作者：张宪辉 编著
出版社：化学工业出版社
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汽车发动机故障诊断技术试读：
前言
前 言随着现代汽车发动机技术的日新月异，发动机在机械结构和电控系统等各方面都得到不断更新和丰富。新部件、新原理、新系统、新控制等诸多的新变化，使得汽车维修技术人员在进行发动机故障诊断排查的过程中经常不知所措、无从下手。为了使广大汽车维修技术人员能够适应和胜任汽车维修工作，我们着手撰写了本书。
在汽车维修工作中，“七分诊断三分维修”无疑很好地诠释了“故障诊断”在汽车维修过程中的重要分量和关键地位。鉴于此，我们在撰写本书时，以现代电控汽油发动机为主要阐述对象，基于发动机的工作原理和控制理论，将“故障诊断”作为本书的重点和核心，分别从汽车发动机的故障诊断知识、发动机机械系统故障诊断、电控发动机传感器故障诊断和执行器故障诊断等全方面论述和剖析了发动机故障诊断的思路、方法和技巧，并通过对发动机典型故障的解析，举案说法，进一步讲解了汽车发动机故障诊断技术在实践中的具体应用。
本书不仅系统介绍了汽车发动机的故障诊断技术，而且作为前提和基础，也全面介绍了电控汽油发动机主要的传感器和执行器（系统）的原理和作用，因此，本书不但适合具有一定基础的汽车维修技师使用，也可以作为汽车维修入门人员和中高职院校的学习和教学用书。
本书由大连职业技术学院张宪辉编著。本书在撰写过程中融入了作者在多年从事汽车维修工作中总结的实践经验，参考了大量各类车型的维修手册和维修资料，并引用部分典型汽车维修案例进行了故障诊断技术的应用分析。同时，本书的构思、设计和撰写也得到了许多同行的热心帮助，在此一并表示感谢！
由于水平有限，书中不妥之处在所难免，恳请广大读者批评指正。编著者第1章 汽车发动机故障诊断知识概述
作为汽车动力系统的核心，发动机是汽车上运行频率最高的总成之一，也是发生故障几率较高的汽车总成。发动机在使用过程中出现故障，既有设计制造、材料选择、自然老化等方面的主观因素，也有工作条件、使用操作以及维护维修等方面的客观因素，所以，由于故障生成因素的多样性，使得发动机呈现出的故障症状也多种多样。1.1 汽车发动机故障症状与分类1.1.1 汽车发动机故障症状
汽车发动机故障症状就是在发动机运行过程中能够观察和感觉到的异常状况。汽车发动机的故障症状多种多样，例如：启动不着、启动困难、怠速不稳、加速不良、异响、异味、渗漏、过热、排气烟色异常等。
这些可见性的故障症状能够给人发出明确警示，容易引起人们的重视和关注。人们也往往可以通过这些可见性的故障症状来判断汽车发动机的工作状况。当然，能够准确描述和分析故障特征是故障确诊的基础。1.1.2 汽车发动机故障分类
汽车发动机的故障多种多样，根据分类目的不同，故障可按表1-1-1所示进行分类。表1-1-1 汽车发动机故障分类一览表1.2 汽车发动机故障诊断流程
尽管发动机的故障情况众多繁杂，但在针对每一个故障进行诊断时，都可以采用相似的故障诊断流程，如图1-2-1所示。图1-2-1 汽车发动机故障诊断流程
虽然流程图中列出了很多步骤，但在实际的故障诊断过程中并不一定需要完成所有步骤。需要强调的是：诊断的第一步永远都是 “问询”，最后一步永远都是“修复后验证”。流程图中各诊断步骤的具体内容如下。（1）问询
问询就是尽可能多地向车主了解有关汽车故障的相关情况。譬如：故障的症状是什么？何时出现该故障？故障出现时的条件（天气、温度、道路条件等）？故障是持续性的还是间隙性的？持续多长时间？多长时间发生一次？车辆检修经历等。为了确认车主报修的故障，技术人员必须要熟悉相应系统的正常工作情况，必要时还要通过查阅用户手册和维修手册等资料来获取所需的信息。提示“问询”是进行汽车发动机故障诊断最首要、最基本的第一步，详实全面的问询可以为后续的故障诊断明确方向，缩小范围，有助于故障诊断的准确性和高效率。（2）车辆（发动机）运行是否正常
由于车主不是汽车维修领域的专业技术人员，对车辆的技术状况不甚了解，所以，有可能出现车主报修的问题属于正常状态的情况发生。这就需要将车主的车辆与同型号功能正常的车辆进行对比，消除车主的疑惑和顾虑。（3）初检
通过“望、闻、听、切”的人工经验诊断方法对汽车发动机进行基本检查，诸如检查电路连接是否松脱，管路是否漏油、漏气，是否有异响，是否有异味，怠速是否正常等。必要时通过实车路试感知故障症状。提示初检主要是通过对汽车发动机外观的观察和感知来发现故障原因。全面细致的初检可能会直接发现故障原因，从而快速排除故障；即使不能直接排除故障，也能为圈定故障范围提供帮助。（4）系统诊断、检查
参照维修手册中“系统诊断流程”的指导，利用专用诊断仪等仪器设备读取故障码和数据流等信息，以此为依据制订系统化的诊断方案，并确定执行何种诊断类别。（5）诊断类别
专用诊断仪读取的故障码（DTC）包括当前故障码和间歇/历史故障码。当前故障码代表了所示故障的存在，为硬性故障；间歇/历史故障码代表的是间歇性故障，是过去存在而当前不存在的故障。为此，为确认所查询的故障码是否为当前故障，应当在读取故障码且记录后清除故障码，并运行发动机或进行必要的路试，之后再次查询故障码，如果先前查询的故障码再次出现，说明该故障码所代表的故障为当前故障，如果故障码不再出现，则说明该故障码所代表的故障为历史故障，也是间歇性故障（偶发故障）。
