分析發(fā)動機缺火故障的檢修及原因

    在檢修發(fā)動機故障時，特別是檢修發(fā)動機怠速抖動或廢氣排放超標的故障時，維修人員經(jīng)常會遇到故障診斷儀提示發(fā)動機缺火，對此我們應該有正確的認識。發(fā)動機缺火后，高濃度的碳氫化合物會進入排氣系統(tǒng)，造成尾氣排放超標。高濃度的碳氫化合物還會使三元催化器的溫度升高，嚴重時會使三元催化器損壞。下面以豐田(TOYOTA)車系為例，對發(fā)動機缺火故障進行分析。

    (1)發(fā)動機缺火的監(jiān)測

    為了防止尾氣排放超標和三元催化器熱損壞，發(fā)動機控制單元使用曲軸位置傳感器監(jiān)測發(fā)動機轉(zhuǎn)動時速率的偏差來確定缺火，用凸輪軸位置傳感器識別缺火的氣缸。當發(fā)動機缺火率超過了門限值并有可能導致排放超標時，發(fā)動機控制單元開始統(tǒng)計發(fā)動機缺火次數(shù)。

    (2)發(fā)動機缺火的分類

    發(fā)動機缺火可簡單分為兩種情況，一種是完全缺火也就是沒有燃燒，另一種是部分缺火，也就是燃燒不穩(wěn)定。OBDⅡ定義了A、B、C三種發(fā)動機缺火水平。

    ①A型缺火是最嚴重的缺火，接近損壞三元催化器。如果檢測到，發(fā)動機故障警告燈會閃爍，提醒駕駛者立即修理，并按第一次行程邏輯存儲故障碼和數(shù)據(jù)幀。發(fā)動機診斷系統(tǒng)通過統(tǒng)計發(fā)動機曲軸200轉(zhuǎn)中的缺火次數(shù)來鑒別A型缺火。

    ②B型缺火出現(xiàn)時，廢氣中有害物質(zhì)的排放量會增加1.5倍以上。

    ③C型缺火是程度最輕的缺火，會導致汽車廢氣排放不達標。

    發(fā)動機診斷系統(tǒng)通過統(tǒng)計發(fā)動機曲軸1000轉(zhuǎn)中的缺火次數(shù)來鑒別B、C型缺火，B、C型缺火在兩次行程中連續(xù)發(fā)生，發(fā)動機控制單元會存儲故障碼并點亮發(fā)動機故障燈。空燃比正確、點火充足以及機械狀況好的發(fā)動機就不會發(fā)生缺火，如果有任何一方面出現(xiàn)問題，燃燒就會過早結(jié)束，從而產(chǎn)生缺火。

    (3)發(fā)動機缺火的檢修

    在排除發(fā)動機缺火故障的過程中，需要特別注意3點，即缸壓、點火以及噴油。

    ①缸壓：利用缸壓表可以很容易進行檢測，在這里不再贅述，但要考慮到，氣門彈簧的硬度變化與凸輪軸的磨損程度在量缸壓的時候很難檢測出來，也要考慮到進氣量是否足夠(漏氣或氣門積炭)。

    ②點火：對于發(fā)動機缺火的檢修，有時只靠讀取發(fā)動機數(shù)據(jù)流是不能發(fā)現(xiàn)問題的，還要借助示波器來進一步做出判斷。點火要考慮的因素包括點火正時、火花塞的工作是否正常、高壓線的阻值是否在標準值范圍、點火線圈的工作是否正常(電源線與信號線是否虛接)以及發(fā)動機控制單元的工作是否正常(包括CAN數(shù)據(jù)提供的信號)。建議盡量使用儀器檢測(圖1)，例如可以用示波器檢查凸輪軸傳感器與曲軸位置傳感器的同步性，能夠分析出失火的存在性和點火正時與配氣相位的準確性；用示波器檢查點火線圈的工作狀況與點火時間，同時能夠分析出火花塞的好壞；用示波器檢查各控制單元之間的數(shù)據(jù)線的連接；用兆歐表檢測火花塞的電阻；用萬用表檢測高壓線的阻值。

    ③噴油：一是通過數(shù)據(jù)流察看噴油脈寬、點火時間以及氧傳感器的工作狀況，二是用示波器檢查節(jié)氣門位置傳感器TPS與噴油器的同步，檢查TPS與氧傳感器的同步，再就是檢查噴油器與氧傳感器的同步(怠速時在進氣口噴入清洗劑，檢查噴油器和氧傳感器的變化)，最后檢查噴油器的單獨波形，分析噴油器的好壞與噴油時間的長短(與標準波形進行對比)，最后要考慮使用的汽油標號、爆震傳感器以及三元催化器等。

