汽车发动机怠速成抖动现象的原因及排查方法的探讨

1、汽车发动机怠速成抖动现象的原因及排查方法探讨六安职业技术学院毕业设计（论文）题目 汽车发动机怠速成抖动现象的原因及排查方法的探讨 机电工程 系 汽车运用 专业班 级 学生姓名 指导教师 起迄日期 2010年6月2010年9月 设计地点 六安职业技术学院 目 录开题报告 4第一章：发动机怠速时抖动的原因分析 1.1进气系统 61.2燃油系统 71.3点火系统 81.4机械结构 91.5点火能量偏低导致抖动 101.6混合比不合适导致抖动 101.7气门和进气道积碳导致抖动 111.8各缸工况不同导致抖动 111.9水温传感器失灵导致抖动 111.10其他的因素导致抖动 11第二章：发动机怠速成抖

2、动的分类 2.1如何观察怠速不稳 12 2.2按出现的规律分 12 2.3按抖动程度分 12 2.4按原因关联分 12 2.5按故障系统分 132.6按怠速排动机理 13第三章：怠速不稳的诊断方法 3.1询问车主 133.2外观检查 133.3查询分析故障码 143.4阅读分析数据块 143.5检测 143.6故障排除 153.7检验交车 15第四章：案例分析例1 15例2 16例3 17例4 17例5 18例6 18六安职业技术学院学生毕业设计（论文）开题报告书2010年10月10日姓 名陈严军专业和年级汽车0801学制 三 年毕业设计(论文)题目汽车发动机怠速成抖动现象的原因及排查方法的探

3、讨本论文主要阐述了汽车发动机怠速抖动机理，分析了导致发动机产生怠速抖动现象的故障原因，提出了发动机怠速抖动故障的排查方法。在文中结合了实际的维修实例加以论证分析。同时阐明整个故障的排除过程及方法，还阐述了发动机产生怠速抖动现象的分类以及案例分析。怠速就是自然情况下，不给油机器的自然转速。汽车的怠速不是一种速度，而是指一种工作状况。 发动机空转时称为怠速。在发动机运转时，如果完全放松油门踏板，这时发动机就处于怠速状态。发动机怠速时的转速被称为怠速转速。怠速转速可以通过调整风门大小等来调整其高低。一般来讲，怠速转速以发动机不抖动时的最低转速为最佳。 怠速转速可以通过调整风门大小等来调整其高低。 怠

4、速即是发动机“出工不出力”。汽车发动机怠速的功用是保证在怠速和小负荷时供给（过量空气系数）=0.60.8的少而浓的混合气。汽车发动机怠速抖动是发动机怠速工况时在低频区的异常振动现象。如何解决怠速抖动是汽车实际运用中的一个难题,让维修企业头痛,普遍缺乏系统性的有效的解决方法。汽车发动机怠速抖动是在维修中常碰到的故障现象，故障发生时往往在发动机怠速工况时产生低频率异常振动现象。出现抖动时，可以通过观察发现发动机的横向摆动明显加大，噪声加大；并往往伴随怠速不稳，使车内的驾乘人员感到不舒适，而随着加大油门使发动机转速升高后，发动机抖动现象便减弱或消失。由于发动机怠速抖动会影响发动机的性能，降低其可靠性

5、与使用寿命，增加了功率损耗。如不及时维修，会使发动机性能进一步恶化，有可能导致更大的故障。汽车发动机怠速抖动是发动机怠速工况时在低频区的异常振动现象。抖动时,用肉眼可看到发动机的横向摆动明显加大,噪声加大;往往伴随怠速不稳,驾乘人员感到不舒适,而加大油门使发动机转速升高后,发动机抖动现象便减弱或消失。目前，国外主流汽车厂商，都已开始进行怠速熄火技术的研究，并且已经在量产车型上应用这项技术。雪铁龙最早将怠速熄火技术应用在C3车型。雪铁龙怠速熄火系统并非全时，它是靠布置在仪表板上ECO键来控制，当按下该键，怠速熄火系统便开始工作。停车等待的时候，踩下制动踏板并持续超过3 s，发动机就会自动熄火；绿