①执行故障码诊断 “执行故障码诊断”是针对当前故障码进行的诊断流程，应参照维修手册中的“故障码诊断列表”或“故障码诊断流程”进行故障诊断。
②执行症状诊断 “执行症状诊断”是当仅有间歇/历史故障码或无故障码存在的条件进行的诊断流程。
对于仅有间歇/历史故障码的情况，可根据故障码生成的条件试图通过模拟故障发生的环境和条件使故障（或故障码）再现。建议采用如下方法和仪器设备来诊断故障，确定故障原因：
a.评估和分析车主反映的故障症状和与故障相关的一切信息；
b.科学运用专业知识和可用的故障诊断信息；
c.查阅维修手册中关于“测试间歇性故障”的建议和指导；
d.恰当使用带有数据捕获功能的专用诊断仪、汽车专用数字万用表、示波器等。
对于无故障码存在的情况，应参照维修手册中相应的“症状诊断流程”，按照诊断步骤或建议完成故障诊断。（6）确定故障原因并维修
在确定根本故障原因后，应按照维修手册的指导完成故障维修。（7）修复后验证
在故障维修完毕后，必须要执行“修复后验证”。通过确认故障码、症状已经消除或进行车辆路试等相关验证工作，确定故障已经彻底修复。1.3 汽车发动机故障分析方法
汽车发动机的故障分析通常采用图、表等形式，针对故障现象，结合诊断和测试等手段，按一定流程进行分析和推理判断出故障原因和故障部位之所在。
汽车发动机故障的常见分析方法主要有以下几种。1.3.1 故障树分析法
故障树分析法就是将系统故障形成的原因由总体至部分按树枝状逐级细化的分析方法，其构架如图1-3-1所示，每下一层级事件都是上一层级事件的原因，而上一层级事件则是下一层级事件的结果。故障树分析法是汽车故障诊断最常用的分析方法，主要用于对汽车故障的发生原因进行定性分析。
以图1-3-2为例，用故障树分析法进行汽车故障诊断，是将汽车最直接的故障现象作为分析目标，然后寻找直接导致这一故障发生的全部因素，再寻找造成本层级事件的下一层级全部直接因素，一直追查到那些基本的、无需再深究的因素为止，其结果是反映汽车故障因果关系的树枝状图形—故障树。图1-3-1 故障树分析法的基本结构图1-3-2 利用故障树分析“发动机怠速不稳”的故障原因1.3.2 鱼骨图分析法
鱼骨图，又名因果图，是一种发现问题“根本原因”的分析方法。鱼骨图分析法与故障树分析法相类似，都是从故障现象出发，层层细化故障因素，最终找出真正故障原因的方法，只是在图形结构上有所不同，如图1-3-3所示。图1-3-3 鱼骨图分析法的基本结构
鱼骨图分析法也是汽车故障诊断最常用的分析方法之一，图1-3-4所示的是利用鱼骨图分析法进行“启动机运转，发动机不启动”故障原因分析的实例。图1-3-4 利用鱼骨图分析“启动机运转，发动机不启动”的故障原因1.3.3 故障诊断流程图分析法
故障诊断流程图分析法是根据汽车故障征兆和技术状况间的逻辑关系，编排科学合理的流程（根据故障的具体情况，可以“由简至繁”，也可以“由主至次”），通过检测、分析和判断，最终确定真实故障原因、完成故障排除的故障分析方法。它是汽车故障诊断过程中检测思路、综合分析、逻辑推理和判断方法最常用的具体表达方式。图1-3-5以诊断发动机回火故障为例，展示了故障诊断流程图的结构和具体应用。图1-3-5 利用故障诊断流程图分析“发动机回火”故障1.3.4 故障诊断流程表分析法
作为同一种故障分析方法的不同表达形式，汽车故障诊断流程图也可以用流程表的形式表示，这就是故障诊断流程表分析法。如表1-3-1所示的即为利用故障诊断流程表对发动机回火故障进行诊断分析的具体表达形式。表1-3-1 发动机回火故障诊断流程表注：在诊断症状之前，先查阅维修通讯是否有更新版本。1.3.5 故障征兆表分析法
当故障既不能在故障代码检查中得到证实，也不能通过基本检查确诊的时候，可利用故障征兆表分析法来诊断汽车故障。故障征兆表通常在维修手册中提供。表1-3-2所示的是日产汽车发动机维修手册中提供的发动机故障征兆表实例。表1-3-2 发动机故障征兆表（部分）注：1～6编号表示检查的顺序。1.4 汽车发动机故障诊断方法
汽车发动机的故障诊断就是根据发动机的故障现象，利用各种检查、监控和测试手段，分析、查找故障原因，最终确定出导致故障产生的根本因素。常用的故障诊断方法有人工经验诊断法和仪器设备诊断法等。1.4.1 人工经验诊断法
人工经验诊断法又称直观诊断法，是指诊断人员凭借丰富的实践经验和一定的理论知识，在汽车发动机不解体或局部解体的情况下，依靠直观的感觉印象、借助简单工具，采用“望、闻、听、切、问、试（即：眼观、鼻闻、耳听、手摸、口问、试验）”等手段，进行检查、试验、分析，确定汽车发动机的技术状况，查明故障原因和故障部位的诊断方法。这种诊断方法不能进行定量分析，需要诊断人员有较高的技术水平。
人工经验诊断法可以细分出很多具体的诊断方法，详细分类如下。（1）感官诊断法