    很多維修站喜歡用換件的方法來檢查缺火故障，雖然筆者不推薦這樣做，但是有時這樣做也能夠快速排除故障。如果采用換件法進行檢查，建議使用下列的換件方法。例如1缸失火，我們可以將2缸的缸線和1缸對換，將3缸噴油器和它調(diào)換，火花塞可以與4缸互相調(diào)換，這樣更換后我們再試車，直到故障再次發(fā)生。如果故障成了2缸失火，則是缸線的問題，如是3缸失火則是噴油器的問題，以此類推。如果故障沒有轉(zhuǎn)移，則考慮機械故障或其他元件故障。

    其實，發(fā)動機缺火的故障檢修并不復雜，通常是點火系統(tǒng)的故障較多，有時故障點也會出現(xiàn)在機械方面或發(fā)動機電控方面。下面，筆者結(jié)合2個具體的故障案例來簡要說明缺火故障的檢修。

    案例1

    故障現(xiàn)象：一輛2003年款豐田(TOYOTA)大霸王多功能車，裝備2AZ-FE發(fā)動機，用戶反映早上著車后發(fā)動機怠速抖動。

    檢查分析：將車留廠觀察，停放一夜后，第二天早上著車發(fā)動機怠速抖動。使用豐田(TOYOTA)智能檢測儀檢測，無發(fā)動機故障碼存儲；查看發(fā)動機數(shù)據(jù)流，發(fā)現(xiàn)2缸缺火。互換2缸和3缸點火線圈后，2缸缺火提示消失，3缸出現(xiàn)了缺火。

    故障排除：筆者分析是2缸點火線圈在冷態(tài)下工作不良，更換2缸點火線圈后，發(fā)動機怠速抖動的現(xiàn)象消失。

    案例2

    故障現(xiàn)象：一輛2006年款豐田(TOYOTA)花冠轎車，裝備1ZZ-FE發(fā)動機。用戶反映發(fā)動機故障燈點亮，發(fā)動機怠速時抖動。

    檢查分析：使用豐田(TOYOTA)智能檢測儀檢測，調(diào)取發(fā)動機故障碼為P0304(檢測到發(fā)動機第4缸缺火)，查看發(fā)動機缺火數(shù)據(jù)幀為：發(fā)動機轉(zhuǎn)速724r/min，總點火次數(shù)391次，發(fā)動機4缸缺火次數(shù)4次。

    對發(fā)動機進行基本檢查，但是沒有發(fā)現(xiàn)問題。替換了點火線圈、火花塞以及噴油器等部件，但是依然顯示發(fā)動機缺火。懷疑發(fā)動機進排氣系統(tǒng)有問題，測量氣缸壓力，測得1缸、2缸以及3缸的缸壓接近1.4MPa，4缸的壓力1.2MPa，雖然比其他3個缸的缸壓小0.2MPa，但也在正常相差范圍內(nèi)。

    最后決定用廢氣分析儀進一步檢查發(fā)動機進排氣系統(tǒng)。為了滿足排放法規(guī)的嚴格要求，使HC、CO和NOx等有害氣體零排放，現(xiàn)代發(fā)動機控制系統(tǒng)必須始終將實際空燃比控制在理論空燃比14.7：1(也就是過量空氣系數(shù)始終為1)附近。實測該車發(fā)動機怠速工作時尾氣成分為：CO2為9.94%，O2為8.09%，HC為596×10-6，CO為0.784%，NOx為0×10-6，過量空氣系數(shù)為1.5。

    將發(fā)動機轉(zhuǎn)速穩(wěn)定在3000r/min時，過量空氣系數(shù)接近1，這表明高速(High Speed)時發(fā)動機控制系統(tǒng)對實際空燃比的控制基本正常。筆者懷疑發(fā)動機工作時有未經(jīng)過空氣流量計的空氣進入氣缸，造成怠速時混合氣過稀，使過量空氣系數(shù)大于1。拆掉氣門室蓋(Guy)，檢查氣門正時正常。檢查進排氣門間隙，發(fā)現(xiàn)4缸2個排氣門中，有一個沒有間隙，始終頂在凸輪軸上，造成氣門無法關(guān)閉，一直存在漏氣。拆解發(fā)動機氣缸蓋(Guy)，發(fā)現(xiàn)始終漏氣的排氣門的氣門座下沉。

    故障排除：對發(fā)動機4缸下沉的排氣門座進行修復，并更換4缸的2進2排4個氣門和氣缸蓋(Guy)全部16個氣門油封，裝復后故障排除。(太平洋汽車網(wǎng))