发动机失火与检测(上) - 汽车维修与保养

维 修 实 例
博 世 与 诊 断
S E R V I C E C A S E S
发 动 机 失 火 与 检 测 ( 上 )
● 文 / 河 北 刘 春 伟
在 最 近 维 修 车 辆 的 过 程
中 , 遇 到 很 多 顾 客 车 主 投
诉 的 问 题 是 : 车 辆 加
速 无 力 、 发 动 机 着 车
有 突 突 声 、 怠 速 抖 动 、
行 车 发 耸 、 变 速 器 换 挡 冲 击
等 。 查 其 故 障 原 因 归 纳 如 下 :
(1) 燃 油 供 给 压 力 低 。 如 汽 滤
堵 塞 、 电 动 燃 油 泵 损 坏 造 成 燃
油 压 力 低 于 规 定 标 准 , 通 过 连
接 油 压 表 测 量 油 压 或 计 量 燃
油 泵 供 油 量 来 判 断 。
(2) 排 气 管 路 堵 塞 , 主 要 是 三
元 催 化 器 堵 。 通 过 将 三 元 催 化 器 前
氧 传 感 器 拆 下 后 连 接 压 力 表 打 排 气 背
压 来 判 断 。
(3) 进 气 系 统 漏 气 。 包 括 节 气 门 体 前
方 与 空 气 流 量 计 之 间 漏 气 和 节 气 门 后 方
的 进 气 歧 管 漏 气 。
(4) 主 负 荷 信 号 传 感 器 的 损 坏 ( 如 : 空
气 流 量 计 或 进 气 压 力 传 感 器 ), 以 及 氧 传
感 器 、 水 温 传 感 器 等 修 正 信 号 传 感 器 的
故 障 。 这 些 故 障 有 时 会 直 接 报 出 故 障 码
(Fault code)( 简 称 “ 报 码 ”), 但 更 多 的
时 候 只 是 信 号 发 生 偏 移 , 没 有 超 出 报 码
的 界 定 , 即 还 不 符 合 报 码 的 条 件 , 那 就
只 能 靠 读 取 数 据 流 来 发 现 它 们 。 用 解 码
器 可 以 完 成 这 些 故 障 判 断 :
1 节 气 门 控 制 单 元 故 障 。
2 配 气 正 时 错 误 。 现 在 的 发 动 机
大 多 采 用 两 级 正 时 或 可 变 气 门 正 时 , 如
果 没 有 专 用 工 具 情 况 下 , 再 加 上 拆 装 不
当 , 那 么 发 生 配 气 正 时 装 配 错 误 的 几 率
就 非 常 大 。 还 有 就 是 正 时 皮 带 的 脱 齿 跳
牙 引 起 的 。
3 点 火 正 时 不 对 或 点 火 顺 序 错 误 。
4 发 动 机 燃 烧 “ 失 火 ”。
1. 发 动 机 失 火 的 概 念 与 失 火 的
判 断
在 维 修 过 程 中 发 现 发 动 机 燃 烧 “ 失
火 ” 是 造 成 发 动 机 加 速 无 力 、 抖 动 、 排
放 超 标 的 罪 魁 祸 首 。 那 什 么 是 “ 失 火 ”
呢 ? 我 们 先 引 入 一 下 “ 失 火 ” 的 概 念 。
所 谓 “ 失 火 ”, 通 俗 讲 就 是 缺 缸 、
断 缸 、 断 火 、 不 点 火 、 燃 烧 不 良 。 从 广
义 上 理 解 为 由 于 可 燃 混 合 汽 配 比 超 差 ( 过
浓 或 过 稀 )、 发 动 机 机 械 原 因 、 点 火 系
统 故 障 等 引 起 的 点 火 能 量 小 、 燃 烧 质 量
差 、 燃 烧 不 完 全 或 完 全 不 燃 烧 的 一 种 不
正 常 的 燃 烧 状 况 。 给 人 的 感 官 认 识 主 要
表 现 在 发 动 机 着 车 怠 速 抖
动 、 加 油 有 突 突 声 、 急 加
