林建豐

當(dāng)下,各大汽車(chē)公司為了提高其生產(chǎn)的汽車(chē)電子控制燃油噴射發(fā)動(dòng)機(jī)在各種車(chē)速下的動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性,開(kāi)發(fā)出發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速改變配氣相位的可變配氣相位控制機(jī)構(gòu)。該機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)形式很多,最簡(jiǎn)單的控制形式是根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速變化,把凸輪軸轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)角度,使其提前或落后。日本本田公司開(kāi)發(fā)的V-TEC可變配氣相位控制機(jī)構(gòu),在該機(jī)構(gòu)上布置了低速、高速兩種凸輪,能根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速高低,自動(dòng)切換不同的凸輪。該機(jī)構(gòu)在改變配氣相位的同時(shí),也改變了氣門(mén)升程。一旦V-TEC發(fā)生故障,發(fā)動(dòng)機(jī)的癥狀是怎么樣的呢?為排除故障,筆者認(rèn)為,應(yīng)該深刻了解V-TEC的結(jié)構(gòu)原理,掌握其有關(guān)功能作用,運(yùn)用科學(xué)的分析方法和維修技巧,制定出切實(shí)可行而簡(jiǎn)單有效的維修方案,以達(dá)到快速排除故障的目的。

一、故障現(xiàn)象

一輛本田雅閣2.3L轎車(chē),發(fā)動(dòng)機(jī)大修后行駛了一萬(wàn)多公里后,該車(chē)?yán)滠?chē)時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)工作正常,而熱車(chē)后最高車(chē)速只能達(dá)到130km/h。無(wú)負(fù)荷時(shí)加油,發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速只能達(dá)到4500r/min。行駛中,只要發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速低于4500r/min或車(chē)速低于130km/h,動(dòng)力均正常。

二、故障檢測(cè)與分析

首先,用故障診斷儀檢查發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng),無(wú)故障碼存在。

然后,根據(jù)以往經(jīng)驗(yàn)分析發(fā)動(dòng)機(jī)加不上油的故障原因主要有:燃油系統(tǒng)有故障,如燃油壓力過(guò)低,噴油器堵塞,燃油濾清器臟,燃油泵損壞等;點(diǎn)火系統(tǒng)有故障,如火花塞、高壓線等元件有故障;發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元有故障;發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)械部分有故障。

根據(jù)此思路,對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)各部件做如下檢查:

第一,檢查燃油系統(tǒng)壓力。拔下燃油泵繼電器,起動(dòng)3次,釋放燃油壓力,把燃油壓力表用三通管連接在汽油濾清器至發(fā)動(dòng)機(jī)輸油管中間,裝回燃油泵繼電器,打開(kāi)點(diǎn)火開(kāi)關(guān),看到壓力表讀數(shù)為295kPa與標(biāo)準(zhǔn)值相比是正常的。將噴油器拆下檢查,進(jìn)行清洗,但故障癥狀沒(méi)有改善。

第二,檢查點(diǎn)火系統(tǒng)。觀察火花塞跳火情況,火花都很強(qiáng)。用替換法更換火花塞和高壓線實(shí)驗(yàn),故障也沒(méi)有被排除。

第三,檢查發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元。發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元故障較難檢測(cè)。經(jīng)檢查,發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元的電源線和搭鐵線都正常,更換控制單元試驗(yàn),但故障仍然存在。

第四,測(cè)量各氣缸壓力,正常。用斷缸法檢查各缸工作情況,沒(méi)有發(fā)現(xiàn)缺缸現(xiàn)象。

診斷工作由此陷入僵局,該檢查的都檢查了,還能有什么地方漏掉呢?經(jīng)過(guò)仔細(xì)思考,筆者發(fā)現(xiàn),還有一些系統(tǒng)沒(méi)有檢查。例如,該車(chē)有可變氣門(mén)正時(shí)及氣門(mén)升程電子控制機(jī)構(gòu)(即VTEC),該機(jī)構(gòu)由發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元控制,在發(fā)動(dòng)機(jī)高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),可以同時(shí)改變進(jìn)氣門(mén)的正時(shí)與升程,從而充分發(fā)揮發(fā)動(dòng)機(jī)強(qiáng)勁的動(dòng)力。

三、VTEC機(jī)構(gòu)控制系統(tǒng)原理

如下圖所示,發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、負(fù)荷和冷卻液溫度等信號(hào)輸入ECM后,經(jīng)運(yùn)算處理,ECM將決定對(duì)配氣機(jī)構(gòu)是否實(shí)行VTEC控制。若實(shí)行該控制,ECM則向VTEC電磁閥提供電流,使電磁閥在電磁力的作用下被吸起來(lái),來(lái)自油泵的油壓便施加在同活塞上。另外,VTEC電磁閥開(kāi)啟后,控制系統(tǒng)通過(guò)VTEC壓力開(kāi)關(guān)反饋一信號(hào)給ECM,以便監(jiān)控系統(tǒng)的工作。

四、VTEC機(jī)構(gòu)的故障分析與排查

由上圖以及發(fā)動(dòng)機(jī)VTEC工作原理可知,VTEC失效將會(huì)造成發(fā)動(dòng)機(jī)不能高速運(yùn)轉(zhuǎn)。ECM/PCM對(duì)VTEC電磁閥的執(zhí)行控制主要與發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速(即曲軸位置傳感器)、發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷(即節(jié)氣門(mén)位置傳感器)、車(chē)速傳感器、發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液溫度傳感器以及發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速升高時(shí),推動(dòng)進(jìn)氣門(mén)主搖臂中的正時(shí)活塞卡滯不能彈出有關(guān)。由于發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速在4500r/min以下屬于正常,可以排除曲軸位置傳感器、節(jié)氣門(mén)位置傳感器、車(chē)速傳感器出現(xiàn)故障的可能。

