「维修实例」2014年一汽奥迪Q5发动机抖动
故障现象
一辆2014年一汽奥迪生产的奥迪Q5，搭载CAD型2.0TSI 发动机和0B5型双离合变速器，行驶里程为100 000km，因发动 机抖动、加速无力而送修。
故障诊断与排除
接车后，首先询问车主，得知该车为偶发性故障，曾经在一 家修理厂更换过点火线圈、火花塞，曾经还因为漏油拆卸过发动 机进行漏油处理。此故障多发生在正常行驶过程中，在更换点火 线圈、火花塞后有所好转，但时间不长，又会出现发动机抖动、 加速无力的现象，且发动机故障灯被点亮。
考虑到该车曾进行过发动机拆装，所以笔者特地检查了发动 机，查看是否有漏装件，是否有传感器插头未连接的情况，结果 未发现异常。
连接诊断电脑，启动车辆，发动机抖动特别明显，而且排气 管有刺鼻的汽油味。利用控制单元自诊断功能读取故障码，检测 到系统存有不点火的故障代码，继续读取发动机动态数据流及转 速为1 000r/min时发动机的失火数据(表1)。
从表1所示的失火数据流可以看出，发动机的第2、3、4缸都 存在不同程度的失火问题，究竟是什么原因导致发动机失火呢？ 需要继续分析其他数据流：
1.由于车辆抖动明显，空气质量和节气门开度一直处于跳变 状态，但数据看起来基本正常(奥迪2.0T发动机怠速时进气量为 2.4g/s，节气门开度不大于3°)，暂时不予理睬。
2.汽缸列1进气凸轮轴调节相位0.15°(正常值位于±3°以 内)，说明正时应该不存在问题，暂时也不予理睬。
3.平均喷油脉宽数值为0.650ms，正常值约为1ms，说明发 动机控制单元ECU缩短了喷油脉宽。
4.氧传感器λ值为0.99，理想状态下空燃比λ值为1，故障 车的λ值为0.99，也算正常，但是混合汽短期修正值和长期修 正值远超正常范围(正常应不超过±10%)，说明故障车的λ值 (0.99)是经过修正后才处于正常范围的。
鉴于许多技师对混合汽修正值含义的理解比较模糊，有必 要对此进行说明。混合汽短期修正值和长期修正值是发动机控 制单元的中间计算数据，而不是由发动机传感器直接提供的。 混合汽修正值是诊断发动机故障的重要参考数据，混合汽短期 修正值是由氧传感器的反馈数值生成而来，长期修正值是基于 短期修正值的变化趋势生成的。也就是说：如短期修正已达到 调整的极限，仍然无法将混合汽修正到正常范围，系统就会自 动转化为长期修正，继续调整混合汽浓度。如果修正值为正， 则说明混合汽浓度偏稀，ECU将增加喷油脉宽；如果修正值为 负，则说明混合汽浓度过浓，ECU将缩短喷油脉宽。短期修正 值在发动机熄火后就会自动归零，而长期燃油修正值则会一直 存储在系统中，除非进行故障码清除或发动机控制电脑断电(大 众/奥迪车系)。
故障车的混合汽修正值是向负的方向偏大，同时ECU在缩 短喷油脉宽，说明故障车的混合汽过浓。为了验证故障车的混 合汽是否真的过浓，笔者进行了故障码清除工作，以便在混合 汽短期修正值和长期修正值都归零后，再重新读取发动机的失 火数据(表2)。
表2 清除故障码后故障车发动机的失火数据
表2所示数据是在混合汽修正过程中截取的，发动机运行一 段时间后，混合汽很快就修正到表1所示的数据。在笔者进行学 习值清除后，混合汽长期修正值和短期修正值又都归零，喷油时间变成了1ms，但氧传感器λ值居然变成了0.6，此时发动机抖动加剧。但是，很快ECU又开始参与混合汽修正，短期修正值从0变成了-25%，同时喷油脉宽也变成了0.8ms，氧传感器λ值变成了0.8，此时，虽然发动机仍然有些抖动，但比之前要平稳了许多。随后，ECU继续对混合汽进行修正，长期修正值也开始从0逐渐变成了-35%，喷油脉宽变为0.6ms，发动机运转趋于基本平稳，此时调节过程已达到极限，氧传感器λ值维持在0.99。
整个混合汽修正过程很短暂，大约10s多就结束了。在混合汽修正的整个过程中，我们可以清晰地看到：混合汽浓，氧传感器λ值为0.6，发动机抖动，缩短喷油时间；混合汽变稀，氧传感器λ值趋于1，发动机运转趋于平稳。由此可见，该故障车发动机抖动是由于混合汽过浓所导致的。
混合汽过浓是指燃烧室进气量不足、燃油量过多，其可能的原因有：
1.喷油嘴泄压；
2.高压燃油泵漏油；
3.正时故障，缸压不足，进气量少；
4.空滤至节气门管路泄漏，空气流量计检测进气量偏大，混合汽浓；
5.燃油压力高，喷油量大；
6.传感器信号漂移，如空气流量计，水温传感器等；
7.发动机控制单元故障。