①问诊法 所谓问诊法就是向车主调查询问。在开始车辆维修工作之前，首要的任务就是和车主交流，并有针对性地进行询问，通过交谈了解故障出现的全过程。要认真倾听用户提供的汽车故障史，包括使用、维护、故障及修理经历等情况。
②观察法 观察法就是用眼观察汽车发动机的外部状况及运行时有无异常症状，如观察排气管排烟的颜色，机件的裂痕和变形，滴漏的油、冷却液痕迹等。在观察的过程中，要利用经验和理论做出周密的思考和推证，不能被表面现象所迷惑。
③听诊法 听诊法就是利用工具（如听诊器）监听或直接监听汽车发动机异响，以判断其工作状态及异响产生的部位，并分析可能的故障原因。听诊时要找到异响最明显的故障部位，分清响声的类型，同时要注意不同工况交变时异响的变化，找出异响的规律和特征，并进行综合分析和判断，避免误诊。
④触摸法 触摸法就是通过触摸（通常用手触试）来感觉可能产生故障部位的温度、振动等情况，从而判断该部位工作是否正常。
⑤嗅觉法 嗅觉法就是凭借嗅觉来感知汽车发动机运转中散发出的某些特殊气味，如导线过热熔化、绝缘皮烧焦、燃油泄漏的汽油味、尾气异味等，通过所闻气味是否正常来判断是否有故障产生。（2）试验法
试验法是指进行道路试验及其他一些相关试验。发动机的有些故障只有在汽车运行或特定条件下才能显现，修前试验可验证故障现象，找出故障规律；修后试验可检测故障是否排除，并检验维修质量和技术水平。（3）征兆模拟法
征兆模拟法多用于发动机的间歇性故障诊断，由于间歇性故障大部分情况下没有明显的故障征兆，在这种情况下必须模拟与车辆出现故障时相同或相似的条件和环境，然后进行全面的故障分析。征兆模拟法可以细分为以下几种方法。
①振动法 当振动可能是故障发生的主要原因时，采用该方法。对于不同的部件、不同的部位，振动法所采用的方式也不相同。
如图1-4-1所示，对于配线和连接器，应在垂直和水平方向轻轻摇动进行模拟试验，其中连接器的接头、固定支架和穿过开口的连接器体都是需要仔细检查的部位；对于元器件（如继电器、传感器等），应用手指轻敲或轻拍，检查是否失灵。图1-4-1 振动法的应用
②加热法 有些故障是在炎热天气或短暂停车之后出现。在这种情况下，为确定元件是否由于热敏感而发生故障，应用加热枪或类似的工具加热该元件（注意：加热温度不要超过60℃）以验证故障是否出现，这就是加热法。如图1-4-2所示。图1-4-2 加热法
③冷冻法 有些故障会由于温度过低而产生，这种情况下可通过人为冷冻被怀疑的元件而验证故障原因，这种方法被称为冷冻法。如图1-4-3所示。图1-4-3 冷冻法
例如在寒冷的冬天，经常会出现冷车故障存在而在暖机后故障消失的状况，其原因可能与电路系统的某部分结冰有关。
对于这类故障，有两种办法检查。第一种是将车辆留在修理厂并在露天过夜，在早晨确认气温达到足够低的温度条件下，重现故障现象，同时对可能受影响的电气元件进行快速全面检查；第二种方法是将可疑零部件放入冰箱内冷冻足够长的时间，直到结冰，重新将零部件装回并检查故障是否再次出现，如果出现，则修理或更换该零部件。
④水淋法 有些故障只发生在高湿度或雨雪天气，这可能是水浸入电气元件所致。为此，可以通过浸湿车辆或将车辆驶过清洗机来模拟故障条件以判定故障原因，这种方法称为水淋法。如图1-4-4所示。注意：在采用水淋法时，不得将水直接喷在任何电气元件上。
⑤电负载法 有些故障可能是对电负载敏感所致，这时可以采用电负载法（图1-4-5）：接通所有电器负载，包括空调、鼓风机、前照灯、后窗除雾器等，检查是否发生故障。图1-4-4 水淋法图1-4-5 电负载法（4）替换法
替换法又称换件诊断法，就是用合格的总成和零部件替换可能损坏的总成和零部件。换件诊断法可以简化故障诊断过程，是一些疑难故障有效的诊断方法之一。1.4.2 仪器设备诊断法
仪器设备诊断法是指在汽车不解体情况下，利用测试仪器、检测设备和检验工具（如万用表、真空表、燃油压力表、气缸压力表、示波器、塞尺、游标卡尺等），检测整车、总成或机构的参数、曲线和波形等，为分析、判断汽车技术状况提供定量依据的诊断方法。例如用燃油压力表测试发动机燃油系统的供油压力、用示波器监测曲轴位置传感器的信号波形等都属于仪器设备诊断法的具体应用。1.4.3 车载诊断系统诊断法
现代汽车都配置了车载诊断系统，目前普遍采用的标准为OBD-Ⅱ（On-Board Diagnostics）。OBD-Ⅱ是为了满足排放法规的要求于20世纪90年代中期由美国开发的第二代车载诊断系统。该诊断系统在汽车上都设有一个16端子的梯形通讯诊断接口DLC（如图1-4-6所示），通常安装在驾驶员侧仪表台的下面。图1-4-6 汽车OBD-Ⅱ诊断接口DLC及常用端子含义4—接地；6—高速CAN-H；14—高速CAN-L；16—常电源（其他端子略）
车载诊断系统诊断法就是使用专用诊断仪器，通过DLC与汽车各系统控制模块（如负责发动机和自动变速器控制的动力控制系统模块PCM）进行通讯，以故障码读取和数据流分析等为手段对汽车故障进行诊断的方法。提示①在执行诊断仪器与DLC的连接操作和断开操作时，应使车辆的点火开关处于“OFF”挡位置；②只有在点火开关置于“ON”挡的条件下，诊断仪器才能与车辆各系统控制模块进行通讯；③在通讯操作过程中不能将诊断仪器与DLC断开。根据读取、分析或测试内容的不同，车载诊断系统诊断法可分为故障码诊断法、数据流分析法和作动测试法。（1）故障码诊断法