因此,要對(duì)影響VTEC工作的有關(guān)發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液溫度傳感器、電磁閥及發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)油油壓以及主搖臂中的正時(shí)活塞是否卡滯等進(jìn)行逐一排查。

1.對(duì)于主搖臂正時(shí)活塞的檢查

首先使第一缸處于壓縮行程的上止點(diǎn);拆下汽缸罩蓋,使用專(zhuān)用工具空氣堵塞器堵塞油道減壓孔;從檢查孔中拆下密封螺栓,并用該螺紋孔連接高壓進(jìn)氣管;按規(guī)定氣壓(400kPa)對(duì)搖臂內(nèi)的同步活塞A、B進(jìn)行加壓;加上穩(wěn)定的壓力后,用手推動(dòng)正時(shí)片的端部,使其向上移動(dòng)2mm～3mm。此時(shí),正時(shí)活塞彈出,推動(dòng)同步活塞A、B接合,使主搖臂、中間搖臂和輔助搖臂鎖成一體。停止施加空氣壓力并向上推動(dòng)正時(shí)片,各活塞能在回位彈簧的作用下迅速回位。用同樣方法檢查發(fā)動(dòng)機(jī)其余各缸,結(jié)果相同。這說(shuō)明VTEC機(jī)構(gòu)機(jī)械部分沒(méi)故障。

2.發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液溫度傳感器的檢查

在發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液溫度為40℃時(shí),檢查冷卻液溫度傳感器的電阻值是1.11kΩ(40℃時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)值為0.98～1.34kΩ);冷卻液溫度為80℃時(shí),檢查冷卻液溫度傳感器的電阻值是0.28kΩ(80℃時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)值為0.22～0.35kΩ)。這項(xiàng)檢查表明發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液溫度傳感器是正常的。

3.VTEC電磁閥的檢查

(1)VTEC電磁閥電路檢查。關(guān)閉點(diǎn)火開(kāi)關(guān),拆開(kāi)VTEC電磁閥插頭;檢查VTEC電磁閥插頭1號(hào)端子與2號(hào)端子之間的電阻,其阻值為20Ω(正常范圍在14-30Ω),說(shuō)明VTEC電磁閥沒(méi)故障;檢查VTEC電磁閥插頭1號(hào)端子與ECM/PCM插頭端子B12之間的導(dǎo)通情況,結(jié)果為導(dǎo)通,說(shuō)明連接它們之間的綠/黃導(dǎo)線沒(méi)斷路,屬正常狀態(tài);檢查VTEC電磁插頭1號(hào)端子與車(chē)體搭鐵之間的導(dǎo)通,屬正常,說(shuō)明ECM/PCM的端子B12與VTEC電磁閥插頭之間的紅/黃導(dǎo)線沒(méi)短路。

(2)VTEC電磁閥閥體總成的檢查。從汽缸蓋上拆下VTEC電磁閥總成,檢查其濾清器是否堵塞,經(jīng)檢查屬正常;用手指推動(dòng)VTEC電磁閥,檢查其上、下運(yùn)動(dòng)情況,運(yùn)動(dòng)平順沒(méi)卡滯,屬正常。

4.機(jī)油壓力檢查

連接VTEC電磁閥插頭,拆下VTEC電磁閥下側(cè)的10mm直徑的螺栓,連接機(jī)油壓力表;啟動(dòng)并運(yùn)轉(zhuǎn)至發(fā)動(dòng)機(jī)達(dá)正常工作溫度(冷卻風(fēng)扇轉(zhuǎn)動(dòng));怠速時(shí)機(jī)油壓力為65kPa,標(biāo)準(zhǔn)值為3000r/min;機(jī)油壓力230kPa,標(biāo)準(zhǔn)值為:怠速時(shí)≥70 kPa;轉(zhuǎn)速為3000r/min時(shí)≥300 kPa。顯然,機(jī)油壓力過(guò)低。

這樣,須拆下油底殼檢查。將車(chē)輛用汽車(chē)升舉架舉起,并排放完機(jī)油,拆下油底殼,發(fā)現(xiàn)機(jī)油集濾器與機(jī)油泵吸油口連接的螺栓松動(dòng)。經(jīng)按規(guī)定力矩緊固后再試車(chē),故障排除。

但是,機(jī)油壓力過(guò)低,機(jī)油壓力報(bào)警燈為什么不報(bào)警?打開(kāi)點(diǎn)火開(kāi)關(guān)起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)后,機(jī)油壓力報(bào)警燈均不亮,說(shuō)明機(jī)油壓力報(bào)警燈線路有故障。經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn),機(jī)油壓力開(kāi)關(guān)插接器的導(dǎo)線在根部折斷,因有膠皮包裹,所以未被發(fā)現(xiàn)。將它重新接好,故障排除。

總之,電控發(fā)動(dòng)機(jī)是一個(gè)機(jī)電一體化的產(chǎn)物,出現(xiàn)故障需要修理時(shí),必須既要考慮機(jī)械部分,也要考慮電控電路部分。