分析发动机缺火故障的检修及原因

核心提示：在检修发动机故障时，特别是检修发动机怠速抖动或废气排放标的故障时，维修人员经常会遇到故障诊断仪提示发动机缺火，对此我们应该有正确的认识。

　　在检修发动机故障时，特别是检修发动机怠速抖动或废气排放标的故障时，维修人员经常会遇到故障诊断仪提示发动机缺火，对此我们应该有正确的认识。发动机缺火后，高浓度的碳氢化合物会进入排气系统，造成尾气排放标。高浓度的碳氢化合物还会使三元催化器的温度升高，严重时会使三元催化器损坏。下面以丰田车系为例，对发动机缺火故障进行分析。

（1）发动机缺火的监测

　　为了防止尾气排放标和三元催化器热损坏，发动机控制单元使用曲轴位置传感器监测发动机转动时速率的偏差来确定缺火，用凸轮轴位置传感器识别缺火的气缸。当发动机缺火率过了门限值并有可能导致排放标时，发动机控制单元开始统计发动机缺火次数。

　　（2）发动机缺火的分类

　　发动机缺火可简单分为两种情况，一种是*缺火也就是没有燃烧，另一种是部分缺火，也就是燃烧不稳定。OBDⅡ定义了A、B、C三种发动机缺火水平。

　　①A型缺火是严重的缺火，接近损坏三元催化器。如果检测到，发动机故障警告灯会闪烁，提醒驾驶者立即修理，并按*次行程逻辑存储故障码和数据帧。发动机诊断系统通过统计发动机曲轴200转中的缺火次数来鉴别A型缺火。

　　②B型缺火出现时，废气中有害物质的排放量会增加1.5倍以上。

　　③C型缺火是程度轻的缺火，会导致汽车废气排放不达标。

　　发动机诊断系统通过统计发动机曲轴1000转中的缺火次数来鉴别B、C型缺火，B、C型缺火在两次行程中连续发生，发动机控制单元会存储故障码并点亮发动机故障灯。空燃比正确、点火充足以及机械状况好的发动机就不会发生缺火，如果有任何一方面出现问题，燃烧就会过早结束，从而产生缺火。

　　（3）发动机缺火的检修

　　在排除发动机缺火故障的过程中，需要特别注意3点，即缸压、点火以及喷油。

　　①缸压：利用缸压表可以很容易进行检测，在这里不再赘述，但要考虑到，气门弹簧的硬度变化与凸轮轴的磨损程度在量缸压的时候很难检测出来，也要考虑到进气量是否足够（漏气或气门积炭）。

　　②点火：对于发动机缺火的检修，有时只靠读取发动机数据流是不能发现问题的，还要借助示波器来进一步做出判断。点火要考虑的因素包括点火正时、火花塞的工作是否正常、高压线的阻值是否在标准值范围、点火线圈的工作是否正常（电源线与信号线是否虚接）以及发动机控制单元的工作是否正常（包括CAN数据提供的信号）。建议尽量使用仪器检测（图1），例如可以用示波器检查凸轮轴传感器与曲轴位置传感器的同步性，能够分析出失火的存在性和点火正时与配气相位的性；用示波器检查点火线圈的工作状况与点火时间，同时能够分析出火花塞的好坏；用示波器检查各控制单元之间的数据线的连接；用兆欧表检测火花塞的电阻；用万用表检测高压线的阻值。

图1

　　③喷油：一是通过数据流察看喷油脉宽、点火时间以及氧传感器的工作状况，二是用示波器检查节气门位置传感器TPS与喷油器的同步，检查TPS与氧传感器的同步，再就是检查喷油器与氧传感器的同步（怠速时在进气口喷入清洗剂，检查喷油器和氧传感器的变化），后检查喷油器的单独波形，分析喷油器的好坏与喷油时间的长短（与标准波形进行对比），后要考虑使用的汽油标号、爆震传感器以及三元催化器等。

　　很多维修站喜欢用换件的方法来检查缺火故障，虽然笔者不这样做，但是有时这样做也能够快速排除故障。如果采用换件法进行检查，建议使用下列的换件方法。例如1缸失火，我们可以将2缸的缸线和1缸对换，将3缸喷油器和它调换，火花塞可以与4缸互相调换，这样更换后我们再试车，直到故障再次发生。如果故障成了2缸失火，则是缸线的问题，如是3缸失火则是喷油器的问题，以此类推。如果故障没有转移，则考虑机械故障或其他元件故障。

　　其实，发动机缺火的故障检修并不复杂，通常是点火系统的故障较多，有时故障点也会出现在机械方面或发动机电控方面。下面，笔者结合2个具体的故障案例来简要说明缺火故障的检修。

　　案例1

　　故障现象：一辆2003年款丰田大霸王多功能车，装备2AZ-FE发动机，用户反映早上着车后发动机怠速抖动。

　　检查分析：将车留厂观察，停放一夜后，第二天早上着车发动机怠速抖动。使用丰田智能检测仪检测，无发动机故障码存储；查看发动机数据流，发现2缸缺火。互换2缸和3缸点火线圈后，2缸缺火提示消失，3缸出现了缺火。

　　故障排除：笔者分析是2缸点火线圈在冷态下工作不良，更换2缸点火线圈后，发动机怠速抖动的现象消失。

　　案例2

　　故障现象：一辆2006年款丰田花冠轿车，装备1ZZ-FE发动机。用户反映发动机故障灯点亮，发动机怠速时抖动。

　　检查分析：使用丰田智能检测仪检测，调取发动机故障码为P0304（检测到发动机第4缸缺火），查看发动机缺火数据帧为：发动机转速724r/min，总点火次数391次，发动机4缸缺火次数4次。

　　对发动机进行基本检查，但是没有发现问题。替换了点火线圈、火花塞以及喷油器等部件，但是依然显示发动机缺火。怀疑发动机进排气系统有问题，测量气缸压力，测得1缸、2缸以及3缸的缸压接近1.4MPa，4缸的压力1.2MPa，虽然比其他3个缸的缸压小0.2MPa，但也在正常相差范围内。

　　后决定用废气分析仪进一步检查发动机进排气系统。为了满足排放法规的严格要求，使HC、CO和NOx等有害气体*，现代发动机控制系统必须始终将实际空燃比控制在理论空燃比14.7：1（也就是过量空气系数始终为1）附近。实测该车发动机怠速工作时尾气成分为：CO2为9.94%，O2为8.09%，HC为596×10-6，CO为0.784%，NOx为0×10-6，过量空气系数为1.5。

　　将发动机转速稳定在3000r/min时，过量空气系数接近1，这表明高速时发动机控制系统对实际空燃比的控制基本正常。笔者怀疑发动机工作时有未经过空气流量计的空气进入气缸，造成怠速时混合气过稀，使过量空气系数大于1。拆掉气门室盖，检查气门正时正常。检查进排气门间隙，发现4缸2个排气门中，有一个没有间隙，始终顶在凸轮轴上，造成气门无法关闭，一直存在漏气。拆解发动机气缸盖，发现始终漏气的排气门的气门座下沉（图2）。

图2

　　故障排除：对发动机4缸下沉的排气门座进行修复，并更换4缸的2进2排4个气门和气缸盖全部16个气门油封，装复后故障排除。