總結(jié)分析發(fā)動(dòng)機(jī)缺火故障的檢修及原因

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在檢修發(fā)動(dòng)機(jī)故障時(shí)，特別是檢修發(fā)動(dòng)機(jī)怠速抖動(dòng)或廢氣排放超標(biāo)的故障時(shí)，維修人員經(jīng)常會(huì)遇到故障診斷儀提示發(fā)動(dòng)機(jī)缺火，對(duì)此我們應(yīng)該有正確的認(rèn)識(shí)。發(fā)動(dòng)機(jī)缺火后，高濃度的碳?xì)浠�合物�?huì)進(jìn)入排氣系統(tǒng)，造成尾氣排放超標(biāo)。高濃度的碳?xì)浠�合物還會(huì)使三元催化器的溫度升高，嚴(yán)重時(shí)會(huì)使三元催化器損壞。下面以豐田車系為例，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)缺火故障進(jìn)行分析。(1)發(fā)動(dòng)機(jī)缺火的監(jiān)測(cè)

為了防止尾氣排放超標(biāo)和三元催化器熱損壞，發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元使用曲軸位置傳感器監(jiān)測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)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(shí)別缺火的氣缸。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)缺火率超過(guò)了門限值并有可能導(dǎo)致排放超標(biāo)時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元開(kāi)始統(tǒng)計(jì)發(fā)動(dòng)機(jī)缺火次數(shù)。(2)發(fā)動(dòng)機(jī)缺火的分類

發(fā)動(dòng)機(jī)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(wěn)定。OBDⅡ定義了A、B、C三種發(fā)動(dòng)機(jī)缺火水平。①A型缺火是最嚴(yán)重的缺火，接近損壞三元催化器。如果檢測(cè)到，發(fā)動(dòng)機(jī)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(chǔ)故障碼和數(shù)據(jù)幀。發(fā)動(dòng)機(jī)診斷系統(tǒng)通過(guò)統(tǒng)計(jì)發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸200轉(zhuǎn)中的缺火次數(shù)來(lái)鑒別A型缺火。

②B型缺火出現(xiàn)時(shí)，廢氣中有害物質(zhì)的排放量會(huì)增加1.5倍以上。③C型缺火是程度最輕的缺火，會(huì)導(dǎo)致汽車廢氣排放不達(dá)標(biāo)。

發(fā)動(dòng)機(jī)診斷系統(tǒng)通過(guò)統(tǒng)計(jì)發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸1000轉(zhuǎn)中的缺火次數(shù)來(lái)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(dòng)機(jī)控制單元會(huì)存儲(chǔ)故障碼并點(diǎn)亮發(fā)動(dòng)機(jī)故障燈。空燃比正確、點(diǎn)火充足以及機(jī)械狀況好的發(fā)動(dòng)機(jī)就不會(huì)發(fā)生缺火，如果有任何一方面出現(xiàn)問(wèn)題，燃燒就會(huì)過(guò)早結(jié)束，從而產(chǎn)生缺火。(3)發(fā)動(dòng)機(jī)缺火的檢修

在排除發(fā)動(dòng)機(jī)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。

①缸壓：利用缸壓表可以很容易進(jìn)行檢測(cè)，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(shí)候很難檢測(cè)出來(lái)，也要考慮到進(jìn)氣量是否足夠(漏氣或氣門積炭)。②點(diǎn)火：對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)缺火的檢修，有時(shí)只靠讀取發(fā)動(dòng)機(jī)數(shù)據(jù)流是不能發(fā)現(xiàn)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、高壓線的阻值是否在標(biāo)準(zhǔn)值范圍、點(diǎn)火線圈的工作是否正常(電源線與信號(hào)線是否虛接)以及發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元的工作是否正常(包括CAN

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數(shù)據(jù)提供的信號(hào))。建議盡量使用儀器檢測(cè)(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(zhǔn)確性；用示波器檢查點(diǎn)火線圈的工作狀況與點(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(shù)據(jù)線的連接；用兆歐表檢測(cè)火花塞的電阻；用萬(wàn)用表檢測(cè)高壓線的阻值。

