1)發(fā)動(dòng)機缺火的監測
為了防止尾氣排放超標和三元催化器熱損壞,發(fā)動(dòng)機控制單元使用曲軸位置傳感器監測發(fā)動(dòng)機轉動(dòng)時(shí)速率的偏差來(lái)確定缺火,用凸輪軸位置傳感器識別缺火的氣缸。當發(fā)動(dòng)機缺火率超過(guò)了門(mén)限值并有可能導致排放超標時(shí),發(fā)動(dòng)機控制單元開(kāi)始統計發(fā)動(dòng)機缺火次數。
2)發(fā)動(dòng)機缺火的分類(lèi)
發(fā)動(dòng)機缺火可簡(jiǎn)單分為兩種情況,一種是完全缺火也就是沒(méi)有燃燒,另一種是部分缺火,也就是燃燒不穩定。OBDⅡ定義了A、B、C三種發(fā)動(dòng)機缺火水平。
A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(dòng)機故障警告燈會(huì )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據幀。發(fā)動(dòng)機診斷系統通過(guò)統計發(fā)動(dòng)機曲軸200轉中的缺火次數來(lái)鑒別A型缺火。
B型缺火出現時(shí),廢氣中有害物質(zhì)的排放量會(huì )增加1.5倍以上。
C型缺火是程度最輕的缺火,會(huì )導致汽車(chē)廢氣排放不達標。
發(fā)動(dòng)機診斷系統通過(guò)統計發(fā)動(dòng)機曲軸1000轉中的缺火次數來(lái)鑒別B、C型缺火,B、C型缺火在兩次行程中連續發(fā)生,發(fā)動(dòng)機控制單元會(huì )存儲故障碼并點(diǎn)亮發(fā)動(dòng)機故障燈?杖急日_、點(diǎn)火充足以及機械狀況好的發(fā)動(dòng)機就不會(huì )發(fā)生缺火,如果有任何一方面出現問(wèn)題,燃燒就會(huì )過(guò)早結束,從而產(chǎn)生缺火。
3)發(fā)動(dòng)機缺火的檢修
在排除發(fā)動(dòng)機缺火故障的過(guò)程中,需要特別注意3點(diǎn),即缸壓、點(diǎn)火以及噴油。
缸壓:利用缸壓表可以很容易進(jìn)行檢測,在這里不再贅述,但要考慮到,氣門(mén)彈簧的硬度變化與凸輪軸的磨損程度在量缸壓的時(shí)候很難檢測出來(lái),也要考慮到進(jìn)氣量是否足夠(漏氣或氣門(mén)積炭)。
點(diǎn)火:對于發(fā)動(dòng)機缺火的檢修,有時(shí)只靠讀取發(fā)動(dòng)機數據流是不能發(fā)現問(wèn)題的,還要借助示波器來(lái)進(jìn)一步做出判斷。點(diǎn)火要考慮的因素包括點(diǎn)火正時(shí)、火花塞的工作是否正常、高壓線(xiàn)的阻值是否在標準值范圍、點(diǎn)火線(xiàn)圈的工作是否正常(電源線(xiàn)與信號線(xiàn)是否虛接)以及發(fā)動(dòng)機控制單元的工作是否正常(包括CAN數據提供的信號)。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(diǎn)火正時(shí)與配氣相位的準確性;用示波器檢查點(diǎn)火線(xiàn)圈的工作狀況與點(diǎn)火時(shí)間,同時(shí)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據線(xiàn)的連接;用兆歐表檢測火花塞的電阻;用萬(wàn)用表檢測高壓線(xiàn)的阻值。
噴油:一是通過(guò)數據流察看噴油脈寬、點(diǎn)火時(shí)間以及氧傳感器的工作狀況,二是用示波器檢查節氣門(mén)位置傳感器TPS與噴油器的同步,檢查T(mén)PS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(shí)在進(jìn)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(shí)間的長(cháng)短(與標準波形進(jìn)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(lái)檢查缺火故障,雖然筆者不推薦這樣做,但是有時(shí)這樣做也能夠快速排除故障。如果采用換件法進(jìn)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(xiàn)和1缸對換,將3缸噴油器和它調換,火花塞可以與4缸互相調換,這樣更換后我們再試車(chē),直到故障再次發(fā)生。如果故障成了2缸失火,則是缸線(xiàn)的問(wèn)題,如是3缸失火則是噴油器的問(wèn)題,以此類(lèi)推。如果故障沒(méi)有轉移,則考慮機械故障或其他元件故障。