故障码诊断法就是利用诊断仪器读取车辆系统控制模块中储存的故障代码，根据故障代码提供的故障信息，依照维修手册中故障代码诊断流程的指导进行汽车故障诊断的方法。
①OBD-Ⅱ系统针对故障码的运行机制 OBD-Ⅱ系统用于检测和验证与汽车排放相关的系统和部件的性能，如果其中某个或某些部件（包括传感器、执行器、控制器）出现故障或工作异常，导致HC、CO或NO排放超标，系统将设置相关的故障码（DTC），并点亮或闪x烁汽车仪表上的发动机故障指示灯，有些车辆仪表上的信息中心也会同步显示相应的维修提示。
在点火开关置于“ON”挡且发动机未运行时，发动机故障指示灯会点亮（对于某些新车型，如果系统没有故障，指示灯会在点亮3s后熄灭；如果检测到故障，故障指示灯将常亮或闪烁）。
在发动机运行过程中，如果系统没有故障，指示灯将保持熄灭状态；如果有故障代码生成或ECM进入备用模式，故障指示灯将点亮。如果相关的症状消失且故障不再出现，故障指示灯可能熄灭，但故障码将仍存储在ECM的存储器中。只要不给ECM断电（如不拆下蓄电池），这些故障代码将一直保存在ECM内。提示发动机故障指示灯的工作状态及含义如下：①发动机故障指示灯不亮—表明ECM没有监测到任何与排放有关的故障码、故障指示灯线路故障或故障指示灯不工作。②发动机故障指示灯闪亮—表明发动机存在失火故障或燃油系统故障，有可能导致三元催化器损坏。③发动机故障指示灯常亮—表明与排放有关的部件存在故障，会影响车辆排放性能。
②故障码类型 故障码的类型及特点如表1-4-1所示。表1-4-1 故障码类型及特点
③故障码定义 如图1-4-7所示，OBD-Ⅱ故障码由首位字母和后面的4位数字组成，具体含义如表1-4-2所示。图1-4-7 OBD-Ⅱ故障码结构及含义表1-4-2 OBD-II故障码结构组成及含义一览表（2）数据流分析法
数据流分析法就是利用汽车专用诊断仪器读取汽车相关数据，通过对数据的分析查找故障原因，是汽车故障诊断的重要方法之一。
数据流分析的前提是数据的选取对象和关注方面，主要包括：汽车数据的数值变化规律、数值变化范围、数值响应速率、关联数据间的响应情况、数据与数据间的关系，以及相同车种及系统在相同条件下的相同数据组间的比较或与标准数据组的比较等。
数据流分析分为静态数据流分析和动态数据流分析两种方式：
①静态数据流 是指接通点火开关，不启动发动机时检测的发动机电控系统的数据或汽车不行驶检测出的底盘系统数据。
②动态数据流 是指接通点火开关，启动发动机时检测出的发动机电控系统的数据或汽车行驶中检测出的底盘电控系统数据。
数据流分析法的分类：
①数值分析法 是对数据的数值变化规律和数值变化范围的分析，如对发动机转速、冷却液温度等信号的电脑读值和实际值的差异性分析。
举例：一辆别克君威轿车，发动机启动时间不长冷却风扇就开始工作，此时用温度计测量散热器只有46℃。该车的冷却风扇由PCM（动力控制模块）控制，利用诊断仪检测，没有故障码存在。但在观察数据流时，PCM显示冷却液温度是115℃。因此可以判断冷却液温度传感器或其线路存在故障。经检查发现传感器的阻值不正确，更换后一切正常。从此例中可看出，应注意测量值和实际值的关系，对一个确定的物理量，不论是通过诊断仪得到的或直接测量得到的值，都应与实际值差异不大，否则就有可能是测量值不准确了。
②时间分析法 是在分析某些数据参数时，不仅要考虑传感器的数值，而且要判断其响应的速率，以获得最佳效果。
举例：氧传感器的信号，不仅要求有信号电压的变化，而且信号电压的变化频率在一定时间内要超过一定的次数（例如：对于长安福特福克斯车型的两点式氧传感器，在怠速工况下，10s内信号应切换6～8次以上）。当小于此值时，就会产生故障码，表示氧传感器响应过慢，此时故障明确，容易解决；但当次数并未超过限定值，而又反应迟缓时，并不会产生故障码，此时不仔细体会，可能不会感到一丝故障症状。应接上仪器观察氧传感器数据的变化状态以判断传感器的好坏。
③因果分析法 是对相互联系的数据间响应情况和响应速度的分析。
举例：在自动空调系统中，通常当按下空调A/C开关后，该开关并不是直接接通空调压缩机离合器，而是该开关信号作为空调请求信号被发送给发动机控制电脑ECM，ECM接收到此信号后，检查是否满足设定的条件，若满足，就会向压缩机离合器发出控制指令，接通离合器，使压缩机工作。所以当空调不工作时，可观察在按下空调开关后，观察“空调请求、空调允许、空调继电器”等参数的状态变化，来判断故障点。
④关联分析法 电脑对故障的判断是根据几个相关传感器信号的比较，当发现它们之间的关系不合理时，会给出一个或几个故障码，或指出某个信号不合理。
举例：本田雅阁轿车有时会给出节气门位置传感器信号不正确故障信息，但不论用什么方法检查，该传感器和其设定值都无问题。若能认真地观察转速信号（用仪器或示波器），就会发现转速信号不正确，更换曲轴位置传感器（CKP）后，故障排除。故障原因是ECM接收到此时不正确的转速信号后，并不能判断转速信号是否正确（因无比较量），而是比较此时的节气门位置传感器信号，认为其信号与接收到的错误转速信号不相符，因而给出节气门位置传感器的故障码。