速 无 力 、 排 出 的 尾 气 刺 鼻
恶 臭 , 并 伴 随 着 发 动 机
故 障 灯 ( 如 “E P C”) 或 制 动
“ESP” 警 告 灯 的 点 亮 。
因 为 发 动 机 燃 烧 失 火 会
产 生 大 量 的 H C( 碳 氢 化 合 物 ) 和
CO( 一 氧 化 碳 ), 不 仅 对 环 境 造 成 了
污 染 , 人 体 吸 收 以 后 也 会 造 成 巨 大
的 伤 害 。 故 在 1990 年 代 中 期 美 国 将
车 载 诊 断 系 统 (OBD-II) 作 为 降 低 废
气 排 放 和 进 行 废 气 监 控 的 必 要 部 件
之 后 , 欧 洲 联 盟 也 于 2000 年 1 月 1 日
起 以 欧 洲 车 载 诊 断 系 统 (EOBD) 的 名 称
推 广 该 系 统 。 该 系 统 除 了 统 一 规 定 诊 断
接 口 DLC 的 安 放 位 置 ( 诊 断 接 口 必 须 位 于
驾 驶 员 座 椅 周 围 容 易 操 作 的 地 方 ), 诊 断
接 口 插 针 布 局 ( 如 图 1、16pin 诊 断 接 口 )
统 一 , 故 障 代 码 标 准 化 外 , 更 重 要 的 是
增 加 了 加 强 对 尾 气 排 放 的 监 控 。 尤 其 对
“ 失 火 ” 故 障 的 定 义 和 对 不 点 火 汽 缸 的
识 别 。 这 样 就 又 给 出 了 另 外 一 种 对 “ 失
火 ” 的 解 释 —— 判 断 不 点 火 汽 缸 的 探 测
系 统 。
OBD-II&EOBD 对 失 火 的 监 控 策 略
分 为 异 常 运 行 方 法 和 力 矩 分 析 方 法 。 前
者 是 利 用 发 动 机 转 速 传 感 器 计 算 在 做 功
冲 程 曲 轴 标 识 圆 盘 的 加 速 度 , 识 别 出 由
失 火 引 起 的 发 动 机 转 速 异 常 , 结 合 霍 尔
传 感 器 ( 凸 轮 轴 位 置 ) 的 信 号 。 发 动 机 控 制
单 元 可 以 识 别 出 是 哪 一 缸 失 火 。
后 一 种 也 是 根 据 发 动 机 转 速 传 感 器
和 霍 尔 传 感 器 提 供 的 信 号 , 来 识 别 出 哪
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燃 油 供 给 被 切 断 。
通 过 认 识 失 火 , 了 解 到 造 成 发 动 机
燃 烧 失 火 的 原 因 很 多 , 大 致 归 结 为 可 燃
混 合 汽 的 形 成 过 程 , 发 动 机 机 械 方 面 的
原 因 ( 主 要 影 响 压 缩 终 了 的 汽 缸 压 力 ) 以
及 点 火 系 统 的 故 障 三 个 方 面 。 在 本 文 中
重 点 阐 述 对 由 点 火 系 统 本 身 故 障 所 造 成
发 动 机 燃 烧 失 火 的 检 测 。 而 从 德 国 博 世
BOSCH 汽 车 专 业 维 修 的 理 念 来 讲 , 更 注
重 提 倡 的 是 车 辆 在 免 拆 条 件 下 的 检 测 。
因 为 这 样 , 第 一 , 避 免 在 拆 检 过 程 中 造
成 更 多 的 损 坏 , 如 在 着 车 的 情 况 下 , 通
过 拔 点 火 缸 线 或 插 拔 点 火 线 圈 的 电 缆 插
头 , 又 或 是 拔 喷 油 嘴 电 缆 插 头 来 断 火 断
缸 试 验 , 容 易 损 坏 电 脑 , 有 时 还 给 人 身
