一輛2016款保時捷911 GT3 RS車，搭載4.0 L水平對置發(fā)動機（型號為MA176），累計行駛里程約為4.2萬km。車主反映，1星期前上過賽道，現在發(fā)動機有“噠噠”異響。

接車后試車，起動發(fā)動機，發(fā)動機發(fā)出有規(guī)律的“噠噠”異響，且感覺發(fā)動機與變速器接合部位的響聲較大。拆下機油濾清器檢查（圖1），放出的機油中沒有沉淀雜質，且機油濾清器過濾網后方無異物，說明發(fā)動機內部無異常磨損。

圖1拆下機油濾清器檢查

將2個三軸加速度傳感器分別安裝在兩側氣缸蓋處（圖2、圖3），以判斷振動靠近哪個區(qū)域。

圖2三軸加速度傳感器安裝在氣缸列1的氣缸蓋處

圖3三軸加速度傳感器安裝在氣缸列2的氣缸蓋處

用示波器測得發(fā)動機怠速時的相關波形如圖4所示，可知氣缸列1處的振動明顯大于氣缸列2處的振動。

圖4三軸加速度傳感器信號波形

加入氣缸3點火信號波形（圖5），可知曲軸轉1圈產生1次異常振動，即異響與發(fā)動機1階（E1）振動有關。

圖5三軸加速度傳感器信號和氣缸3點火信號波形

進一步檢測發(fā)現，靠近氣缸3處的E1振動最大（圖6），懷疑異響是由氣缸3發(fā)出的。

圖6靠近氣缸3處的E1振動最大

用內窺鏡觀察氣缸3，氣缸壁未拉傷，且無其他異常，觀察其他氣缸也未見異常。拆下氣門室蓋，檢查凸輪軸機構，未見異常。拆下氣缸蓋，仔細檢查發(fā)現氣缸3燃燒室上附著有異物（圖7），且對應的活塞表面也有異物（圖8）。

圖7氣缸3燃燒室上的異物

圖8氣缸3活塞表面上的異物

在沒有取下異物之前，異物表面是黑色，很像積炭，而之前使用內窺鏡重點觀察的是氣缸壁，所以當時沒有留意到此異物。展開異物，發(fā)現是很多薄片狀的金屬（能被磁鐵吸附）碎片（圖9）。

圖9金屬碎片

異物從何處而來？首先檢查進氣系統，沒有發(fā)現相似的異物，也沒有相關部件能產生此類金屬碎片。檢查排氣系統，發(fā)現全段排氣管都不是原廠部件。拆下三元催化轉化器段排氣管，用內窺鏡觀察，發(fā)現三元催化轉化器的載體破損（圖10），且在排氣管內還有脫落的載體碎片。經過仔細對比，確認氣缸3內的異物就是脫落的三元催化轉化器載體。

圖10三元催化轉化器的載體破損

通常認為氣缸內有異物都是通過進氣管進入的，而該車氣缸內的異物是從排氣管進入的。分析認為，發(fā)動機高速運轉時，由于氣門重疊角變大，排氣管壓力也受到進氣歧管壓力影響，變化頻率變快，有些剝落的碎片在排氣波作用下在排氣管內發(fā)生無序撞擊，最終進入氣缸；碎片在氣缸內被活塞擠壓在一起，同時發(fā)出“噠噠”異響。再結合圖5分析可知，只要氣缸3活塞上行至上止點位置（壓縮上止點和排氣上止點），活塞擠壓碎片就會發(fā)出異響，所以曲軸每轉1圈就會發(fā)出1次異響。

清除氣缸3內的異物，更換三元催化轉化器后試車，異響消失，故障排除。切割舊的三元催化轉化器，可以看到載體嚴重破損（圖11）。

圖11三元催化轉化器載體破損嚴重

故障總結

該車的故障是因為三元催化轉化器載體嚴重破損，導致碎片在排氣波作用下在排氣管撞擊，并落入氣缸3導致的。由于發(fā)動機構成復雜，通過直接聽與觀察很難判斷具體異響位置，筆者使用虹科Pico三軸加速度傳感器，則可以將這種主觀的感受數據化，精準判斷異響源頭，最終順利排除故障，減少了諸多不必要的拆檢。