⑤比较分析法 是对相同车种及系统在相同条件下的相同数据组进行比较分析。（3）作动测试法
汽车发动机电控系统中的某些执行器可以在专用诊断仪器的指令下完成作动测试。这种方法的作用主要体现在两个方面：
①能够对ECM、ECM与执行器间的线路以及执行器等多方面实现快速诊断。例如：在发动机怠速工况下，利用专用诊断仪器驱动电子节气门，通过发出改变节气门开度的指令使发动机转速发生相应改变，如果作动情况正常，则表明ECM、ECM与电子节气门间的线路以及电子节气门正常。
②能够间接判断与执行器关联部件或系统的故障。例如：当发动机怠速抖动怀疑某一气缸工作不良时，可以通过作动测试依次中断各缸喷油器的动作。假如中断2缸喷油器时发动机转速没有变化或变化很小，而断开其他各缸的喷油器时发动机转速下降明显，则说明2缸工作不良。第2章 汽车发动机机械故障诊断
本章主要围绕发动机异响，进排气系统，润滑、冷却系统及发动机失火等机械方面的故障进行分析与诊断。2.1 发动机异响故障诊断2.1.1 发动机异响的特征
正常运行的发动机其转速是均匀的，运转时发出轻微、协调、有节奏的机械振动和排气声音。当转速发生变化时，表现为连续的声音强弱变化，转速过渡圆顺而不间断。
如果发动机在运转过程中发出超过规定的碰撞、摩擦及振抖等声音，即可视为异响。2.1.2 发动机异响的类型
发动机异响主要可以分为机械异响、燃烧异响、空气动力异响及电磁异响等。
机械异响：主要是由运动副因磨损或调整不当导致配合间隙不正常，在运转中产生的冲击和振动造成的。常见的水泵异响、曲轴轴承异响、气门异响等都属于机械异响。
燃烧异响：主要是发动机不正常燃烧造成的。如早燃，不正常燃烧会在气缸内产生极高的压力波，这些压力波相互撞击，发出强烈的类似敲击金属的异响。
空气动力异响：发动机不正常的进气、排气声，以及运转的散热风扇，均可能因气流振动而造成异响。
电磁异响：在发电机、启动机等电磁元件中，因磁场交替变化，引起相关部件产生振动而发出的异响。
在上述的几大类异响中，又可分为良性异响及恶性异响两种。
所谓良性异响，是指短时间内不会对机件造成明显损坏的响声，如气门间隙过大导致的碰撞声；所谓恶性异响，是指能很快造成机件严重损坏的响声，如曲轴主轴承异响、连杆轴承异响等，这类异响若经判断随着转速、温度、负荷等升高而增大，必须立即停机进行检查。
若按照异响所发生的部位区分，可分为附件异响及主机异响两大类。如发电机异响属附件异响；而活塞销异响则属主机异响。2.1.3 发动机异响的危害
发动机发出的异响从表面上来说会降低驾乘人员的舒适感，因为产生了额外噪声，异响还可能导致油耗增加、排放不达标、动力下降及其他更严重后果。但从本质上看，发动机异响轻则会加剧零件磨损、缩短其使用寿命，重则会造成发动机事故性损坏，引发安全事故及造成经济损失。2.1.4 影响发动机异响的主要因素
发动机异响与转速、负荷、温度、配合间隙、润滑条件、零部件装配质量等诸多因素有关。
①发动机转速 一般情况下，发动机转速越高会致使异响越严重。但高速运转时异响会与其他声音混杂在一起，某些异响反而不利于辨清，所以诊断异响时，要在异响最明显的转速范围内进行。
②负荷 有些部位的响声与负荷关系密切，响声随着负荷的变化而变化，因此可以用改变负荷的方法来判断异响的部位。
③温度 有些异响与发动机温度高低有关联，发动机温度变化会影响配合间隙、润滑油黏度等各方面，进而导致异响的变化。
④润滑条件 润滑是发动机工作的重要条件，通过润滑系统可实现对部件的润滑、冷却、密封、清洗、防锈等功能。当转速、负荷、温度、配合间隙等条件一定时，润滑油膜厚度受润滑系统压力及润滑油的品质影响，品质好的润滑油和适宜的压力能产生良好的润滑油膜，润滑油膜越厚，机械冲击力越小，不易发生异响；反之则会使磨损加剧，导致异响产生。
⑤配合间隙 配合间隙是发动机装配质量的重要指标，当转速、负荷、温度及润滑等条件一定时，异响会随配合间隙的增大而越发明显，发动机某些机件会因自然磨损等原因使配合间隙超出规定范围而导致异响。
⑥零部件装配质量 零部件装配质量不过关，可能使部件在紧固过程中出现变形或损坏，导致零件配合间隙失调；可能使紧固件在运转中因振动而松动出现异响；因装配或调整不当造成的异响在发动机异响中占有很大的比例，应予以引起重视。
另外导致发动机异响的一类因素是发动机的不正常燃烧—爆燃，这与使用燃油标号是否合适、点火时刻是否过早以及发动机自身机械技术状况是否良好等情况均有密切关联。2.1.5 发动机异响的鉴别方法及诊断原则
对发动机异响故障的诊断与鉴别，是指在发动机不解体的条件下，查明异响故障的性质、部位和原因的检查过程。
发动机异响具有各自的特点和规律，在实际操作过程中，常采用人工经验法及仪器诊断法综合判断、分析。
