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故障现象
一辆2007款法拉利599 GTB车，搭载6.0 L V12自然吸气发动机（图1），累计行驶里程约为6万km。该车因发动机故障灯异常点亮进厂检修。
图1 发动机的布置
故障诊断
接车后试车，发动机怠速轻微抖动，发动机故障灯长亮。用故障检测仪检测，发现发动机控制单元（NCM）中存储有故障代码“P0300 多缸失火”“P0309 气缸9失火”“P0307 气缸7失火”，初步判断发动机存在失火故障。
考虑到该车使用年数较长，决定先使用虹科Pico汽车示波器进行相对压缩测试，以快速判断发动机的基本机械状态。相对压缩测试的波形如图2所示，可见起动电流变化不均匀；使用角度标尺，结合点火顺序（1 - 12 - 5 - 8 - 3 - 10 - 6 - 7 - 2 - 11 - 4 - 9）进行分析，发现左侧气缸列（左侧气缸列从前往后为气缸12~气缸7；右侧气缸列从前往后为气缸1~气缸6）在压缩上止点时对应的电流峰值偏低，由此怀疑左侧气缸列的气缸压力不足。
图2 故障车相对压缩测试波形
分别测量两列气缸的发动机正时波形（图3、图4），对比可知，两列进气凸轮轴正时基本一致，两列排气凸轮轴正时偏差约半个曲轴位置传感器靶轮齿（约3°曲轴转角）。由于没有正常发动机正时波形做对比，无法判断实际发动机正时偏差有多大。
图3 故障车左侧气缸列的发动机正时波形
图4 故障车右侧气缸列的发动机正时波形
分别测量两列气缸的起动气缸压力波形（图5、图6），对比可知，所有气缸压力波形的压缩冲程侧和做功行程侧基本对称，说明气缸均不存在异常泄漏；左侧气缸列的气缸压力均在5.9 bar（1 bar=100 kPa）左右，右侧气缸列的气缸压力均在6.2 bar左右，左侧气缸列的气缸压力比右侧气缸列的气缸压力要低，这与相对压缩测试的结果一致。另外，该款发动机的压缩比为11.2:1，根据维修经验估算，起动气缸压力应在10 bar左右，于是决定先检查发动机机械正时。
图5 左侧气缸列的起动气缸压力波形
图6 右侧气缸列的起动气缸压力波形
根据维修手册用2个千分表（一个用于测量活塞位置，另一个用于测量气门升程）检查进气、排气凸轮轴正时参数（图7）。首先将一个千分表安装在气缸1的火花塞安装孔上，另一个千分表安装在气缸1任一进气门挺柱的顶面；转动曲轴，找到气缸1的排气上止点（TDC），使2个千分表归零，然后顺时针转动曲轴，使活塞下移4.72 mm（对应TDC后26°曲轴转角），此时观察对应的进气门升程，为0.49 mm，偏小（正常为0.50 mm~0.70 mm）。再次找到气缸1的排气TDC，将其中一个千分表安装在气缸1任一排气门挺柱的顶面；逆时针转动曲轴，使活塞下移5 mm，然后顺时针转动曲轴，使活塞上移4.25 mm，以达到总共0.75 mm的移动量（对应TDC前10°曲轴转角）；接着顺时转动曲轴，直至排气门完全关闭，观察对应的排气门升程，为0.41 mm，偏小（正常为0.50 mm~0.70 mm）。使用上述方法测量气缸12对应的进气门和排气门升程，分别为0.47 mm和0.42 mm，均偏小。诊断至此，说明两列气缸的进气、排气凸轮轴正时参数均已偏离标准范围。
图7 用2个千分表检查进气、排气凸轮轴正时参数
重新校对进气、排气凸轮轴正时参数，均能达到标准范围，但参数已在极限位置，如果凸轮和气门挺柱再磨损一点，正时参数就会超出标准范围，因此建议更换所有凸轮轴及气门挺柱。
故障排除
征得车主同意后更换所有凸轮轴及气门挺柱，重新校对发动机正时后试车，故障现象消失，故障排除。
故障总结
故障排除后测量气缸12的起动气缸压力波形（图8），发现气缸压力能达到10 bar以上，排气门打开时刻约为压缩上止点前69°曲轴转角，进气门关闭时刻约为进气下止点后68°曲轴转角。
图8 正常车气缸12的起动气缸压力波形
对比故障时气缸12的起动气缸压力波形（图9）可知，故障时气缸12 的气缸压力约为6 bar，排气门打开时刻约为压缩上止点前74°曲轴转角，与正常车基本一致；进气门关闭时刻约为进气下止点后97°曲轴转角，比正常车延迟了约29°，偏差较大。
图9 故障车气缸12的起动气缸压力波形
测量左侧气缸列的发动机正时波形（图10），与图3对比可知，故障车左侧气缸列的排气凸轮轴正时正常，但进气凸轮轴正时延迟了约3°曲轴转角。
图10 正常车左侧气缸列的发动机正时波形
案例作者：杭州捷盛行汽车服务有限公司 乐 翔