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本田思铂睿发动机缺缸故障检修

作者:星 星 来源:汽车维修与保养 2021-02-22 17:25 收藏成功收藏本文

一辆行驶里程约8.6万km的东风本田思铂睿,发动机因进水熄火后,未再次进行发动机的启动操作,但发动机故障灯偶尔点亮。

检修描述:一辆行驶里程约8.6万km、搭载K24Z3型发动机(2.4L)的2012年东风本田思铂睿轿车。该车因为发动机进水被拖进我店进行维修。据车主介绍,该车发动机因进水熄火后,未再次进行发动机的启动操作,因此未造成太大的损失。对进水部位进行维修(用WD40清洁线束插头,更换进水的电脑模块等)后,发动机运转正常,但在试车时发现发动机故障灯偶尔点亮。用诊断仪读取故障信息,发现系统内存有故障码“P0301一发动机1号汽缸缺缸”,而且此故障码能够被删除,但再次试车故障依旧。

故障检测:针对该车故障现象,尤其是涉及电器部分的故障,在诊断时必须遵守的五个步骤(即“五步诊断法”)是:①对故障进行验证、确认;②分析原理图;③通过检测电路查找故障;④确定故障并进行维修排除;⑤确认电路正常工作。按照这5个步骤进行处理,诊断起来就不会没有头绪,而且会少走弯路。

在故障诊断之前,先简单了解一下关于发动机缺缸方面的知识。对于汽油发动机缺缸(也有的叫发动机缺火)的原因,需从发动机工作的三要素说起,即:良好的空气一燃油混合气、很高的汽缸压力和正确的点火正时及强烈的火花。如果发动机出现缺缸或者是完全不能启动,从这三个基本要素入手,就一定能找到故障原因。

发动机电脑PCM是如何监测发动机汽缸工作情况呢?对于我们所熟知的早期丰田汽车发动机控制系统,发动机电脑PCM根据发动机的工况进行计算以后,向点火线圈发出一个IGT点火指令,如果点火线圈能够正确点火,则向发动机电脑发送一个IGF的点火反馈信号,发动机电脑PCM只有在收到IGT的点火反馈信号后,才会使喷油器继续喷油(图1),如果点火系统不能正常工作但仍继续喷油的话,汽油会对汽缸进行冲洗而导致淹缸,并对排气系统造成损伤。

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随着国家环境保护法规的日益严格,对车辆尾气排放的要求越来越高,车辆上安装的OBD II车载自诊断系统,其重点工作之一就是对发动机汽缸的工作情况进行监测。需要注意的是,在本田发动机的点火系统中,采用的是三根线的点火线圈,与丰田发动机相比,少了一根IGF反馈线。本田思铂睿发动机点火线圈插头的线束如图2所示。

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其中:1号脚(黄/绿色线)连接至PCM的C15号脚,用来接收PCM的信号进行点火;2号脚(黑色线)在发动机G102处进行搭铁;3号脚(黑/白线)连接至熔丝,是点火线圈的电源线。

本田发动机缺少一根IGF反馈线,那么PCM是如何监控发动机各汽缸的工作状态呢?答案是PCM通过监测发动机转速的变化来获知发动机各汽缸的工作状态。

发动机在运转的过程当中,如果某汽缸没有做功或者是做功不良,发动机的转速此时会下降,目前发动机转速传感器的精确度非常高,发动机转速的变化能够及时被PCM监测到,由此PCM便监测到每个汽缸的工作状态,图3为本田发动机转速监测原理。

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针对本故障车,笔者按照“五步诊断法”对其进行诊断。

第一步:对故障现象进行验证、确认。发动机在怠速运行时没有什么异常,也没有故障码和缺缸记录。试车过程中路况好的时候发动机加速有力,但是路况不太好时,发动机故障灯会点亮,此时便限制了动力输出,需要重新启动才能正常行驶。

第二步:查阅并分析与故障现象相关的电路图。按照从电源到电路、零部件再到地线的顺序,根据电流通路确定电路工作原理,结合故障现象及电路运行情况,确定一种或几种可能的故障原因。

本着先易后难以及故障频率高低的原则,首先检查点火线圈和火花塞。由于每次都是1号汽缸缺缸,所以对调了1缸的点火线圈,但故障依旧,由此证明1缸点火线圈工作正常。四个点火线圈的电源和接地是并联的,但点火线圈的驱动信号线是各自分开的,仔细检查相关线束的连接情况,未发现异常。虽然发动机电脑也有存在故障的可能,但在没有任何依据的情况下不能随意更换发动机电脑PCM,且水并没有浸泡到发动机电脑PCM,所以先不考虑发动机电脑PCM的因素。

火花塞对发动机的影响非常关键。拆下火花塞(图4)。

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通过观察火花塞裙部的颜色情况,可以大致判断发动机的工作状况。正常的颜色应该是棕色的,如果火花塞裙部偏黑,说明燃油混合气偏浓;如果偏白说明混合气过稀,如果偏白甚至有一些白色结晶体出现则可能是发动机温度过高。当然也不能完全忽视燃然油品质的影响因素,燃油品质不良也会引起火花塞颜色不正常。需要特别说明的是,如果火花塞是原厂件,且质量没问题,但是火花塞裙部的颜色不正常,此时需要查找一些例如燃油混合气方面的原因,而不是盲目更换火花塞。通过以上检查,基本可以判定故障车点火系统工作正常。

接着检查喷油嘴,由于店内喷油嘴分析仪坏了,所以就没有拆下喷油嘴进行雾化、泄漏测试。关掉点火开关,等待90s后,拔掉喷油嘴的线束插头,测量喷油嘴的电阻为11Ω(图5),在正常范围(10~13Ω)之内。因此,初步判断喷油器符合要求。