图 1 OBD 诊 断 接 口 针 脚 布 置
带 来 伤 害 。 其 次 , 有 些 隐 性 故 障 如 轻 微
失 火 表 现 不 太 明 显 , 人 为 根 本 感 觉 不
一 缸 发 生 不 点 火 故 障 , 但 两 者 评 价 发 动
机 转 速 信 号 的 方 法 不 同 。 力 矩 分 析 方 法
是 比 较 由 点 火 和 压 缩 两 冲 程 引 起 的 发 动
机 转 速 异 常 ( 如 图 2 所 示 ) 和 发 动 机 控 制
单 元 中 固 定 的 计 算 值 。 这 些 计 算 的 基 础
是 发 动 机 负 载 和 与 发 动 机 转 速 相 关 的 扭
矩 、 离 心 质 量 和 由 此 产 生 的 发 动 机 转 速
特 性 。 而 且 需 要 对 每 一 台 发 动 机 的 转 速
特 性 分 析 , 并 把 它 们 存 储 在 发 动 机 控 制
单 元 中 。
以 四 缸 机 举 例 说 明 :
发 动 机 转 速 在 每 一 个 燃 烧 周 期 中 因
压 缩 和 点 火 而 发 生 变 化 。 当 全 部 4 个 汽 缸
都 被 检 测 时 , 各 个 发 动 机 转 速 的 变 化 被
重 叠 , 从 而 产 生 出 一 条 合 成 曲 线 。 发 动
机 转 速 传 感 器 测 量 该 曲 线 , 发 动 机 控 制
单 元 检 测 该 曲 线 并 把 它 与 典 型 的 发 动 机
数 据 进 行 比 较 , 识 别 失 火 ( 如 图 3)。
如 果 因 失 火 而 超 出 了 OBD-II&EOBD
废 气 排 放 极 限 , 那 么 发 动 机 故 障 灯
“ESP” 或 会 点 亮 。 如 果 存 在 因 失
火 , 可 能 损 坏 三 元 催 化 装 置 的 危 险 和 发 动
机 的 转 速 在 危 险 的 负 荷 范 围 内 , 则 发 动 机
故 障 灯 先 开 始 闪 烁 , 片 刻 之 后 相 关 汽 缸 的
到 , 同 时 也 为 了 重 现 故 障 的 需 要 , 尽 量
在 线 测 量 。 第 三 , 减 少 由 于 过 多 地 更 换
配 件 所 带 来 的 不 便 , 提 高 一 次 性 判 断 故
障 的 准 确 率 。 因 此 接 下 来 重 点 介 绍 利 用
博 世 FSA740 发 动 机 综 合 分 析 仪 对 发 动 机
燃 烧 失 火 的 检 测 。
根 据 不 同 时 期 、 不 同 汽 车 制 造 商
生 产 的 汽 车 采 用 不 同 机 构 特 点 的 点 火 系
统 , 检 测 方 法 也 各 不 相 同 , 主 要 区 别 在
于 接 线 和 数 据 的 采 集 。
( 未 完 待 续 )
( 编 辑 尹 鸿 仙 )
异 常 的 发 动 机 转 速
用 发 动 机 转 速 信 号 进 行 失 火 检 测
n- 发 动 机 转 速 t- 时 间
在 压 缩 周 期 , 发 动 机 的 动 能
被 用 来 压 缩 燃 油 / 空 气 混 合 物 ,
发 动 机 转 速 下 降 。
n- 发 动 机 转 速 t- 时 间
压 缩 周 期 之 后 是 点 火 周 期 , 发
动 机 转 速 增 加 。
1 发 动 机 控 制 单 元
2 发 动 机 转 速 传 感 器
n- 发 动 机 转 速 t- 时 间
图 2 压 缩 和 点 火 周 期 的 转 速 曲 线
图 3 发 动 机 控 制 单 元 对 失 火 的 判 定
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