汽油发动机怠速不稳故障的研究

尚慧霞 蔡昆仑

摘要：指出了汽油发动机怠速不稳是在维修实践中发生频率较高的故障，从汽车发动机怠速不稳的故障现象出发，分析了怠速不稳故障产生的原因是发动机燃烧不正常和发动机运转部件动平衡失衡，提出了汽车发动机怠速不稳故障的诊断方法与排除方案，以期为研究汽油发动机怠速不稳故障提供参考。

关键词：汽油发动机； 怠速不稳； 故障研究

中图分类号：TK41

文献标识码：A 文章编号：16749944（2016）08018503

1 引言

发动机怠速是指发动机在无负荷情况下以最低转速运转。在怠速下工作时只需克服内部摩擦力，而对外无输出功率。发动机怠速的高低，不但对油耗有严重的影响，对发动机的排放污染、暖机时间和使用寿命都有一定程度的影响。因此使发动机在各种工况下能自动调节其怠速具有十分重要的意义。实践证明汽油发动机怠速是经常发生的故障，如何准确快速的找到故障部位并排除故障，是汽车维修人员值得研究的重要课题。

2 汽油发动机怠速不稳的故障现象

汽油发动机怠速不稳的故障现象主要有两种表现方式：一种是发动机正常怠速运转不稳定，发动机剧烈抖动，转速忽高忽低或经常熄火的现象；另一种是快怠速不稳或没有快怠速，突出表现为怠速运转时一开空调就熄火。汽油发动机怠速不稳的故障现象具体变现如下：①发动机缸体抖动，机油尺晃动看不清晰机油尺把或者看到的机油尺模糊重影；②发动机转速表指针不在规定怠速位置而左右摆动或数据流显示怠速值是不在规定范围内；③坐在座椅上启动发动机时，感觉车身剧烈震动。

3 汽油发动机怠速不稳的故障原因

3.1 发动机燃烧不正常导致的怠速不稳

发动机燃烧不正常，引起发动机各气缸做功不均衡而导致发动机怠速抖动，发动机燃烧不正常的原因主要有以下三个方面。

3.1.1 空燃比不符合發动机工作要求

主要故障部位在进气系统和燃油系统。

（1）进气系统。进气管或某些进气控制阀漏气。

当不适当的空气、燃油蒸汽、燃烧废气进入到进气管，造成混合气浓度不符合发动机工作要求，使发动机不能正常燃烧。当泄漏部位只影响个别汽缸工作时，发动机会表现出剧烈地抖动。故障现象有：进气管密封不严出现裂纹破洞；活性炭罐控制阀常开；喷油嘴O型密封垫圈密封不严；真空软管插头脱落、裂纹；废气再循环（EGR）阀开度不当或发卡；曲轴箱通风阀（PCV）开度不当。进气通道积碳污垢过多节流阀体、进气歧管或气门积炭、污垢过多，会使空气通道截面积发生变化，使得控制单元无法精确控制怠速进气量，造成空燃比不当，使汽缸内混合气不能正常燃烧。常见故障现象有：节流阀体有油污或积炭；气门积碳，怠速阀积炭有油污；节流阀体周围的进气道有油污、积炭。当怠速电子控制系统出现问题时会引起发动机怠速时进气量控制失准，使发动机燃烧不正常。具体故障有：怠速阀损坏或发卡、节流阀体位置传感器损坏以及连接线路故障、插头松动接触不良节流阀体电机损坏或发卡、ECU内部故障。

（2）燃油系统。劣质燃油质量差，影响发动机正常燃烧而产生的怠速抖动。燃油压力不在规定范围内燃油系统压力低于正常值，从喷油嘴喷出的汽油雾化不好或者喷出的汽油成线束状、油滴状，致使喷油量减少混合气过稀。燃油压过高，比实际喷油量多，造成混合气浓度过浓。具体故障现象有：燃油过滤装置堵塞、燃油泵泄压阀弹簧弹力过弱、电动燃油泵的供油能力不足、进油管路变形、压力调节器内部损坏、回油管压瘪堵塞。EFI电子控制系统主要由传感器、ECU、执行器三部分组成，当各传感器、ECU、执行器以及连接彼此的连接线路出现故障，将导致控制单元ECU发出错误指令，使喷油量不正确，造成混合气浓度过浓或过稀。具体故障有：水温传感器故障、空气质量计量传感器损坏、节流阀体位置传感器损坏、氧传感器损坏、ECU内部故障、发动机控制单元ECU插头因受潮接触不良、气温传感器故障；以及其部件的连接线路有断路、短路、接地故障。

3.1.2 点火时刻不当或没有足够能量的电火花

（1）点火器与点火线圈。近些年各车型多将点火器与点火线圈制成一体或采用独立点火方式，点火器或点火线圈损坏，主要表现为高压火花弱或火花塞不跳火。具体故障有：点火触发信号IGT缺失；点火器有故障；点火器供电线或者接地线的松动、虚接；一次线圈或二次线圈有故障等。