利用人工经验法对发动机异响进行诊断较为简单，通常不需要解体发动机或拆卸零部件，只需要借助如长杆螺丝刀（见图2-1-1）、机械听诊器等简易工具，通过耳听的手段来确定发动机异响的性质及部位。这种诊断方法不需要借助昂贵的异响诊断设备，但需要有丰富的听诊经验，另外诊断的准确性也较差。图2-1-1 用简易工具听诊法
仪器诊断法是指综合利用诊断仪器的机械电子、声学振动等技术，在发动机不解体的情况下，通过诊断仪器显示的参数、波形的变化（如图2-1-2所示），测试发动机性能、故障部位、故障性质及故障的程度。仪器诊断法诊断结果比较客观，检查速度快，准确性也较高，但也存在设备成本高，且需要有专业技术人员分析的不足。图2-1-2 诊断仪器捕获的异响时波形
对于发动机异响的诊断，可遵循以下原则：
①首先判断异响的大致位置 可将发动机分为上部、中部、下部、前端、后端等几部分。异响部位一般离故障位置较近，据此可以判定是什么机构、总成或系统出现故障，从而缩小诊断故障的范围。如异响在气门室处明显，说明气门机构有故障；在曲轴箱内异响明显，说明活塞、活塞销、连杆或曲轴轴承有故障等。
②判断异响频率与发动机工作循环的关系 四冲程发动机曲轴转两圈、凸轮轴转一圈完成一个工作循环，若异响频率与发动机工作循环有对应关系，可重点检查发动机的曲柄和配气两大机构相关的部件。
③分清主机异响与附件异响 如松开发动机附件皮带异响消失，说明该异响属附件异响，可检查皮带自身及与皮带相关的部件是否存在故障，若将附件皮带松开后响声仍不消失，应考虑是主机或其他部件发响。
④分清“上缸”与“反上缸” 将发动机单缸断火后，响声减弱或消失，复火时又重新出现，称该响声“上缸”；若单缸断火后响声增强或出现，称“反上缸”。配气机构所发出的响声一般不“上缸”。活塞、活塞销、连杆衬套及轴瓦由于配合间隙过大所发出的响声一般都“上缸”。活塞有破损、连杆螺栓松脱、连杆轴瓦合金严重脱落，有时容易造成“反上缸”（某缸断火后，由间响变为连响，这也是“反上缸”的一种表现）。
发动机异响与振动的关系：发动机异响时，在异响的主要部位一般会伴随有振动，其振动频率与异响的频率相一致，结合这个特点可基本判断故障部位。2.1.6 发动机主机机械异响的分析、检查
发动机主机部分是指由缸体、缸盖、曲柄连杆机构及配气机构等部分组成的发动机“主体”。若经诊断异响来自发动机主机，应及时对异响进行检查、分析，判断出异响为良性异响还是恶性异响，若异响为恶性故障，应及时停机检修，以免造成更大的损失。（1）曲轴主轴承异响的诊断
故障现象
发动机稳定运转时响声不明显，急加速或发动机负荷较大时，响声增大，发出较沉重、有力且有节奏的“铛铛”声，严重时伴随有机体振抖现象。此种异响与发动机温度高低无太大关联，单缸断火时，响声不变，但相邻两缸同时断火时响声明显减弱。
反复抖动节气门，从加机油口处可听到明显的沉重有力的金属敲击声，用听诊器抵在与曲轴轴线平齐的缸体位置上听诊，可听到异常强烈的响声，这种异响一般会伴有机油压力降低的现象。
故障原因
◆ 润滑不良；
◆ 主轴承盖螺栓松动；
◆曲轴主轴颈磨损失圆；
◆主轴瓦因磨损配合间隙过大或配合不良；
◆ 曲轴弯曲等。
排除方案
首先检查润滑系统供油压力是否正常，压力低会导致曲轴主轴承出现异响，再者应拆下油底壳，检查曲轴主轴承盖的固定螺栓是否松动，若无松动，应拆卸曲轴组件，检查曲轴主轴承、曲轴主轴颈及主轴承座的磨损情况，测量曲轴弯曲情况，视情况修复或更换故障零部件。（2）连杆轴承异响的诊断
故障现象
发动机怠速运转时无异响或响声较小，中速时较为明显，急加速时有明显的较重的且短促的“铛铛”连续敲击声，加大负荷，响声会随之加剧，这声音比主轴承响清脆、缓和、短促，当采用单缸断火时，响声明显减弱或消失，但复火时又能立即出现，用听诊器抵在机体上听诊，响声并不清晰，但在加机油口处或曲轴箱通风管口处可直接察听到敲击声，这种现象往往伴有机油压力明显降低的现象，严重时机体出现振抖。
故障原因
◆ 润滑不良；
◆ 连杆轴承盖螺栓松动或折断；
◆连杆轴承或轴颈磨损，使配合间隙过大或配合不良等。
排除方案
首先检查润滑系统机油是否变质，供油压力是否过低，若无异常，应拆卸油底壳，检查连杆螺栓是否折断、松动，若连杆螺栓正常，应拆卸连杆组件，检查连杆轴承、连杆轴颈的磨损情况，检查润滑油道有无堵塞现象，视情况修复或更换故障的零部件。（3）活塞敲缸异响的诊断
活塞敲缸指活塞上下运动时，其头部或裙部与气缸壁、缸盖碰撞发出的响声。活塞敲缸可分为冷敲缸、热敲缸、冷热态均敲缸三种形式。
故障现象
发动机怠速或低速运转时，在气缸的上部发出清晰、明显、有节奏的“嗒嗒”连续金属敲击声，严重时为沉重的“铛铛”响声。当发动机转速达中速以上时，异响减弱或消失，但负荷加大时响声会随之变大。将发动机置于异响明显的转速下，进行单缸断火试验，响声会明显减弱或消失。这种异响常伴有排气冒蓝烟、缸压下降等异常现象。
故障原因
◆ 点火时间过早；
◆ 气缸壁润滑不良；
◆活塞装配不当；
◆活塞与气缸壁配合间隙过大等。
排除方案
在确保点火时间正确、润滑油润滑质量良好的情况下，此敲击异响只能拆解活塞连杆组件，检查活塞、活塞环的装配是否正确，用千分尺测量活塞的直径是否磨损超限，用内径百分表测量缸套的最大磨损量、圆度及圆柱度误差是否符合规定要求，视情况修复或更换故障的零部件。（4）活塞销异响的诊断
