余姚東江名車專修廠 葉正祥

故障現(xiàn)象一輛2005款本田CR-V車，搭載K20A4發(fā)動機(jī)，累計行駛里程約為30萬km。車主反映，該車起動著機(jī)后運(yùn)轉(zhuǎn)幾秒便會自動熄火。

故障診斷接車后試車，起動發(fā)動機(jī)，發(fā)動機(jī)起動正常，組合儀表上無故障燈點亮，但運(yùn)行約6 s后發(fā)動機(jī)自動熄火。用故障檢測儀檢測，無相關(guān)故障代碼存儲。反復(fù)試車，發(fā)現(xiàn)發(fā)動機(jī)均只能運(yùn)轉(zhuǎn)約6 s，發(fā)動機(jī)怠速平穩(wěn)，且在6 s內(nèi)踩下加速踏板，發(fā)動機(jī)能夠正常加速。分析故障現(xiàn)象，懷疑發(fā)動機(jī)防盜認(rèn)證失敗，以致發(fā)動機(jī)在運(yùn)行一定時間后自動熄火。

拆下車鑰匙中的防盜芯片（圖1），接通點火開關(guān)，組合儀表上的防盜指示燈（綠色鑰匙形狀的指示燈）閃爍；起動發(fā)動機(jī)，發(fā)動機(jī)無著機(jī)跡象。由此可知，若該車發(fā)動機(jī)防盜認(rèn)證失敗，則發(fā)動機(jī)根本無法起動著機(jī)，這說明該車發(fā)動機(jī)自動熄火與發(fā)動機(jī)防盜系統(tǒng)無關(guān)。

圖1 拆下車鑰匙中的防盜芯片

連接pico示波器、WPS500X壓力傳感器及測試線（圖2），利用pico示波器4個通道同時測量燃油壓力、進(jìn)氣凸輪軸位置傳感器信號、氣缸1噴油信號和氣缸1點火信號的波形（圖3），發(fā)現(xiàn)發(fā)動機(jī)熄火時的燃油壓力約為3.5 bar（1 bar=100 kPa），且有噴油和點火信號，無明顯異常。放大發(fā)動機(jī)熄火時的波形（圖4），發(fā)現(xiàn)噴油和點火的時間間隔突然由4個進(jìn)氣凸輪軸位置傳感器信號變?yōu)?個進(jìn)氣凸輪軸位置傳感器信號，然后立即又恢復(fù)至4個進(jìn)氣凸輪軸位置傳感器信號，接著發(fā)動機(jī)熄火，由此懷疑噴油和點火時刻異常。用測量燃油壓力的通道測量排氣凸輪軸位置傳感器信號，其他通道保持不變，測得的波形如圖5所示。分析圖5可知，發(fā)動機(jī)熄火時噴油和點火時刻相對于進(jìn)氣凸輪軸位置傳感器信號和排氣凸輪軸位置傳感器信號均發(fā)生了變化。

圖2 連接pico示波器、WPS500X壓力傳感器及測試線

圖3 燃油壓力、進(jìn)氣凸輪軸位置傳感器信號等組合波形（截屏）

圖4 放大發(fā)動機(jī)熄火時的相關(guān)波形（截屏）

發(fā)動機(jī)控制單元主要是根據(jù)曲軸位置傳感器和凸輪軸位置傳感器信號控制噴油和點火時刻的，筆者認(rèn)為，在噴油和點火時刻第1次出現(xiàn)錯誤時，曲軸位置傳感器和凸輪軸位置傳感器的信號就不可信了，雖然噴油和點火的時間間隔恢復(fù)正常，但之后噴油和點火的時刻都是錯亂的，以致發(fā)動機(jī)熄火。

用測量進(jìn)氣凸輪軸位置傳感器信號的通道測量氣缸1氣缸壓力，其他通道保持不變，測得的波形如圖6所示。分析圖6可知，發(fā)動機(jī)熄火時氣缸1的點火時刻發(fā)生在排氣行程末段（正常應(yīng)發(fā)生在壓縮上止點附近），噴油時刻發(fā)生在壓縮上止點附近（正常應(yīng)發(fā)生在進(jìn)氣行程開始階段），均異常，由此確定發(fā)動機(jī)熄火是由點火和噴油時刻錯誤引起的。

