发动机怠速抖动的故障诊断思路

宁波市鄞州职业高级中学 顾文斌

1 怠速抖动的判断方法

首先，可以通过观察发动机抖动程度加以判断。正常情况下，发动机只有轻微振动，并且振动的频率很均匀，怠速抖动的情况下发动机抖动幅度较大，且频率不均匀。其次，可以从发动机转速表或通过故障诊断仪观察数据流中的转速值加以判断。转速应以怠速期望值为中心抖动，或在期望值一侧剧烈抖动。数据流中的怠速期望值包括标准怠速值、负荷（打开灯光，自动变速器挂上挡等）怠速值、空调怠速值、暖车怠速值。还可以坐在驾驶室起动发动机通过感觉车身的振动加以判断。

2 怠速抖动发生的过程

由于气缸内气体作用力的变化，引起各气缸功率不平衡，导致各活塞在做功行程时的水平方向分力不一致，出现对发动机横向力不平衡，从而产生发动机抖动。也可以说，凡是引起发动机气缸内气体作用力变化的故障都有可能导致发动机怠速抖动。

3 怠速抖动的原因分析

3.1 进气系统

（1）当汽油蒸气、燃烧废气等进入进气歧管，造成混合气过浓或过稀，使发动机燃烧不正常。当漏气位置只影响个别气缸时，发动机会出现较剧烈的抖动，对冷车怠速影响更大。常见原因有：进气总管卡子松动或胶管破裂；进气歧管衬垫漏气；进气歧管破损或其他机件将进气歧管磨出孔洞；喷油器O形密封圈漏气；真空管插头脱落、破裂；曲轴箱强制通风（PCV）阀开度大；活性炭罐阀常开；废气再循环（EGR）阀关闭不严等。

（2）节气门和周围进气道的积炭、污垢过多，空气通道截面积发生变化，使得发动机控制单元无法精确控制怠速进气量，造成混合气过浓或过稀，导致发动机燃烧不正常。常见原因有：节气门有油污或积炭；节气门周围的进气道有油污、积炭；怠速步进电动机、占空比电磁阀、旋转电磁阀有油污、积炭。

（3）怠速空气执行元件故障导致怠速空气控制不准确。常见原因有：节气门电动机损坏或发卡；怠速步进电动机、占空比电磁阀、旋转电磁阀损坏或发卡。

（4）发动机控制单元接收了错误信号而发出错误的指令，引起发动机怠速进气量控制失准，使发动机燃烧不正常，属于怠速抖动的间接原因。常见原因有：空气流量传感器或其线路故障；进气歧管绝对压力传感器或其线路故障；发动机控制单元导线连接器因进水接触不良或发动机控制单元内部故障。

3.2 燃油系统

（1）喷油器故障。喷油器的喷油量不均、雾化不好，造成各气缸发出的功率不平衡。常见原因有：喷油器堵塞、密封不良、喷出的燃油成线状等。

（2）燃油压力故障。油压过低，从喷油器喷出的燃油雾化状态不良或者喷出的燃油成线状，严重时只喷出油滴，喷油量减少使混合气过稀；油压过高，实际喷油量增加，使混合气过浓。常见原因有：燃油滤清器堵塞；燃油泵滤网堵塞；燃油泵的泵油能力不足；燃油泵安全阀弹簧弹力过小；进油管变形；燃油压力调节器有故障；回油管被压瘪堵塞。

（3）喷油量失准。各传感器或线路故障，导致发动机控制单元发出错误指令，使喷油量不正确，造成混合气过浓或过稀，属于怠速抖动的间接原因。具体原因有：空气流量传感器（或进气歧管绝对压力传感器）故障；节气门位置传感器故障；节气门怠速开关故障；冷却液温度传感器故障；进气温度传感器故障；氧传感器失效；以上传感器的线路有断路、短路、搭铁故障。

3.3 点火系统

（1）点火模块与点火线圈。近些年许多车型将点火模块与点火线圈制成一体，点火模块或点火线圈有故障主要表现为高压火花弱或火花塞不点火。常见原因有：点火触发信号缺失；点火模块有故障；点火模块供电或搭铁线的连接松动、接触不良；初级线圈或次级线圈有故障等。

