淺談本田R20A3發(fā)動機單缸失火故障的檢修

文、圖：張飆

淺談本田R20A3發(fā)動機單缸失火故障的檢修

文、圖：張飆

單缸失火、氣門漏氣

故障現(xiàn)象：一輛2016年款第八代雅閣2.0轎車，購買不到2個月，行駛里程2 367 km。該車起動后怠速時有明顯的抖動，行駛10 min左右，發(fā)動機抖動嚴重，并伴有行駛時動力不足現(xiàn)象，同時儀表板上的發(fā)動機故障點亮燈。用戶到4S店投訴，要求盡快解決。

檢查分析：維修人員試車發(fā)現(xiàn)，故障的確如用戶所描述的。用本田專用故障診斷儀HDS檢測發(fā)動機控制單元，發(fā)現(xiàn)一個故障碼“P0304——4號氣缸缺火”（圖1）。維修人員將第4缸點火線圈與其他缸的互換后，刪除故障碼試車，發(fā)動機怠速運轉(zhuǎn)10 min后再次開始抖動，儀表板上的發(fā)動機故障燈再次點亮。

圖1 檢測到單缸失火的故障碼

在發(fā)動機工作中，控制單元接收各傳感器的檢測信號，通過精密計算后輸出指令，控制和調(diào)整各執(zhí)行器的工作狀況，保證發(fā)動機的工作狀態(tài)正常。針對發(fā)動機失火檢測而言，發(fā)動機控制單元通過曲軸位置傳感器來監(jiān)測發(fā)動機轉(zhuǎn)動時速率來判斷是否發(fā)生失火，通過凸輪軸位置傳感器識別失火的氣缸。當發(fā)動機失火率超過極限值，發(fā)動機控制單元開始統(tǒng)計發(fā)動機失火次數(shù)，存儲故障碼并點亮故障燈，提示駕駛員車輛發(fā)生了故障。

（1）故障分析

對發(fā)動機失火的原因進行分析，可概括為兩大方面：電子控制系統(tǒng)故障和發(fā)動機機械系統(tǒng)故障。具體分析結果見圖2。

圖2 發(fā)動機單缸失火的可能性分析

電子控制系統(tǒng)方面故障的可能性有傳感器故障引起反饋信號失準、電子控制單元接收到錯誤信號從而輸出錯誤的控制信號、電子控制單元本身故障、執(zhí)行器（噴油器、火花塞和點火線圈、連接線路等）本身故障不工作。

機械系統(tǒng)方面故障的可能性有氣門間隙過大、氣門積炭、氣門桿彎曲等因素，導致氣門關閉不嚴、凸輪軸相位失準引起氣門開閉不適時、氣缸活塞磨損大導致密封不良等。

（2）電控系統(tǒng)檢測

按照上述分析，維修人員首先對發(fā)動機電控系統(tǒng)進行檢查。將HDS專用故障診斷儀連接到車輛上試車。待故障出現(xiàn)后讀取發(fā)動機控制單元數(shù)據(jù)流，從數(shù)據(jù)流中可以看到第4缸缺火計數(shù)不斷在增加，其他氣缸工作正常（圖3）。而發(fā)動機的空燃比、節(jié)氣門開度控制指令、EGR閥開度等數(shù)據(jù)均在技術規(guī)格范圍內(nèi)（圖4）。

圖3 4缸失火的計數(shù)不斷增加

圖4 檢測到的數(shù)據(jù)流

接下來，維修人員檢查判斷電控系統(tǒng)各傳感器和執(zhí)行器工作情況。首先測量第4缸噴油器插頭的信號電壓和電源電壓，分別為4.9 V和12.5 V（圖5），噴油器上的端子電阻為12.4 Ω，均在標準范圍內(nèi)。然后將全部點火線圈和火花塞拆出進行檢查，檢查火花塞電極間隙為1 mm，且外觀無異常；進行跳火測試，確認4缸的火花強度與其他缸對比無明顯差異，點火順序是1—3—4—2，于是判斷點火控制和執(zhí)行正常。最后，最后，維修人員將全部噴油器拆下進行噴油效果檢查，確認噴射范圍均勻，霧化效果良好，無堵塞或滴漏情況。

圖5 檢測4缸噴油器信號電壓

通過以上檢查，排除了發(fā)動機控制單元、控制線路、噴油器、點火線圈或火花塞故障引起發(fā)動機失火的可能性，判斷發(fā)動機電子控制系統(tǒng)正常。

