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分析發動機缺火故障的檢修及原因
核心提示：在檢修發動機故障時，特別是檢修發動機怠速抖動或廢氣排放標的故障時，維修人員經常會遇到故障診斷儀提示發動機缺火，對此我們應該有正確的認識。
在檢修發動機故障時，特別是檢修發動機怠速抖動或廢氣排放標的故障時，維修人員經常會遇到故障診斷儀提示發動機缺火，對此我們應該有正確的認識。發動機缺火后，高濃度的碳氫化合物會進入排氣系統，造成尾氣排放標。高濃度的碳氫化合物還會使三元催化器的溫度升高，嚴重時會使三元催化器損壞。下面以豐田車系為例，對發動機缺火故障進行分析。
（1）發動機缺火的監測
為了防止尾氣排放標和三元催化器熱損壞，發動機控制單元使用曲軸位置傳感器監測發動機轉動時速率的偏差來確定缺火，用凸輪軸位置傳感器識別缺火的氣缸。當發動機缺火率過了門限值并有可能導致排放標時，發動機控制單元開始統計發動機缺火次數。
（2）發動機缺火的分類
發動機缺火可簡單分為兩種情況，一種是*缺火也就是沒有燃燒，另一種是部分缺火，也就是燃燒不穩定。OBDⅡ定義了A、B、C三種發動機缺火水平。
①A型缺火是嚴重的缺火，接近損壞三元催化器。如果檢測到，發動機故障警告燈會閃爍，提醒駕駛者立即修理，并按*次行程邏輯存儲故障碼和數據幀。發動機診斷系統通過統計發動機曲軸200轉中的缺火次數來鑒別A型缺火。
②B型缺火出現時，廢氣中有害物質的排放量會增加1.5倍以上。
③C型缺火是程度輕的缺火，會導致汽車廢氣排放不達標。
發動機診斷系統通過統計發動機曲軸1000轉中的缺火次數來鑒別B、C型缺火，B、C型缺火在兩次行程中連續發生，發動機控制單元會存儲故障碼并點亮發動機故障燈。空燃比正確、點火充足以及機械狀況好的發動機就不會發生缺火，如果有任何一方面出現問題，燃燒就會過早結束，從而產生缺火。
（3）發動機缺火的檢修
在排除發動機缺火故障的過程中，需要特別注意3點，即缸壓、點火以及噴油。
①缸壓：利用缸壓表可以很容易進行檢測，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候很難檢測出來，也要考慮到進氣量是否足夠（漏氣或氣門積炭）。
②點火：對于發動機缺火的檢修，有時只靠讀取發動機數據流是不能發現問題的，還要借助示波器來進一步做出判斷。點火要考慮的因素包括點火正時、火花塞的工作是否正常、高壓線的阻值是否在標準值范圍、點火線圈的工作是否正常（電源線與信號線是否虛接）以及發動機控制單元的工作是否正常（包括CAN數據提供的信號）。建議盡量使用儀器檢測（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火正時與配氣相位的性；用示波器檢查點火線圈的工作狀況與點火時間，同時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據線的連接；用兆歐表檢測火花塞的電阻；用萬用表檢測高壓線的阻值。
圖1
③噴油：一是通過數據流察看噴油脈寬、點火時間以及氧傳感器的工作狀況，二是用示波器檢查節氣門位置傳感器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（怠速時在進氣口噴入清洗劑，檢查噴油器和氧傳感器的變化），后檢查噴油器的單獨波形，分析噴油器的好壞與噴油時間的長短（與標準波形進行對比），后要考慮使用的汽油標號、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檢查缺火故障，雖然筆者不這樣做，但是有時這樣做也能夠快速排除故障。如果采用換件法進行檢查，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缸對換，將3缸噴油器和它調換，火花塞可以與4缸互相調換，這樣更換后我們再試車，直到故障再次發生。如果故障成了2缸失火，則是缸線的問題，如是3缸失火則是噴油器的問題，以此類推。如果故障沒有轉移，則考慮機械故障或其他元件故障。
其實，發動機缺火的故障檢修并不復雜，通常是點火系統的故障較多，有時故障點也會出現在機械方面或發動機電控方面。下面，筆者結合2個具體的故障案例來簡要說明缺火故障的檢修。
案例1
故障現象：一輛2003年款豐田大霸王多功能車，裝備2AZ-FE發動機，用戶反映早上著車后發動機怠速抖動。
檢查分析：將車留廠觀察，停放一夜后，第二天早上著車發動機怠速抖動。使用豐田智能檢測儀檢測，無發動機故障碼存儲；查看發動機數據流，發現2缸缺火。互換2缸和3缸點火線圈后，2缸缺火提示消失，3缸出現了缺火。
故障排除：筆者分析是2缸點火線圈在冷態下工作不良，更換2缸點火線圈后，發動機怠速抖動的現象消失。
案例2
故障現象：一輛2006年款豐田花冠轎車，裝備1ZZ-FE發動機。用戶反映發動機故障燈點亮，發動機怠速時抖動。
檢查分析：使用豐田智能檢測儀檢測，調取發動機故障碼為P0304（檢測到發動機第4缸缺火），查看發動機缺火數據幀為：發動機轉速724r/min，總點火次數391次，發動機4缸缺火次數4次。
對發動機進行基本檢查，但是沒有發現問題。替換了點火線圈、火花塞以及噴油器等部件，但是依然顯示發動機缺火。懷疑發動機進排氣系統有問題，測量氣缸壓力，測得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個缸的缸壓小0.2MPa，但也在正常相差范圍內。
后決定用廢氣分析儀進一步檢查發動機進排氣系統。為了滿足排放法規的嚴格要求，使HC、CO和NOx等有害氣體*，現代發動機控制系統必須始終將實際空燃比控制在理論空燃比14.7：1（也就是過量空氣系數始終為1）附近。實測該車發動機怠速工作時尾氣成分為：CO2為9.94%，O2為8.09%，HC為596×10-6，CO為0.784%，NOx為0×10-6，過量空氣系數為1.5。
將發動機轉速穩定在3000r/min時，過量空氣系數接近1，這表明高速時發動機控制系統對實際空燃比的控制基本正常。筆者懷疑發動機工作時有未經過空氣流量計的空氣進入氣缸，造成怠速時混合氣過稀，使過量空氣系數大于1。拆掉氣門室蓋，檢查氣門正時正常。檢查進排氣門間隙，發現4缸2個排氣門中，有一個沒有間隙，始終頂在凸輪軸上，造成氣門無法關閉，一直存在漏氣。拆解發動機氣缸蓋，發現始終漏氣的排氣門的氣門座下沉（圖2）。
圖2
故障排除：對發動機4缸下沉的排氣門座進行修復，并更換4缸的2進2排4個氣門和氣缸蓋全部16個氣門油封，裝復后故障排除。