具体到该故障车，正时数据正常、缸压正常，空滤至节气门 之间的管路无泄漏，燃油系统高压数据正常，水温和空气流量也 正常，因此，可以排除上述第3、4、5、6条。
由于该故障车没有低压燃油压力传感器，笔者只好连接 汽油表测量燃油系统低压压力，发动机怠速时低压压力不足 2bar(1bar=105Pa)，发动机转速为2 000r/min时，低压压 力不足2.5bar，由于该故障车采用缸内直喷系统，正常情况 下低压压力为6bar。为了验证是不是燃油压力偏低而导致的 发动机抖动，笔者接上了清洗油路的吊瓶，并将气压调整到 6bar，此时发动机仍然抖动，这说明油压低不是导致发动机 抖动的根本原因。
重新测量缸压，各缸压力均在10~11bar之间，属于正常范 围。另外，从数据流看，进气量、节气门开度也均正常，基本可 以排除漏气的问题，很可能是发动机内部存在燃油泄漏。这款发 动机只有喷油嘴泄漏或高压泵泄漏会引发混合汽过浓。如果高压 泵泄漏，在机油加注口处会有很浓的汽油味，经再三确认，机油 加注口处并未闻到任何汽油味。由此看来，该车故障点很可能在 喷油嘴上。
拆下火花塞，通过检查发现4支火花塞都存在比较严重的积 炭，而且一缸和二缸的火花塞比较潮湿。为了进一步验证喷油嘴 是否泄漏，笔者打开点火开关，让低压油泵工作，用诊断仪读取 高压油压约为6bar(此时高压泵不工作，实测数据为低压油压)， 5min左右该油压就降到2bar左右，这只是从侧面证明发动机内 部燃油系统确实存在泄漏现象。反复操作点火开关，让油压升到 6bar左右(低压和高压一致)，同时用内窥镜观察缸内情况，发现 二缸的喷油嘴像花洒一样，往外喷洒很细小的油滴，活塞顶部也 存在一些干涸的油迹。
更换4个原厂喷油嘴后，该车发动机抖动的故障被彻底 排除。
维修小结
1.当出现发动机抖动、报失火故障时，先分析原理，再 动手检修。之前反复更换点火线圈和火花塞而无法彻底排除 故障，就是因为没有吃透发动机工作原理，不能全面诊断故 障原因。
2.发动机闭环控制混合汽，只有超出混合汽修正极限才会 表现出抖动，因此该车发动机抖动表现为偶发性故障，时好 时坏。
3.故障排除后，笔者又特意测量了低压燃油压力，怠速时压 力值在2.5~4bar之间摆动，发动机转速在2 000r/min时，则稳定 在3.5bar左右。由此可见，该车故障发生时低压燃油压力偏低确 实是喷油嘴泄漏引起的。
发动机抖动、加速无力是常见故障现象，作者首先问诊和外观检查，确认发动机明显抖动、排气管有汽油味。其后用诊断仪检测，数据流记录2、3、4汽缸发生过燃烧中断，最后发现喷油器存在严重泄漏。我点评有以下四点。
1.第一次检修这辆车的修理厂，对该车更换了点火线圈、火花塞，显得技术不够专业。这是选择题，故障现象是题干，故障原因是选项，必须选对导致本车故障的选项。如果本车只有一个故障原因则是单选题，经过诊断(包括查阅资料、分析与检测)在正确选项上画勾。如果本车有两个或以上故障原因则是多选题，错选和多选肯定不得分，因为无效修车会造成备件及工时浪费，对正确选项没有全部选中给一定的分，在修理中应继续选。
2.该车如在4S店修理，因喷油器泄漏故障较多，技师会凭经验首先检查喷油器，但是在综合汽修厂技师必须一步一步诊断。本文详细分析数据流，作者严谨规范的工作态度值得称赞和提倡。表1是故障车发动机的失火数据，表2是清除故障码后故障车发动机的失火数据，由此看出发动机控制系统的λ控制功能起作用，故障原因应出在在硬件方面，也说明作者充分掌握了λ控制机理。
3.故障原因按系统排列可使文章清晰，例如：进气系统、燃油系统、电控系统、机械部分。我将作者总结的7条重新排列：
(1)空滤至节气门管路泄漏，空气流量计检测进气量偏大，混合汽浓；
(2)燃油压力高，喷油量大；
(3)高压燃油泵漏油；
(4)喷油嘴泄压；
(5)发动机控制单元故障；
(6)传感器信号漂移，如空气流量计，水温传感器等；
(7)正时故障，缸压不足，进气量少。
第(1)条写的有问题，空滤至节气门管路泄漏，空气计量值应偏小，混合汽修正应趋向“＋”的方向。
4.用外接压力表的方法测量低压燃油压力，其实通过读取数据流中的高压预压力，标准值为7bar，也可以判断低压油泵的性能好坏。高压燃油压力可以由数据流读出，但是作者没有写出发动机运转中的高压燃油压力。该发动机压缩压力标准值为11～14bar，文中测量数据10～11bar属于非正常范围。作者应在故障排除前与排除后测量发动机尾气，这是分析故障原因和检验竣工质量的重要依据。