6、灯亮起或路况好转时，只要抬起制动踏板，发动机便会迅速地自动起动。在整个过程中, 既不用碰换挡手柄, 也不用动点火开关, 一切都是自动完成的。更难得的是，发动机的起动要比一般手动点火来得迅速而平顺。关键词：汽车 发动机 怠速抖动 原因 排查 方法第一章 发动机怠速时抖动的原因分析1.怠速不稳的原因 汽车发动机怠速不稳抖动的最常见原因就是缺缸，缺缸是指一个发动机四个工作缸或六个工作缸有某些个缸不工作或工作不良，这样就会导致发动机运转动力输出不平稳，结果发动机抖动；发动机缺缸最简易诊断方法就是“断缸法”诊断，可以用专用的发动机运转检测示波仪检测，比较直观和准确； 具体发动机缺缸的原因，哪就有很多因素

7、了，如某个缸喷油嘴堵塞，卡死，雾化不良，高压油管断裂，进排气门工作间隙太大甚至断折，活塞环断折卡死导致拉缸甚至缸筒拉伤漏气，原因相当多，这就需要进一步确诊和维修。 1.1 进气系统 1.1.1进气歧管或各种阀泄漏当不该进入的空气、汽油蒸汽、燃烧废气进入到进气歧管，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汽缸时，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；进气歧管破损或其它机件将进气歧管磨出孔洞；喷油器O型密封圈漏气；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

8、不严等。1.1.2节气门和进气道积垢过多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，使燃烧不正常。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；怠速步进电机、占空比电磁阀、旋转电磁阀有油污、积炭。1.1.3怠速空气执行元件故障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：节气门电机损坏或发卡；怠速步进电机、占空比电磁阀、旋转电磁阀损坏或发卡。1.1.4进气量失准控制单元接收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，属于怠速不稳的间接原因。常见原因有：空气流量计

9、或其线路故障；进气压力传感器或其线路故障；发动机控制单元插头因进水接触不良或电脑内部故障。1.2 燃油系统1.2.1喷油器故障 喷油器的喷油量不均、雾状不好，造成各汽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。1.2.2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；回油管压瘪堵塞。1.2.3喷油量失准 各传感器或线路故障，导致控制

10、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，属于怠速不稳的间接原因。具体原因有：空气流量计（或进气歧管压力传感器）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、接地故障；发动机控制单元插头因进水接触不良或电脑内部故障。1.3点火系统1.3.1点火模块与点火线圈 近些年各车型多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；点火模块供电或接地线的连接松动、接触不良；初级线圈或次级线圈有故障等。1.3.2火花塞与

11、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；分火头电极烧蚀或绝缘不良。1.3.3点火提前角失准 由于传感器及线路故障属于引起怠速不稳的间接原因，控制单元发出错误指令，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：空气流量计或进气压力信号故障；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、接地故障；发动机控制单元因进水引起插头接触不良或内部电路损坏。1.3.4其它原因 三元净化催化器堵塞

12、引起怠速不稳，这种故障在高速行驶时最易发现。自动变速器、空调、转向助力器有故障会增加怠速负荷，引起怠速不稳。发动机控制单元与空调、自动变速器控制单元之间的怠速提升信号中断，在安装CAN-BUS的车辆存在总线系统故障。随着新技术、新结构的增加，引起怠速不稳的因素会更多，诊断者必须全面考虑问题。1.4 机械结构1.4.1配气机构 配气机构故障导致个别汽缸的功率下降过多，从而使各汽缸功率不平衡。常见原因有：正时皮带安装位置错误，使各缸气门的开闭时间发生变化，导致配气相位失准，各汽缸燃烧不正常。气门工作面与气门座圈积炭过多，气门密封不严，使各汽缸压缩压力不一致。凸轮轴的凸轮磨损，各缸凸轮的磨损不一致导

13、致各汽缸进入空气量不一致。气门相关件有故障，如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。1.4.2发动机体、活塞连杆机构 这些故障都会使个别汽缸功率下降过多，从而使各汽缸功率不平衡。常见原因有：汽缸衬垫烧蚀或损坏，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；活塞与汽缸磨损，汽缸圆度、圆柱度超差；因汽缸进水后导致的连杆弯曲，改变压缩比；燃烧室积炭会改变压缩比，积炭严重导致怠速不稳。1.4.3其它原因 曲轴、飞轮、曲轴皮带轮等转动部件动平衡不合格，发动机支脚垫断裂损坏，发动机底护板因变形与油底壳相撞击等，这些原因只会造成发动机振动