（2）火花塞与高压缸线。火花塞、高压缸线裂纹老化致使点火能量下降或失火。具体故障有：火花塞间隙不在正常范围内；火花塞主电极、侧电极烧蚀或损坏；火花塞电极过多积炭；火花塞损坏；缸线裂纹或插头出现漏电；油分电器的分火头电极烧蚀或者绝缘不良。

（3）点火提前角不良。由于传感器及线路故障或控制单元发出错误指令，使点火提前角不在正常范围内或造成点火提前角波动范围大。具体故障有：空气计量传感器信号不良；霍尔传感器损坏；水温度传感器损坏；进气温度传感器损坏；爆燃传感器损坏；传感器的连接线路有断路、短路、接地故障；发动机控制单元ECU因进水引起插接器接触不良或内部电子元器件损坏。

3.1.3 气缸压缩压力不在正常范围内

可用汽缸压力表测量各汽缸压缩压力，观察各汽缸的压力值以及各气缸压力的差值是否在规定范围内，还可用汽缸泄漏测试仪测量各气缸在压缩行程上止点的漏气量是否超标，用来检测是否因为汽缸密封不良或配气相位不对造成的发动机抖动，以确定故障诊断方向，进而检查各缸活塞环、进排气门等。

3.2 发动机运转部件动平衡失衡

对于动平衡失衡引起的发动机怠速不稳，很容易与燃烧引起的发动机不稳区分，一般来说随着发动机转速的升高，动平衡失衡引起的抖动会加剧，而燃烧不良引起的抖动会减弱。另外，当发动机引擎抓垫损坏，也会引起发动机抖动甚至车身的振动。

4 汽油发动机怠速不稳的诊断

從以上分析可以看出，故障点很多，但根据维修经验、理论知识、仪器检测，还是能够作出判断准确的。一般来说，常用的发动机怠速不稳的故障诊断基本程序分为下面6个步骤。

（1）向车主调查。接到车后向车主询问该车的购买的时间、型号和年款；该车行驶公里数；怠速不稳的发生时间和故障现象；车主的驾驶习惯；怠速不稳发生时的发动机温度；该车近期保养维修状况。尽管有些车主的描述可能曲解，也可能自相矛盾的，但它时常有可能把握住问题的关键。在倾听客户初步意见之后，思索一下，进行初步诊断，随后问有关的问题来帮助确定或否定初步诊断的结论。

（2）查阅资料。在汽车进行检测前，一定要掌握该车的有关数据、所要检查部件的准确位置、接线图、接线和检测方法以及检测仪器的使用。

（3）直观检查。这是故障分析最基本的检查，可以确定前面两步骤故障的估计是否正确。其内容包括以下几个方面。①看：看是否有部件丢失，电线脱线，接线器是否结合，有无错线，各种软管的连接状况等；②听：启动发动机，检查是否有漏气、杂音，判断可能产生的故障的部件能否正常工作等；③摸：通过触摸检查某些部件是否正常工作，接线是否牢固，软管是否断裂等。

（4）读取故障码。按照该车所要求的操作程序进入自诊断状态，读取故障码或读取数据流以作为故障诊断的依据。

（5）确定检测内容。只有在进行检测后才能最终判定故障的位置和找到产生故障的原因。检测的内容包括很多，如信号检测、数据检测、压力检测、执行器动作检测等。

（6）试验。正确判断出故障，进行修理后还要进行试验，以确认所出现的故障已被排除，并检查修理后的效果。在汽车彻底修好后，要进行故障码的清除工作。

5 故障案例

故障现象：一辆北京现代索纳塔轿车，发动机是V6 2.7L的排量，累计行驶4000 km以上，怠速时发动机有规律的抖动，使用空调时，发动机抖动严重，排气管有时还伴有突突声，而且尾气味非常呛人。

故障分析与排除：首先用HI-SCAM故障诊断仪测试ECM系统，诊断仪中无该车系统的故障码显示；然后读取各种传感器数据流，只有氧传感器的电压有不正常现象，时而在0.1～0.9 V之间跳动，时而在0.1～4.6 V之间跳动。从氧传感器的电压有不正常到排气管有突突声，说明发动机燃烧不良，混合气空燃比不正常，有可能是个别气缸工作不好。

按照电控发动机怠速运转不良疑难故障的排除方法，对各缸的工作情况进行了检查，检查发现第三缸工作不良。于是拆下进气歧管，拔下第三缸火花塞分缸线检查，发现该分缸线跳火良好，电阻为4000Ω，拆下第三缸火花塞检查，发现其电极颜色发白，并无汽油味，说明混合气较稀，测量该缸喷油器电阻为17Ω，正常。拆下第三缸和第一缸的喷油器，比较量喷油器的喷油量，第三缸喷油器的喷油量明显少于第一缸，说明喷油器有堵塞现象，仔细检查该喷油器，发现其4个喷油小孔堵塞了3个。仔细研究后得知，其堵塞的原因是使用了不合格的燃油造成的。

将该缸喷油器清洗后，装复试车，发动机怠速运转正常，氧传感器信号电压正常，故障完全排除。换上合格的燃油后，喷油器堵塞的问题也彻底解决。

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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