（3）機械部件檢測

缸蓋或缸體密封不良，活塞磨損過大、連桿彎曲導致氣缸壓力降低等因素，都會導致發(fā)動機發(fā)生失火。

①檢測缸壓

首先拆下空氣濾清器、點火線圈和火花塞，并安裝氣缸壓力表，然后通過HDS軟件設置噴油器停止工作。測量時將加速踏板踩到底，使節(jié)氣門處于全開狀態(tài)。起動起動機，通過起動機帶動曲軸轉(zhuǎn)動約5 s，逐缸測量氣缸壓力。每缸測3次，讀取最大值。經(jīng)過測量，1～4缸的氣缸壓力值分別是1 180 kPa、1 210 kPa、1 190 kPa和1 100 kPa。

該車新車的氣缸壓力值約為1 200 kPa，但測得第4缸壓力相對其他3個氣缸偏低，壓力差接近10%，由此判斷第4缸活塞環(huán)或氣門存在泄漏情況。

為進一步區(qū)分和驗證是缸體或缸蓋的問題，從火花塞孔向第4缸氣缸內(nèi)注入約30 mL機油，然后再次測量氣缸壓力。如果測得氣缸壓力有提高，說明是缸體總成故障，例如活塞環(huán)、氣缸磨損過大，引起漏氣泄壓；如果測得氣缸壓力與之前接近，說明是缸蓋故障，例如氣門或缸蓋墊密封不嚴漏氣。結果測量結果與之前近似，故將故障部位鎖定在缸蓋處。

②缸蓋

該車發(fā)動機運行中，未發(fā)現(xiàn)有漏氣聲，發(fā)動機表面也沒有明顯的油污。由于是新車，缸墊老化的可能性較低，而且在測量缸壓時，也未見相鄰氣缸壓力值均偏低的情況，因此可排除缸墊泄漏導致發(fā)動機第4缸失火的可能性。

③檢查氣門間隙

拆下氣門室蓋，順時針轉(zhuǎn)動曲軸，觀察各氣門開閉情況，未見異常。繼續(xù)轉(zhuǎn)動曲軸，使凸輪軸鏈輪上的4號標記對準上方，并且凸輪軸鏈輪上的凹槽與氣缸蓋的頂部邊緣對準（圖6）。此時第4缸的4個氣門均處于關閉狀態(tài)，可進行氣門間隙檢查。

圖6 調(diào)整凸輪軸使4缸氣門全閉

經(jīng)檢查，第4缸的2個進氣門間隙分別為0.19 mm和0.20 mm，2個排氣門間隙為0.24 mm和0.25 mm，均符合技術要求。而且與其他氣缸的氣門間隙對比，第4缸的氣門間隙值無明顯差異。由此排除因氣門間隙失常而導致氣門開啟遲后、關閉不嚴，從而引起發(fā)動機失火故障的可能性。

④檢查氣門

在征得用戶同意的情況下，維修人員將缸蓋總成拆下，重點檢查第4缸氣門的密封性。使第4缸的全部氣門處于關閉狀態(tài)，然后在其燃燒室內(nèi)倒入少量的水（7）。大概3 min后發(fā)現(xiàn)水量有減少和冒出氣泡，缸蓋排氣口處有水流出（圖8），但進氣口依舊干燥。嘗試對其他3個缸進行同樣試驗，均無漏水情況。由此判斷，該發(fā)動機第4缸失火故障是由于排氣門關閉不嚴所導致。

圖7 測試氣門的密封性

圖8 排氣口處有水流出

故障排除：原則上應對該車作保修更換缸蓋總成處理，但考慮到用戶急需用車的情況，經(jīng)用戶同意，維修人員更換全部進、排氣門。維修后，該車發(fā)動機運轉(zhuǎn)平順，故障燈沒有再點亮。用HDS故障診斷儀檢測發(fā)動機數(shù)據(jù)流，均無異常。1個月后回訪用戶，確認故障徹底排除。

回顧總結：發(fā)動機因為單缸功率不足而報失火故障碼的案例較罕見，若維修人員對發(fā)動機電控系統(tǒng)和機械系統(tǒng)的工作原理不熟悉，會對故障診斷和排除工作帶來困難。因此，在處理此類車輛故障時，診斷分析一定要邏輯合理、思路清晰，再從外到內(nèi)、從簡單到復雜進行檢查，并且要以實際檢測數(shù)據(jù)來作為判斷問題的依據(jù)，驗證理論判斷。