林建豐

當下,各大汽車公司為了提高其生產(chǎn)的汽車電子控制燃油噴射發(fā)動機在各種車速下的動力性和經(jīng)濟性,開發(fā)出發(fā)動機的轉(zhuǎn)速改變配氣相位的可變配氣相位控制機構(gòu)。該機構(gòu)的結(jié)構(gòu)形式很多,最簡單的控制形式是根據(jù)發(fā)動機的轉(zhuǎn)速變化,把凸輪軸轉(zhuǎn)過一個角度,使其提前或落后。日本本田公司開發(fā)的V-TEC可變配氣相位控制機構(gòu),在該機構(gòu)上布置了低速、高速兩種凸輪,能根據(jù)發(fā)動機的轉(zhuǎn)速高低,自動切換不同的凸輪。該機構(gòu)在改變配氣相位的同時,也改變了氣門升程。一旦V-TEC發(fā)生故障,發(fā)動機的癥狀是怎么樣的呢?為排除故障,筆者認為,應該深刻了解V-TEC的結(jié)構(gòu)原理,掌握其有關(guān)功能作用,運用科學的分析方法和維修技巧,制定出切實可行而簡單有效的維修方案,以達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,發(fā)動機大修后行駛了一萬多公里后,該車冷車時發(fā)動機工作正常,而熱車后最高車速只能達到130km/h。無負荷時加油,發(fā)動機轉(zhuǎn)速只能達到4500r/min。行駛中,只要發(fā)動機轉(zhuǎn)速低于4500r/min或車速低于130km/h,動力均正常。

二、故障檢測與分析

首先,用故障診斷儀檢查發(fā)動機電控系統(tǒng),無故障碼存在。

然后,根據(jù)以往經(jīng)驗分析發(fā)動機加不上油的故障原因主要有:燃油系統(tǒng)有故障,如燃油壓力過低,噴油器堵塞,燃油濾清器臟,燃油泵損壞等;點火系統(tǒng)有故障,如火花塞、高壓線等元件有故障;發(fā)動機控制單元有故障;發(fā)動機機械部分有故障。

根據(jù)此思路,對發(fā)動機各部件做如下檢查:

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)動機輸油管中間,裝回燃油泵繼電器,打開點火開關(guān),看到壓力表讀數(shù)為295kPa與標準值相比是正常的。將噴油器拆下檢查,進行清洗,但故障癥狀沒有改善。

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

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

第四,測量各氣缸壓力,正常。用斷缸法檢查各缸工作情況,沒有發(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)過仔細思考,筆者發(fā)現(xiàn),還有一些系統(tǒng)沒有檢查。例如,該車有可變氣門正時及氣門升程電子控制機構(gòu)(即VTEC),該機構(gòu)由發(fā)動機控制單元控制,在發(fā)動機高速運轉(zhuǎn)時,可以同時改變進氣門的正時與升程,從而充分發(fā)揮發(fā)動機強勁的動力。

三、VTEC機構(gòu)控制系統(tǒng)原理

如下圖所示,發(fā)動機轉(zhuǎn)速、負荷和冷卻液溫度等信號輸入ECM后,經(jīng)運算處理,ECM將決定對配氣機構(gòu)是否實行VTEC控制。若實行該控制,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,來自油泵的油壓便施加在同活塞上。另外,VTEC電磁閥開啟后,控制系統(tǒng)通過VTEC壓力開關(guān)反饋一信號給ECM,以便監(jiān)控系統(tǒng)的工作。

四、VTEC機構(gòu)的故障分析與排查

由上圖以及發(fā)動機VTEC工作原理可知,VTEC失效將會造成發(fā)動機不能高速運轉(zhuǎn)。ECM/PCM對VTEC電磁閥的執(zhí)行控制主要與發(fā)動機轉(zhuǎn)速(即曲軸位置傳感器)、發(fā)動機負荷(即節(jié)氣門位置傳感器)、車速傳感器、發(fā)動機冷卻液溫度傳感器以及發(fā)動機轉(zhuǎn)速升高時,推動進氣門主搖臂中的正時活塞卡滯不能彈出有關(guān)。由于發(fā)動機轉(zhuǎn)速在4500r/min以下屬于正常,可以排除曲軸位置傳感器、節(jié)氣門位置傳感器、車速傳感器出現(xiàn)故障的可能。

因此,要對影響VTEC工作的有關(guān)發(fā)動機冷卻液溫度傳感器、電磁閥及發(fā)動機機油油壓以及主搖臂中的正時活塞是否卡滯等進行逐一排查。

1.對于主搖臂正時活塞的檢查

首先使第一缸處于壓縮行程的上止點;拆下汽缸罩蓋,使用專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氣管;按規(guī)定氣壓(400kPa)對搖臂內(nèi)的同步活塞A、B進行加壓;加上穩(wěn)定的壓力后,用手推動正時片的端部,使其向上移動2mm～3mm。此時,正時活塞彈出,推動同步活塞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正時片,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)動機其余各缸,結(jié)果相同。這說明VTEC機構(gòu)機械部分沒故障。

2.發(fā)動機冷卻液溫度傳感器的檢查

在發(fā)動機冷卻液溫度為40℃時,檢查冷卻液溫度傳感器的電阻值是1.11kΩ(40℃時的標準值為0.98～1.34kΩ);冷卻液溫度為80℃時,檢查冷卻液溫度傳感器的電阻值是0.28kΩ(80℃時的標準值為0.22～0.35kΩ)。這項檢查表明發(fā)動機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)閉點火開關(guān),拆開VTEC電磁閥插頭;檢查VTEC電磁閥插頭1號端子與2號端子之間的電阻,其阻值為20Ω(正常范圍在14-30Ω),說明VTEC電磁閥沒故障;檢查VTEC電磁閥插頭1號端子與ECM/PCM插頭端子B12之間的導通情況,結(jié)果為導通,說明連接它們之間的綠/黃導線沒斷路,屬正常狀態(tài);檢查VTEC電磁插頭1號端子與車體搭鐵之間的導通,屬正常,說明ECM/PCM的端子B12與VTEC電磁閥插頭之間的紅/黃導線沒短路。

(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VTEC電磁閥,檢查其上、下運動情況,運動平順沒卡滯,屬正常。

4.機油壓力檢查

連接VTEC電磁閥插頭,拆下VTEC電磁閥下側(cè)的10mm直徑的螺栓,連接機油壓力表;啟動并運轉(zhuǎn)至發(fā)動機達正常工作溫度(冷卻風扇轉(zhuǎn)動);怠速時機油壓力為65kPa,標準值為3000r/min;機油壓力230kPa,標準值為:怠速時≥70 kPa;轉(zhuǎn)速為3000r/min時≥300 kPa。顯然,機油壓力過低。

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

但是,機油壓力過低,機油壓力報警燈為什么不報警?打開點火開關(guān)起動發(fā)動機后,機油壓力報警燈均不亮,說明機油壓力報警燈線路有故障。經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn),機油壓力開關(guān)插接器的導線在根部折斷,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)動機是一個機電一體化的產(chǎn)物,出現(xiàn)故障需要修理時,必須既要考慮機械部分,也要考慮電控電路部分。