（2）火花塞与高压线。火花塞、高压线故障导致火花能量下降或失火。常见原因有：火花塞间隙不正确；火花塞电极烧蚀或损坏；火花塞电极有积炭；火花塞磁绝缘体有裂纹；高压线电阻过大；高压线绝缘外皮或插头漏电等。

（3）点火提前角失准。传感器及线路故障属于引起怠速抖动的间接原因，发动机控制单元根据错误信息发出错误指令，使点火提前角不正确，或造成点火提前角大范围波动。常见原因有：空气流量传感器或进气歧管绝对压力传感器故障；霍尔传感器故障；冷却液温度传感器故障；进气温度传感器故障；爆震传感器故障。以上传感器的线路有断路、短路、搭铁故障。

3.4 机械结构

（1）配气机构。配气机构故障导致个别气缸的功率下降过多，从而使各气缸功率不平衡。常见原因有：正时带安装位置错误，使各气缸气门的开闭时间发生变化，导致配气相位失准，各气缸燃烧不正常；气门工作面与气门座圈积炭过多，气门密封不严，使各气缸压缩压力不一致；凸轮轴的凸轮磨损，各缸凸轮的磨损不一致导致各气缸进入的空气量不一致；气门推杆磨损或弯曲，摇臂磨损，气门卡住或漏气，气门弹簧折断等。

装有液压挺杆的发动机，在通往气缸盖的机油道上安装有一个泄压阀，当机油压力高于300 kPa时泄压阀应打开，如果该阀堵塞，机油压力过高会使液压挺杆伸长过多，导致气门关闭不严；进气门背部存在大量积炭，使冷车时吸附刚喷入的燃油，而不能进入气缸，由于混合气过稀导致冷车快怠速抖动。

（2）发动机机体、曲柄连杆机构。常见原因有：气缸衬垫烧蚀或损坏，造成单缸漏气或两缸之间漏气；活塞环端隙过大、对口或断裂，活塞环失去弹性；活塞环槽内积炭过多；活塞与气缸磨损，气缸圆度、圆柱度超差；因气缸进水后导致的连杆弯曲；燃烧室积炭严重。

3.5 其他原因

（1）曲轴、飞轮、曲轴传动带轮等转动部件动平衡不合格。

（2）发动机支脚垫断裂损坏。

（3）三元催化转化器堵塞。

（4）自动变速器、空调、转向助力器有故障增加怠速负荷，会引起怠速抖动。

（5）发动机控制单元与空调控制单元、自动变速器控制单元之间的怠速提升信号中断。

4 怠速抖动的诊断方法

由于进气系统、燃油系统、点火系统、发动机机械故障均会导致发动机怠速抖动故障的发生，因此诊断发动机怠速抖动的故障原因是一项涉及面较广、难度较大的工作，简单更换零部件的方法不可取。

（1）了解车辆故障相关信息。最早出现怠速抖动的时间；怠速抖动时的发动机温度；该车的行驶里程；车主经常驾驶的道路和习惯；该车保养和维修情况；该车是否加装了其他设备。通过以上了解可对怠速抖动有初步判断，缩短检查时间，避免在检修时做无用功。

（2）外观检查。打开发动机室盖观察发动机的运转情况和抖动程度，同时观察发动机转速表指针的摆动幅度，是否偏离怠速期望值；观察发动机是正常怠速抖动，还是负荷怠速抖动（打开空调、灯光、挂入挡位、转动转向盘等）；发动机外部件是否有异常；真空管有无脱落、破损；导线连接器有无松脱；是否存在漏油、漏液、漏气、漏电的“四漏”现象；排气管是否有“突、突”声、冒黑烟、有生汽油味等不正常现象；节气门拉线是否调整合适。

（3）查询故障代码和读取相关动态数据。首先读取故障代码，并根据故障代码列表，查阅故障代码发生的原因、影响、排除方法。这里要特别提醒一下：对偶发性故障代码也不能忽视，往往怠速抖动时刻正是偶发故障代码出现之时，通过偶发故障代码的分析往往可以确定后续检修工作。其次是读取发动机运转中的实时数据，发动机转速、节气门开度、发动机工况、怠速空气流量学习值、怠速空气调节值、怠速λ学习值、怠速λ调节、吸入空气量、点火提前角、λ传感器信号电压、冷却液温度、进气温度等数据。

（4）根据故障现象、故障代码内容、数据流数值确定检测内容，根据检查结果和维修手册中的故障排除指南，制定适合本车的排除方法。