③噴油：一是通過(guò)數(shù)據(jù)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(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(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(dú)波形，分析噴油器的好壞與噴油時(shí)間的長(zhǎng)短(與標(biāo)準(zhǔn)波形進(jìn)行對(duì)比)，最后要考慮使用的汽油標(biāo)號(hào)、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缸的缸線和1缸對(duì)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?cè)僭囓�，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(wèn)題，如是3缸失火則是噴油器的問(wèn)題，以此類推。如果故障沒(méi)有轉(zhuǎn)移，則考慮機(jī)械故障或其他元件故障。

其實(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)缺火的故障檢修并不復(fù)雜，通常是點(diǎn)火系統(tǒng)的故障較多，有時(shí)故障點(diǎn)也會(huì)出現(xiàn)在機(jī)械方面或發(fā)動(dòng)機(jī)電控方面。下面，筆者結(jié)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(xiàn)象：一輛201*年款豐田大霸王多功能車，裝備2AZ-FE發(fā)動(dòng)機(jī)，用戶反映早上著車后發(fā)動(dòng)機(jī)怠速抖動(dòng)。

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(dòng)機(jī)怠速抖動(dòng)。使用豐田智能檢測(cè)儀檢測(cè)，無(wú)發(fā)動(dòng)機(jī)故障碼存儲(chǔ)；查看發(fā)動(dòng)機(jī)數(shù)據(jù)流，發(fā)現(xiàn)2缸缺火�；�換2缸和3缸點(diǎn)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(diǎn)火線圈在冷態(tài)下工作不良，更換2缸點(diǎn)火線圈后，發(fā)動(dòng)機(jī)怠速抖動(dòng)的現(xiàn)象消失。案例2

故障現(xiàn)象：一輛201*年款豐田花冠轎車，裝備1ZZ-FE發(fā)動(dòng)機(jī)。用戶反映發(fā)動(dòng)機(jī)故障燈點(diǎn)亮，發(fā)動(dòng)機(jī)怠速時(shí)抖動(dòng)。

檢查分析：使用豐田智能檢測(cè)儀檢測(cè)，調(diào)取發(fā)動(dòng)機(jī)故障碼為P0304(檢測(cè)到發(fā)動(dòng)機(jī)第4缸缺火)，查看發(fā)動(dòng)機(jī)缺火數(shù)據(jù)幀為：發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速724r/min，總點(diǎn)火次數(shù)391次，發(fā)動(dòng)機(jī)4缸缺火次數(shù)4次。

對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行基本檢查，但是沒(méi)有發(fā)現(xiàn)問(wèn)題。替換了點(diǎn)火線圈、火花塞以及噴油器等部件，但是依然顯示發(fā)動(dòng)機(jī)缺火。懷疑發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)排氣系統(tǒng)有問(wèn)題，測(cè)量氣缸壓力，測(cè)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(nèi)。

最后決定用廢氣分析儀進(jìn)一步檢查發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)排氣系統(tǒng)。為了滿足排放法規(guī)的嚴(yán)格要求，使HC、CO和NOx等有害氣體零排放，現(xiàn)代發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)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)

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量空氣系數(shù)始終為1)附近。實(shí)測(cè)該車發(fā)動(dòng)機(jī)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(shù)為1.5。

將發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速穩(wěn)定在3000r/min時(shí)，過(guò)量空氣系數(shù)接近1，這表明高速時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)對(duì)實(shí)際空燃比的控制基本正常。筆者懷疑發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)有未經(jīng)過(guò)空氣流量計(jì)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(shù)大于1。拆掉氣門室蓋，檢查氣門正時(shí)正常。檢查進(jìn)排氣門間隙，發(fā)現(xiàn)4缸2個(gè)排氣門中，有一個(gè)沒(méi)有間隙，始終頂在凸輪軸上，造成氣門無(wú)法關(guān)閉，一直存在漏氣。拆解發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸蓋，發(fā)現(xiàn)始終漏氣的排氣門的氣門座下沉。

故障排除：對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)4缸下沉的排氣門座進(jìn)行修復(fù)，并更換4缸的2進(jìn)2排4個(gè)氣門和氣缸蓋全部16個(gè)氣門油封，裝復(fù)后故障排除。

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