故障现象
在怠速、低速和从怠速向低速抖动节气门时，发出响亮而有节奏的“嚓嚓”金属敲击声，转速变化时，响声也随之周期性变化，在转速升高的瞬间，发出清脆、连续而有节奏的响声。单缸断火时，响声会减弱或消失，复火时会出现明显的1～2声响声。
故障原因
◆ 润滑不良；
◆ 活塞销与销孔、连杆衬套磨损严重导致配合间隙过大；
◆ 卡环松旷、脱落、活塞销断裂等。
排除方案
在确定润滑油润滑质量良好的情况下，应拆检活塞及活塞销组件，检查全浮式活塞销的卡环，测量活塞销与销孔、衬套间的间隙是否超出正常范围，视情况更换损坏的零部件。（5）气门脚响
故障现象
怠速时，在气门室处发出连续的“嗒嗒”声，响声清脆有节奏，转速增高时响声增大，节奏加快，中速以上变得模糊杂乱，此异响与温度、负荷及缸位无很大关联，做断缸试验时异响无变化。
故障原因
◆ 润滑不良；
◆ 因磨损、调整不当造成气门间隙过大；
◆气门杆与气门导管配合间隙过大等。
排除方案
在排除润滑不良的条件下，应首先检查气门间隙，若气门间隙过大，对带调整垫片的气门挺柱应更换调整垫片，必要时检查凸轮轴上凸轮的磨损情况；对液压挺柱来讲，若出现气门间隙，应更换液压挺柱；对摇臂式气门驱动机构来说，应重新调整气门间隙，并检查摇臂承孔与摇臂轴之间的配合间隙。若气门间隙正常，应对气门组件进行检查，包括气门杆与气门导管之间的间隙配合情况，必要时更换气门或气门导管，若上述检查均正常，应怀疑为气门座响，应对气门及气门座圈进行检查、修复或更换。2.1.7 发动机附件异响的分析与检查
发动机附件是指除去以曲柄连杆和配气两大机构为主的主机以外的辅助部件，它们安装在主机的外部，是保证发动机正常运行所需要的各种附属装置，如发电机、水泵、进排气歧管等。这些附件数量众多，工作环境又恶劣，是导致发动机异响的根源之一。（1）附件皮带异响的诊断
附件皮带又称为发动机外围皮带，现代轿车常采用多楔式皮带，它按一定关系缠绕在发动机前端的各个皮带轮上（见图2-1-3），它以曲轴皮带轮为主动轮，通过摩擦力带动发电机、空调泵、转向助力泵等附件运行。图2-1-3 多楔皮带传动机构
故障现象
附件皮带异响是一种连续的“唧唧”声，严重时会表现为类似哨响的啸叫声音，急加速时啸叫声会愈发严重，也可能在急加速后异响减小或消失。皮带异响往往在发动机冷机时、开空调制冷时、车辆转向时、开大灯时等表现尤为明显。有些时候在异响出现时往皮带上浇水，症状会缓解或消失，则可判断为附件皮带异响。
故障原因
◆ 附件皮带调整不当（过松或过紧）；
◆ 附件皮带异常磨损、有硬伤或老化；
◆ 附件皮带沟槽内沾染砂石、金属屑等异物；
◆ 附件皮带轮沟槽磨损严重或沟槽有异物等原因。
排除方案
首先检查皮带的张紧力是否合适，一般车型的皮带张紧力检查方法是：选取整个皮带轮系中两个轮轴中心距最远的皮带轮，在两皮带轮的中间位置用手施加20N·m左右的力下压皮带，下压量应在15mm左右为正常（见图2-1-4）。过松或过紧均可能造成皮带异响，因张紧力不合适造成的异响，可通过调整皮带张紧装置（见图2-1-5）使张紧力合适，对于自动张紧器的皮带轮系，可通过更换自动张紧器解决。图2-1-4 检查皮带张紧力图2-1-5 手调式皮带张紧装置的皮带松紧度调整1—调整螺栓；2—调整装置固定螺栓；3—调整导槽；4—皮带；5—从动轮；6—主动轮
对于检查发现存在磨损、老化或有硬伤的皮带（见图2-1-6），均应更换新皮带；另外在更换新皮带前应检查各附件（如发电机、空调泵等部件）的轴承是否存在异响，如有，应及时拆检、更换，同时检查带轮是否有损伤，及时清除带轮楔槽内碾压的砂石、金属屑等异物，必要时更换皮带轮。图2-1-6 老化裂纹的多楔皮带（2）发动机机关爪松动或损坏造成的异响
发动机机关爪又称为发动机悬置，是一种以橡胶为主体的减振装置，发动机通过它牢靠地、弹性地固定在车身上（见图2-1-7）。
故障现象
发动机启动后产生没有规律的振抖响声，且随着发动机转速的提高而加剧。同时可能随着发动机在加减速、换挡时出现发动机前俯后仰角过大，严重时甚至造成排气管连接损坏、挡位挂不进、挡位错乱等故障。若用撬棍等工具撬动故障机关爪时，会发现机关爪的橡胶连接处出现裂缝，撬动量过大。图2-1-7 发动机机关爪
故障原因
◆ 发动机机关爪位置调整不当；
◆ 机关爪固定螺栓松动；
◆ 机关爪橡胶装置老化、开裂；
◆ 机关爪橡胶装置过硬；
◆ 固定基座发生形变、位移。
排除方案
发现发动机有机振现象，应根据上述原因对机关爪调整、紧固，必要时更换机关爪总成。若机关爪的固定基座发生形变、位移，应通过钣金校正或更换相关部件来解决。（3）发动机排气装置发出的异响
发动机排气装置在这里指的是排气歧管、排气总管、三元催化器、消音器等排气装置的统称。
排气装置产生的异响可分为排气漏气异响、三元催化器或消音器内部异响、机械干涉异响等几种。其中漏气异响伴有严重的安全隐患，有引发火灾的可能。
①排气装置漏气异响诊断
故障现象
发动机启动后，可听到车辆发出有规律的“突突”或“噗噗”声，急加速时异响声音更明显，在漏气的部位可能伴随有烟雾，且有被熏黑的痕迹，靠近漏气部位有明显的灼热气浪。