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接下来要检查发动机工作的汽缸压力。具体操作方法是:发动机热车,断开喷油器线束,拆掉点火线圈和火花塞,将汽缸压力表安装在火花塞孔上,在节气门全开的情况下用启动机带动活塞转动。通过测量发现,故障车」号汽缸的压缩压力如图6所示,为12.5kgf/cm 2 (1 226kPa),大于维修手册上规定的标准值9.5kgf/cm 2 (930kPa),符合要求;而且4个汽缸的压缩压力最大偏差值在1 kg f/cm 2 (98kPa)之内,也是在标准范围之内的。

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从以上的检查结果来看,故障车的发动机汽缸压缩压力、点火线圈及火花塞、喷油嘴都工作正常,缺缸的原因到底在哪里呢?

通过反复试车并总9障出现的规律发现,发动机缺缸好像与转向有一定关系。于是连接本田专用诊断电脑HDS并进行试车。多次试车发现,车辆左转时会有1号汽缸缺缸的故障码产生,且向左转向越激烈,故障就越明显,但右转向和直线行驶的时发动机故障灯不点亮。

故障排除:是什么因素导致产生了这个奇怪故障现象呢?通过前面的检修步骤已经排除了很多可能性,难道是燃油问题所导致的?拆下了燃油滤清器(图7),发现燃油箱里面有水。

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更换燃油滤清器和油箱里的燃油后,该车故障被彻底排除。

维修小结:车虽然修好了,但有两个问题还没有解决。

第一个问题:为什么只有在车辆左转时才会发生1号汽缸缺缸的故障现象,且转向越激烈故障越明显,而其它工况下却正常?

车辆在向左猛打方向时,在离心力的作用下,燃油管里面的水珠会向右甩(因为水和燃油不能相容,并且水的比重比燃油大),而燃油管的最右侧(从驾驶室里面的方向来看)安装的就是1号汽缸的喷油嘴。左转时水珠聚集在这个位置(图8),进入1号汽缸中的混合气合有大量水分,从而造成1号汽缸缺缸的故障现象。车辆直线行驶时,燃油管里面的水相对不会如此集中地进入某个汽缸,因为本田发动机的PCM是通过曲轴位置转速传感器CKP的信号变化来判断缺缸的,所以此时这个转速的变化不会那么明显。车辆右转时,燃油管里面的水因为受到离心力的作用向左甩出,水珠会向燃油管进油方向滚动,即水珠“有路可退”,所以暂时对发动机的工作没有影响。

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第二个问题:燃油箱里面的水是怎么进去的?

要回答这个问题,需要先了解燃油蒸发排放控制(EVAP)系统的工作原理。燃油蒸发排放控制(EVAP)系统是暂时地将燃油蒸发气体吸收在活性炭罐内,并将其送回发动机燃烧。其目的是防止燃油箱中蒸发出来的气体直接进入大气。燃油蒸发排放控制(EVAP)系统结构如图9所示。

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燃油蒸汽会导致燃油箱内的压力上升,当压力超过预设值时,EVAP双通阀的正压力阀打开。流经EVAP双通阀的燃油蒸汽将被送到EVAP炭罐暂时存储。当发动机冷却液足够热,ECM/PCM将打开燃油蒸发排放(EVAP)活性炭罐净化阀,将存储在EVAP炭罐中的燃油蒸气吸入进气歧管燃烧掉。为了调节吸入发动机的燃油蒸汽量,通过工作循环控制(即占空比控制)使ECM/PCM改变EVAP炭罐净化阀的开度。当外部空气或其他因素导致油箱冷却时,其内部压力就会降低,系统产生负压,当负压超过EVAP双通阀预设值时,负压阀将被打开,EVAP炭罐中的燃油蒸汽将返回油箱。

通过与车主沟通得知,此车曾被浸泡在水里长达两天,水深接近整个轮胎的高度,且此车的EVA叫舌性炭罐安装在燃油箱的水平位置附近,而这个高度刚好被水淹没。水的温度和压力导致燃油箱内部压力下降,从而使水经过炭罐、EVAP双通阀被吸入油箱中,由此导致该车出现上述故障。

维修点评:本案例涉及的故障有一定的特殊性,可以看出作者的基本功非常扎实,条理清晰、分析透彻,并没有像大多数维修技师一样,只是通过盲目更换相关部件进行测试。这是非常难能可贵的。

关于发动机缺火的检测原理,其实就是PCM检测各个汽缸的做功状况,如果某一缸出现做功不良,活塞产生的推力就会不足,并通过曲轴转速传感器体现出来。理论上,曲轴被60个齿均分,每个齿对应60的曲轴转角,但曲轴实际只有58个齿,空缺的两个齿是检测一缸上止点的位置,但是到底是一缸的压缩行程还是排气行程,则需要通过凸轮轴的位置信号来进行判断。

发动机设置了多个不同的缺火算法,针对不同的故障码类型,每一种算法都是针对不同的转速基数而言的,如:严重失火时,产生“严重失火、喷油器关闭”的故障码;一般失火时,产生“某某汽缸失火”的故障码;冷启动失火时,产生“失火、冷启动有废气危害”等故障码。

在实际维修过程中,并不是一定要等到故障码出现时才能检修,而是可以通过数据流的缺火记录和OBD检测的通过性,更早发现故障,从而提高维修效率和准确性。如图10所示,显示通过就说明,在本次的检测中已经没有故障,未完成的表示还不满足车辆的运行检测条件,所以还没有进行测试和监控,如EGR系统的检测,就需要多个条件来进行检测。

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