14、而不影响转速。1.5点火能量偏低导致抖动车子冷启动时面临的第一个问题就是低温，发动机内的温度不够，燃油和润滑油的温度都不够，所以在冷启动时应该多喷油以满足动力性的要求。火花塞的间隙越大，点火能量就越小。低温时燃油雾化不好，燃油需要更高的点火能量，车子长时间使用，火花塞的点火间隙容易变大，导致点火能量下降，从而影响动力性，使车子发生抖动。另外，点火线圈老化、火花塞的高压线老化或者漏电，同样可以导致点火能量降低。1.6混合比不合适导致抖动油气混合比调配不准，在开环和闭环控制中都存在。在闭环控制的车子中，氧传感器的最低工作温度是370摄氏度，如果刚启动车，由于排气管中的温度达不到370摄氏度，所以氧

15、传感器不工作。此时ECU判断失误，其通过执行机构对油气混合、点火时间的控制出现误差，从而减小了车子的动力输出，出现抖动现象。1.7气门和进气道积碳导致抖动如果发动机内的节气门和进气道发生积碳，由于积碳可以吸收适量的燃油（就像水流过河堤，泥土要吸水一样），ECU(电脑)判断出现错误。电脑实际控制喷出了假设100份的油气，但实际进到汽缸里的只有90份（10份被积碳吸收），那么即使剩下的90份混合油气充分燃烧，同样达不到需要的动力性，抖动现象就在所难免了。1.8各缸工况不同导致抖动同样，多缸机的火花塞也会有上述的问题。在长时间使用后，火花塞的点火间隙和时间控制会出现不同，但是ECU诊断不出这种偏差，

16、依旧对“它们”平等相待，这就出现了实际与理论的差错，结果有的缸产生的功率偏小，会导致抖动。发动机在长时间使用后，每个缸套与活塞的间隙也会出现或大或小的不同，即有的间隙大，有的间隙小。在冷启动时，又无良好的机油润滑，大间隙的汽缸容易从间隙中泄漏掉一定的高温气体，从而减少了动力输出。 1.9水温传感器失灵导致抖动如果你发烧，但是温度表的读数却是正常，会出现什么结果？水温传感器是电脑判断当时发动机工况的重要依据之一。如果发动机冷启动时温度为零下10摄氏度，但传感器“告诉”电脑“现在温度是20摄氏度”，那么电脑就会按20摄氏度的工况喷油，油量当然要小，出现抖动当然是自然的。1.10其他的因素导致抖动空

17、气流量计脏了，导致进气量计算失准；EGR（废气再循环）阀工作状况不好，在怠速时引入了废气；怠速马达控制旁通进气道，以调节进气量大小，如果电压低工作可能不到位；油品太差，达不到相应的热值，导致燃烧的功率输出偏小。第二章 发动机怠速成抖动的分类2.1如何观察怠速不稳观察发动机缸体抖动程度，也可以观看机油尺把晃动的程度，平稳的油尺把很清晰，抖动的油尺把看起来是双的；从发动机转速表或读数据块观察，转速以怠速期望值为中心抖动，或在期望值一侧剧烈抖动，程序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；原地启动发动机，坐在座椅上感觉车身剧烈抖动。2. 2按

18、出现规律分类冷车（冷却液温度低于50）有节奏的不稳；热车（冷却液温度高于50）有节奏的不稳；无规律的剧烈抖动一、两下。2.3按抖动程度分类正常，以怠速期望值10r/min抖动；一般不稳，以怠速期望值20r/min抖动；严重不稳，超过怠速期望值20r/min抖动；在怠速期望值的一侧剧烈抖动。2.4 按原因关联分类直接原因，指机械零件脏污、磨损、安装不正确等，导致个别汽缸功率的变化，从而造成各汽缸功率不平衡，致使发动机出现怠速不稳；间接原因，指发动机电控系统不正常，导致混合气燃烧不良，造成各汽缸功率难以平衡，使发动机出现怠速不稳。2.5 按故障系统分类进气系统；燃油系统；点火系统；发动机机械系统。