故障原因
◆ 排气装置接口垫烧蚀；
◆ 排气装置接口座变形；
◆ 排气装置固定螺栓松动；
◆ 排气装置因腐蚀、外伤等原因而锈穿、刺穿。
排除方案
若检查发现排气装置的接口垫烧蚀或接口固定螺栓松动，应更换接口垫并按规定力矩拧紧固定螺栓，接口垫螺栓损坏时应更换排气管专用固定螺栓，而不应用普通螺栓替代；
若检查发现排气管因外力刺穿，可视情况进行焊修，必要时更换新件，而对于排气接口座变形、排气装置锈穿，应更换新的排气配件。
②三元催化器或消音器内部异响诊断
故障现象
发动机运转时，可听到故障的消音器或三元催化器内有“哗啦、哗啦”的异响，这种异响在急加速时会表现得更明显。
故障原因
◆ 消音器或三元催化器的内胆脱芯、破碎；
◆ 消音器内芯腐烂、锈蚀等。
排除方案
消音器或三元催化器为整体不可修复部件，遇此故障应采用更换异响消音器或三元催化器的方式解决。并在以后使用中应注意避免排气装置受外力碰撞、不使车辆涉水过深等，对于消音器内部积水造成的响声、锈蚀问题，一般可通过在消音器最低位置钻小孔（见图2-1-8），增强排水的方式解决。图2-1-8 消音器钻孔排水
③排气装置机械干涉异响诊断
故障现象
发动机运转时，异响来自车辆底部且有明显振抖感，这种现象在加速时、换挡时、开空调制冷时等不同工况下会变得更加明显。举升车辆，可观察到排气装置某处与车身的自由间隙过小或已无间隙碰擦在一起（见图2-1-9）。图2-1-9 排气管引发的机械干涉异响1—排气管；2—与车身连接的中间横梁；3—两者已无间隙；4—正常的间隙
故障原因
◆ 排气装置吊耳折断、老化、松脱；
◆ 排气管变形等。
排除方案
若排气装置橡胶吊耳有老化抻长、折断现象，应更换新的吊耳；若排气装置存在变形现象，可对排气装置变形部分校正，必要时更换变形的排气装置节段。
在发动机运行过程中，各种异响的响声模糊杂乱，现象与成因之间的关系复杂，因此，异响诊断一直是汽车故障诊断中的难点，诊断人员必须经过大量的诊断实践，才能区分各种不同的异响。2.2 发动机气缸压力与密封性故障诊断
测量发动机压缩终了的压力，是评定发动机性能或诊断发动机故障的重要参数。压缩终了压力过低，会导致发动机动力性、经济性及环保性能的下降，导致使用过程中出现启动困难、动力不足、油耗增加、排放超标等故障；而气缸压力过高会造成发动机工作粗暴、过热等现象，因此气缸密封性的好坏是判断发动机技术状况的重要依据。
检测气缸压力有静态气缸压力测量法、动态气缸压力测量法等方法。维修企业一般采用静态气缸压力测量法，这是最常用和较实用的检测方法。2.2.1 静态气缸压力检测
静态气缸压力是指发动机只依靠外力（启动机）的作用，在发动机正常的工作温度时所测得的气缸压缩压力，静态的压缩压力相对于爆发压力要小得多。
检测静态气缸压力一般采用气缸压力表进行。气缸压力表有机械式、电子式等类型，它们均由压力表头、导管、单向阀、接头、放气阀等组成（见图2-2-1），而接头有两种形式，一种为螺纹接头，可以拧紧在火花塞或喷油器的螺纹孔中，这种接头一般配软导管；另一种为锥形或阶梯型的橡胶接头（压紧头），可以压紧在火花塞或喷油器孔上，这种接头一般配金属硬导管。图2-2-1 机械式气缸压力表2.2.2 检测条件
①蓄电池的充电状态及启动机的技术状况良好；
②发动机运转至正常工作温度并熄火；
③发动机润滑条件良好；
④关闭车内附属用电设备；
⑤空气滤清器应清洁；
⑥变速器置于N挡或P挡，驻车制动处于制动状态；
⑦用压缩空气吹净火花塞孔周围的杂质，拆卸所有气缸的火花塞；
⑧断开点火模块的供电；
⑨拔下所有喷油器的线束插接器。2.2.3 检测方法
①将带接头的导管旋入欲测量的气缸中，用手劲拧紧即可（螺纹接头式）（见图2-2-2）；
②将压力表头通过快速接头连接在导管上；
③打开点火开关，踩下油门踏板，使节气门处于全开状态；
④用启动机带动曲轴转动3～5s（不少于4个压缩冲程），读取压力表上的数值；
⑤每缸至少测量两次，并记录测量结果；
⑥按动放气阀将压力表内压力释放；
⑦依此方法测量其他气缸的压力。图2-2-2 气缸压力表的连接2.2.4 检测技术要求
①自然吸气车型的标准缸压一般为1.2～1.4MPa；
②各缸压力值不低于标准值的80%（柴油机不低于90%）；
③各缸压力差不大于5%。
注：各缸压力差=（P-P）/P×100%maxmin平均式中 P—所测各缸中压力数值最大的；max
P—所测各缸中压力数值最小的；min
P—所测各缸压力数值的算术平均数。平均2.2.5 气缸密封性检测的分析、判断、处理
若通过检测发现气缸的密封性能下降，一般可采用气缸压力检测法和气缸泄漏测试法确定故障部位所在。（1）气缸压力检测法判断
①由火花塞孔或喷油器孔向气缸内灌入约20～30mL机油，再次检测气缸压力，并比较两次的测量结果进行判断。
②如果第二次的测量值高于第一次并接近于标准值，可能是气缸、活塞、活塞环磨损严重，活塞环对口、折断、拉缸等原因造成的
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