其實(shí),發(fā)動(dòng)機缺火的故障檢修并不復雜,通常是點(diǎn)火系統的故障較多,有時(shí)故障點(diǎn)也會(huì )出現在機械方面或發(fā)動(dòng)機電控方面。下面,筆者結合2個(gè)具體的故障案例來(lái)簡(jiǎn)要說(shuō)明缺火故障的檢修。
案例1
故障現象:一輛2003年款豐田大霸王多功能車(chē),裝備2AZ-FE發(fā)動(dòng)機,用戶(hù)反映早上著(zhù)車(chē)后發(fā)動(dòng)機怠速抖動(dòng)。
檢查分析:將車(chē)留廠(chǎng)觀(guān)察,停放一夜后,第二天早上著(zhù)車(chē)發(fā)動(dòng)機怠速抖動(dòng)。使用豐田智能檢測儀檢測,無(wú)發(fā)動(dòng)機故障碼存儲;查看發(fā)動(dòng)機數據流,發(fā)現2缸缺火;Q2缸和3缸點(diǎn)火線(xiàn)圈后,2缸缺火提示消失,3缸出現了缺火。
故障排除:筆者分析是2缸點(diǎn)火線(xiàn)圈在冷態(tài)下工作不良,更換2缸點(diǎn)火線(xiàn)圈后,發(fā)動(dòng)機怠速抖動(dòng)的現象消失。
案例2
故障現象:一輛2006年款豐田花冠轎車(chē),裝備1ZZ-FE發(fā)動(dòng)機。用戶(hù)反映發(fā)動(dòng)機故障燈點(diǎn)亮,發(fā)動(dòng)機怠速時(shí)抖動(dòng)。
檢查分析:使用豐田智能檢測儀檢測,調取發(fā)動(dòng)機故障碼為P0304(檢測到發(fā)動(dòng)機第4缸缺火),查看發(fā)動(dòng)機缺火數據幀為:發(fā)動(dòng)機轉速724r/min,總點(diǎn)火次數391次,發(fā)動(dòng)機4缸缺火次數4次。
對發(fā)動(dòng)機進(jìn)行基本檢查,但是沒(méi)有發(fā)現問(wèn)題。替換了點(diǎn)火線(xiàn)圈、火花塞以及噴油器等部件,但是依然顯示發(fā)動(dòng)機缺火。懷疑發(fā)動(dòng)機進(jìn)排氣系統有問(wèn)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(gè)缸的缸壓小0.2MPa,但也在正常相差范圍內。
最后決定用廢氣分析儀進(jìn)一步檢查發(fā)動(dòng)機進(jìn)排氣系統。為了滿(mǎn)足排放法規的嚴格要求,使HC、CO和NOx等有害氣體零排放,現代發(fā)動(dòng)機控制系統必須始終將實(shí)際空燃比控制在理論空燃比14.7:1(也就是過(guò)量空氣系數始終為1)附近。實(shí)測該車(chē)發(fā)動(dòng)機怠速工作時(shí)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(guò)量空氣系數為1.5。
將發(fā)動(dòng)機轉速穩定在3000r/min時(shí),過(guò)量空氣系數接近1,這表明高速時(shí)發(fā)動(dòng)機控制系統對實(shí)際空燃比的控制基本正常。筆者懷疑發(fā)動(dòng)機工作時(shí)有未經(jīng)過(guò)空氣流量計的空氣進(jìn)入氣缸,造成怠速時(shí)混合氣過(guò)稀,使過(guò)量空氣系數大于1。拆掉氣門(mén)室蓋,檢查氣門(mén)正時(shí)正常。檢查進(jìn)排氣門(mén)間隙,發(fā)現4缸2個(gè)排氣門(mén)中,有一個(gè)沒(méi)有間隙,始終頂在凸輪軸上,造成氣門(mén)無(wú)法關(guān)閉,一直存在漏氣。拆解發(fā)動(dòng)機氣缸蓋,發(fā)現始終漏氣的排氣門(mén)的氣門(mén)座下沉。
故障排除:對發(fā)動(dòng)機4缸下沉的排氣門(mén)座進(jìn)行修復,并更換4缸的2進(jìn)2排4個(gè)氣門(mén)和氣缸蓋全部16個(gè)氣門(mén)油封,裝復后故障排除。