19、2.6 怠速抖动机理汽缸内气体作用力的变化（一个汽缸气体作用力变化或几个汽缸气体作用力变化），引起各汽缸功率不平衡，导致各活塞在做功行程时的水平方向分力不一致，出现对发动机横向摇倒的力矩不平衡，从而产生发动机抖动。也可以说，凡是引起发动机汽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。第三章 怠速不稳的诊断方法3.1 询问车主 接车后应向车主了解：最早出现怠速不稳的时间；怠速不稳时的发动机温度；该车行驶里程；车主经常驾驶的道路和习惯；该车保养情况；该车维修历史；该车是否加装设备。通过以上了解可对怠速不稳有初步判断，缩短检查时间，避免在检修时做无用功。3.2 外观检查 打开发动机罩检查：观

20、察发动机运转情况，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、打方向盘等）；发动机外部件是否有异常；真空管有无脱落、破损；电线插接器有无松脱；是否存在漏油、漏水、漏气、漏电的四漏现象；排气管是否“突、突”（说明燃烧不好）、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。3.3查询分析故障码 读码（永久性、偶发性故障码都要记录）清码运行（此时要再现故障发生的条件）再读码。阅读维修手册中的故障码列表，查阅故障码发生的原因、影响、排除方法。对偶发性故障码不能忽视，往往怠速不稳时刻正是偶发故障码出现之时。经过

21、分析确定下一步检修工作。如果没有故障码存储，要考虑控制单元不监视的元件可能存在故障，例如桑塔纳2000时代超人的控制单元不能对点火系统、燃油泵进行监控，对这两个部件应采用测量方法检查。3.4 阅读分析数据块数据块可以提供发动机运转中的实时数据，能否正确分析数据块代表诊断者的技术水平，对那些不正确的数据要分析其原因。对于怠速不稳，要读发动机转速、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、怠速学习值、怠速调节、吸入空气量、点火提前角、传感器信号电压、冷却液温度、进气温度等数据。数据实时值、学习值和调整值以实际值或百分率表示，工况以文字表示。3.5检测根据故障现象、故障码内容、数据

22、块数值确定检测内容。根据检测对象选择万用表、二极管测试笔、尾气检测仪、燃油压力表、真空表、汽缸压力表、示波器、模拟信号发生器、喷油器检测清洗仪等，选择哪一种仪器应视具体情况来定，出发点是能迅速、准确判断故障。尾气检测和波形分析很重要，也可以用断缸法迅速找到输出功率小的汽缸，使用真空表可以分析影响真空度的具体原因。检测的原则是从电到机、从简到繁。可以按电控系统、点火系统、进气系统、燃油系统、发动机机械部分的顺序进行。3.6 故障排除 诊断者根据上述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。排除方法一般有：清洗节气门与进气道、清洗检查喷油嘴、更换电气元件、检查线束的故障点、清洁接

23、地点、修理发动机机械结构等工作。3.7检验交车故障排除后必须用诊断仪、尾气分析仪再检测一遍，确认故障完全排除后方能交给车主。在3天内必须电话跟踪一次，目的是：对用户车辆的维修质量负责，提示用户使用车辆的注意事项；将该车的最终情况记录在维修笔记中，不断积累维修经验。第四章 案例分析例1：故障现象：一辆别克轿车，怠速时发动机出现较强烈的抖动。 故障分析：怠速不稳的原因可能是火花塞的电极间隙不正确，或者上进气管有从节气门以外进入的空气。动力总成模块( PCM)调整喷油量是根据节气门的开度决定的，一旦有从节气门以外的地方进气，PCM不会重新调整，从而造成空燃比不正确，引起怠速不稳。 故障检查与排除：首

24、先用故障断仪Tech 2检查各缸的点火情况，发现第四缸缺火。拆下第四缸火花塞，更换一只新的火花塞，但怠速依然不稳。熄火后，检查曲轴箱强制通风阀( PCV)管路无损伤，密封情况正常。检查节气门后的PCV进口，密封圈及各接口的密封情况也没有异常。 接下来分别检查了碳罐接口到节气门后的管路，废气再循环阀( EGR)到上进气管的管路，制动助力吸气口，进气歧管绝对压力传感器( MAP)到上进气管的管路，均无任何异常。最后，在检查空调到上进气的接口时，发现其接头松动。更换新的管路，插回后起动发动机，此时发动机怠速稳定。 由于PCM调节喷油量是根据节气门的开度决定的，一旦有未经计量的空气进入，PCM无法调节

