每天诊断 18：2002 福特探索者间歇性缺火故障
汽车概况
- 2002 福特 探索者
- 4.0L 单顶置凸轮轴 V6 发动机
汽车故障
这是一个关于2002福特探索者怠速故障的维修案例。根据顾客反映，发动机怠速转速会突然变化，特别是刚刚起动的时候，挂档时则有轻微的异响。随着发动机温度的升高，故障现象逐渐消失并变得不明显。当我接到这辆车并进行试验时，可以感到明显的缺火故障，发动机的工作方式也很粗糙。
根据这辆车的维修记录，我知道车主已经就怠速故障进行了多次维修，只是每次维修都没有解决问题。前一位维修技师更换了漏真空的管子并清除了电脑的故障码，因此我无法读取到任何的故障码或者Mode $06 诊断信息。我有一个新的诊断助手，不过我还没将其应用到汽车维修工作中，这个诊断帮手就是“ACE缺火侦探”，它是一个专门为Pico科技公司的数字储存示波器和SenX FirstLook压力传感器设计的软件。这款软件通过检测发动机工作时的排气压力，并将排气压力信号与第一缸的点火信号同步比较，就能帮助确定缺火气缸的数量，还能判断哪一个气缸是问题所在。
汽车诊断
我用这个软件进行了三次测试，三次结果都显示发动机1、2、3缸有缺火故障，而第1缸的缺火故障是最严重的（见图1a和图1b）。
 点击查看大图 - 图 1a
点击查看大图 - 图1b
然而，三次测试的结果并不一致，其中有一次显示右排气缸也存在失火故障。我并不期待得到一模一样的结果，但是这些不同的检测报告已经足以让人感到失望。到底是什么原因使失火故障变化如此大呢? 让我们继续探究吧。
任何影响到燃烧过程的因素都可能引起失火故障。这意味着压缩压力、点火能量和燃油供应的异常变动都可能是故障原因。接着，我必须检测发动机的工作状况，因此诊断清单的下一步就是相对压力测试。Pico科技公司有一套自己开发设计的软件供我们使用，只要将电线接头简单地连接到蓄电池，就能进行相对压力测试了。示波器只要检测交流发电机的正常交流信号就能完成本次压力测试，其依据的检测原理是如果发动机转速受到气缸失火的影响（发动机转速下降，即使只有一两毫秒），那么示波器检测到的交流信号就会像曲轴位置传感器信号那样变化，信号频率也有所改变。最终，软件会将测试结果以柱状图的形式显示出来，工作状况最好的气缸会被标以#1,而其他的气缸则以正常的点火顺序排列。
虽然能实现快速查看功能，但是这种方法并不能区分真正低压缩压力的气缸。这次测试，我也做了三次（见图2）。
 图 2
既然这样，那么让我们接着用FirstLook进行测试，以得到更加详细的信息。FirstLook测试可以是单机测试，也可以用ACE程序完成，只要使用屏幕上显示的相对压缩压力标签即可（见图3a和图3b）。
 点击查看大图 - 图 3a
 图 3b
我这次又得到了不同的测试结果。但是无论如何，我还是得到了明确的机械故障报告。接着，我将FirstLook转移到机油尺管路测量曲轴箱的压力变化。通过这个测试，可以检查活塞环的密封可靠性，如果曲轴箱的压力信号是均匀的，我就能将故障的范围缩小至配气机构（见图4）。
图4
测试结果表明所有的信号峰值都差不多，由此我知道机械故障一定存在于气缸的上部。现在我终于清楚地知道下一步要做什么了。我将诊断过程的发现跟老板进行了交流，并得到了拆装发动机以检查配气机构的准许（见图5）。
 图 5
拆下火花塞后，我碰巧发现右排气缸所有火花塞的中心电极上部都有油漆标记，这表明这些火花塞还没更换过。出于好奇心，我检测了这些火花塞的电阻值，我惊讶地发现1缸火花塞的电阻值竟然是15000欧姆！这个发现正好能解释为什么1缸的失火故障是最严重的，为什么大多数的失火故障发生在1缸所在的气缸排。然而这还不能解释为什么气缸压缩压力会变低，所以我只能继续探索了。
因为了解过4.0L单顶置凸轮轴发动机气门弹簧损坏的故障案例，所以我首先查找的便是气门弹簧。然而我并没有抱多大的希望，因为损坏的气门弹簧更有可能在高速的时候引起故障，而不是怠速工况。在这种情况下，我决定进行气缸的倒漏检查，看能不能发现什么问题。我将测试工具连接到1缸，并摇动曲轴使活塞往上运动，使气缸压力升高。气缸压缩空气竟然直接从进气门倒流了，倒漏率达到了100%！我用手碰碰摇臂，看看是否有运动，但是没发觉。这个进气门怎么会被打开了呢？我对其余的气缸也进行了测试，还发现了5缸的进气门也存在同样地问题，只是没有1缸的严重。
一口气检测完6个气缸后，我回头重新检测了1缸的倒漏情况。现在这个气缸的进气门又密封良好了！什么原因呢？到底是什么故障使进气门突然被打开，突然又密封良好呢？
唯一能让我想到的零件便是气门挺杆。如果挺杆在缸体内部被黏住，它就会使气门处于打开状态，这足以使气缸压力大大下降，而且这是间歇性的故障。这也就能解释为什么在之前的相对压力测试中，我们得到了不同的测试结果。这部发动机需要标号为5W20的润滑油，但实际上加进去的却是“劣质”机油，我觉得这发动机可能有一两次加错润滑油了。
汽车维修
我向老板报告了故障原因，并被允许更换发动机挺杆和火花塞。我后来又更换发动机的机油滤清器和机油，并起动发动机进行测试。现在发动机的运转十分平顺，较之前有了很大改善，用“失火侦探”软件也检测不到任何故障。我们老板利用周末时间对这辆车进行了路试以确保真的没问题，这辆车最终在接下来的星期一交到了顾客手中。
后续
几个星期后，顾客打电话告诉我们，说现在该车的运行性能非常好，他们因为将长期困扰他们问题解决了而感到非常高兴。
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