根中置的凸輪軸通過滾輪式挺柱、挺桿及搖臂驅(qū)動。

圖2 5.7 L HEMI發(fā)動機結(jié)構(gòu)示意

經(jīng)車主同意后拆下氣門室蓋，轉(zhuǎn)動曲軸，同時用百分表測量氣缸3排氣門搖臂的運動行程，最大行程約為3.34 mm（圖3a）；測量氣缸5排氣門搖臂的運動行程，最大行程約為8.15 mm（圖3b）。對比可知氣缸3排氣門的氣門升程較小，以致氣門關(guān)閉過早，推斷可能的原因有：凸輪軸上的凸輪磨損嚴重；滾輪式挺柱損壞；挺桿彎曲。進一步拆檢發(fā)現(xiàn)，氣缸3的排氣門凸輪、滾輪式挺柱及搖臂均嚴重磨損（圖4）。

氣缸3排氣門搖臂的運動行程                        氣缸5排氣門搖臂的運動行程

圖3　測量排氣門搖臂的運動行程

A）凸輪                   B）滾輪式挺柱                    C）搖臂

圖4 氣缸3排氣門的傳動部件

故障排除：

更換凸輪軸、滾輪式挺柱及搖臂后試車，發(fā)動機運轉(zhuǎn)平穩(wěn)，失火故障消失，故障排除。

故障總結(jié)：

氣缸3的排氣門凸輪嚴重磨損后會使氣缸3排氣門升程變小，且提前關(guān)閉，以致氣缸3排氣不暢，接著還會影響進氣量，使氣缸3無法正常燃燒，發(fā)生失火。另外，氣缸3排氣不暢還會使壓縮上止點時的氣缸壓力比其他氣缸大得多。