圖5 排氣凸輪軸位置傳感器信號、進(jìn)氣凸輪軸位置傳感器信號等組合波形（截屏）

圖6 氣缸1氣缸壓力、排氣凸輪軸位置傳感器信號等組合波形（截屏）

仔細(xì)分析氣缸1的氣缸壓力波形（圖7），發(fā)現(xiàn)最高氣缸壓力約為12 bar，過高；排氣門打開時刻（EVO）約為做功行程下止點前52°曲軸轉(zhuǎn)角，且排氣行程末段氣缸壓力上升至1.5 bar，由此推斷排氣門提前打開，在排氣行程末段，活塞向上運(yùn)行，排氣門提前關(guān)閉，進(jìn)氣門尚未打開，以致氣缸壓力升高。診斷至此，推斷該車發(fā)動機(jī)正時錯誤。

圖7 故障車氣缸1的氣缸壓力波形（截屏）

拆檢發(fā)動機(jī)正時，發(fā)現(xiàn)正時鏈條松動；轉(zhuǎn)動曲軸，使正時鏈條上的2個顏色較深的正時鏈節(jié)同時位于上方（圖8），發(fā)現(xiàn)2個正時鏈節(jié)之間有7個鏈節(jié)。正常情況下，在安裝正時鏈條時，這2個正時鏈節(jié)是與進(jìn)氣、排氣凸輪軸鏈輪上的正時標(biāo)記齒相對應(yīng)的，即算上2個正時鏈節(jié)，2個正時標(biāo)記齒之間應(yīng)該是9個鏈節(jié)。繼續(xù)轉(zhuǎn)動曲軸，使進(jìn)氣、排氣凸輪軸鏈輪上的正時標(biāo)記齒同時位于上方（圖9），發(fā)現(xiàn)2個正時標(biāo)記齒之間只有8個鏈節(jié)（含進(jìn)氣凸輪軸鏈輪上的正時標(biāo)記齒對應(yīng)的鏈節(jié)，排氣凸輪軸鏈輪上的正時標(biāo)記齒未對應(yīng)鏈節(jié)），這說明正時鏈輪跳了1個齒。結(jié)合排氣門提前打開的現(xiàn)象進(jìn)行分析，推斷排氣凸輪軸鏈輪順時針跳了1個齒。

圖8 2個正時鏈節(jié)同時位于上方

圖9 2個正時標(biāo)記齒同時位于上方

故障排除更換正時鏈條張緊器，正確安裝正時鏈條（圖10）后試車，發(fā)動機(jī)不再熄火，且運(yùn)行正常，故障排除。

圖10 正確安裝正時鏈條

故障總結(jié)故障排除后測量發(fā)動機(jī)怠速時氣缸1的氣缸壓力波形（圖11），得知最高氣缸壓力約為5.4 bar，排氣門打開時刻（EVO）約為做功行程下止點前32°曲軸轉(zhuǎn)角。故障時排氣門打開時刻（EVO）為做功行程下止點前52°曲軸轉(zhuǎn)角，與正常時相比，約提前了20°曲軸轉(zhuǎn)角，對應(yīng)10°凸輪軸轉(zhuǎn)角（曲軸轉(zhuǎn)2圈，凸輪轉(zhuǎn)1圈，曲軸轉(zhuǎn)角是凸輪軸轉(zhuǎn)角的2倍），這與排氣凸輪軸鏈輪順時針跳1個齒基本對應(yīng)，因為排氣凸輪軸鏈輪上共46個齒（圖12），每個齒對應(yīng)7.8°（360°÷46≈7.8°）凸輪軸轉(zhuǎn)角。

另外，為了今后能快速判斷該款發(fā)動機(jī)正時是否正確，筆者采集了該款發(fā)動機(jī)的正時相位波形（圖13，紅色為曲軸位置傳感器信號波形，藍(lán)色為進(jìn)氣凸輪軸位置傳感器波形，綠色為排氣凸輪軸位置傳感器信號波形，黃色為氣缸1點火信號波形）。進(jìn)、排氣凸輪軸位置傳感器與曲軸位置傳感器之間的信號關(guān)系能夠反映進(jìn)排氣凸輪軸與曲軸之間的機(jī)械位置關(guān)系，一旦信號關(guān)系發(fā)生變化（前提是可變正時系統(tǒng)不工作），則說明發(fā)動機(jī)機(jī)械正時錯誤。在此建議大家養(yǎng)成采集發(fā)動機(jī)正時相位波形的好習(xí)慣，建立屬于自己的發(fā)動機(jī)正時相位波形庫。

圖11 正常車發(fā)動機(jī)怠速時氣缸1的氣缸壓力波形（截屏）

圖12 排氣凸輪軸鏈輪上共46個齒

圖13 該款發(fā)動機(jī)的正時相位波形（截屏）