25、。从上例故障可以看出，在检查怠速不所有进气接口是否密封良好。 例2：车型：宝来1.8T。行驶里程：50000km。故障现象：发动机怠速抖动。故障诊断：启动发动机后严重抖动，好似缺缸，查询发动机控制单元存储故障码一个：17646，2缸喷油器N31断路。用VAG1552进行执行元件诊断，发现2缸喷油器没有动作。此现象的可能原因有三个：喷油器内部损坏；2缸喷油器线路故障；发动机控制单元故障。遵循从易到难检查，测量2缸喷油器线圈电阻正常，抖动喷油器线束，这时发动机的抖动突然停止了，查询故障码，17646变成了偶发性故障。由此认为是2缸喷油器到发动机控制单元之间的线路有问题，于是模拟汽车行驶时发生的震动

26、并不断晃线，故障再次出现，仍然是2缸喷油器断路的故障码。仔细检查线束的外观，没有发现破损。故障排除：更换发动机左线束，故障排除。 例3：进气管路漏气 故障分析：有发动机的怠速稳定控制原理可知，在正常情况下，怠速控制法的开度与进气量严格遵循某种函数关系，即怠速控制阀开度增大，进气量相应增加。进气管漏气，进气量与怠速控制阀的开度将不严格遵循远函数关系，即进气量随怠速控制阀的变化有突变现象，空气流量计无法测出真实的进气量，造成ECU对进气量控制不准，导致发动机怠速不稳。诊断方法：若能听到进气管有漏气的嗤嗤声，则证明进气系统漏气。故障排除：查找漏气处，重新进行密封或更换相关部件。例4：喷油器滴漏或堵塞

27、 故障分析：若喷油器有滴漏或堵塞现象，使其无法按照ECU的指令进行喷油，从而造成混合气过浓或过稀，使个别汽缸工作不良，导致发动机工作不稳。喷油器的堵塞引起的混合气过稀，还会使氧传感器产生低电信号，电脑会跟据此信号发出加浓混合气的指令，如果指令超出调控极限时 ，电脑会误认为氧传感器存在的故障，并记忆故障代码。 诊断方法：有听诊器检查喷油器是否发出“咔叽咔叽”作动声或测量喷油器的喷油量，若喷油器无动作声或喷油量超出标准，喷油器即有故障。 排除故障：清洗喷油器，检查每个喷油器的喷油量并确认无堵塞，滴漏现象。例5：排气系统堵塞 故障分析：与三元催化器内部结胶，积碳，破碎等原因造成局部堵塞或随机堵塞时，

28、就会加大排气时的反压力，使进气管真空度过低，造成发动机排气不彻底，进气不充分，导致汽缸工作性能变差。发动机怠速发抖。进气不顺畅可能还会造成电脑记忆空气流量计故障代码。若该故障长时间不排除，将使氧传感器长时间在恶劣条件下工作，加快了氧传感器的损坏，造成发动机故障灯亮。 诊断方法：利用真空表对PX值进行检测，若PX值较低且加速时长伴有发闷的现象，可确定为此故障。 排除故障：更换三元催化器。例6：怠速工况EGR阀开启 故障分析：EGR阀只有在发动机转速升高或中相负荷时才开启，EGR阀开启后将一部分废气引入燃烧室参与预混合气的燃烧，降低燃烧室的温度，以减少NOx的排放。但过多的废气参与在循环，将会影响混合气的着火性能，从而影响发动机的动力性，特别是在发动机怠速，低速，小负荷等工况时 。ECU控制废气不参与在循环，避免发动机性能受影响。若EGR阀在发动机怠速时开启，使废气参与循环进入燃烧室，使燃烧室变得不稳定，有时甚至失火。 诊断方法：拆下EGR阀，把废气再循环通道堵死。故障现象消逝即为此故障。 故障排除：此故障大多是由于EGR阀被积碳卡死在常开位置所造成的。消除EGR阀上得积碳或更换EGR阀。怠速不好一般都是进气系统脏引起的。化油器车建意洗下化油器。电喷微型则洗节气门和怠速马达及通道，必要时，更换怠速马达。还有