淺談本田雅閣轎車發動機轉速不能高速運轉的故障排除

林建豐

當下,各大汽車公司為了提高其生產的汽車電子控制燃油噴射發動機在各種車速下的動力性和經濟性,開發出發動機的轉速改變配氣相位的可變配氣相位控制機構。該機構的結構形式很多,最簡單的控制形式是根據發動機的轉速變化,把凸輪軸轉過一個角度,使其提前或落后。日本本田公司開發的V-TEC可變配氣相位控制機構,在該機構上布置了低速、高速兩種凸輪,能根據發動機的轉速高低,自動切換不同的凸輪。該機構在改變配氣相位的同時,也改變了氣門升程。一旦V-TEC發生故障,發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的結構原理,掌握其有關功能作用,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、故障現象

一輛本田雅閣2.3L轎車,發動機大修后行駛了一萬多公里后,該車冷車時發動機工作正常,而熱車后最高車速只能達到130km/h。無負荷時加油,發動機轉速只能達到4500r/min。行駛中,只要發動機轉速低于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動機電控系統,無故障碼存在。

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

根據此思路,對發動機各部件做如下檢查:

第一,檢查燃油系統壓力。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動機輸油管中間,裝回燃油泵繼電器,打開點火開關,看到壓力表讀數為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。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,檢查發動機控制單元。發動機控制單元故障較難檢測。經檢查,發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,沒有發現缺缸現象。

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?經過仔細思考,筆者發現,還有一些系統沒有檢查。例如,該車有可變氣門正時及氣門升程電子控制機構(即VTEC),該機構由發動機控制單元控制,在發動機高速運轉時,可以同時改變進氣門的正時與升程,從而充分發揮發動機強勁的動力。

三、VTEC機構控制系統原理

如下圖所示,發動機轉速、負荷和冷卻液溫度等信號輸入ECM后,經運算處理,ECM將決定對配氣機構是否實行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,控制系統通過VTEC壓力開關反饋一信號給ECM,以便監控系統的工作。

四、VTEC機構的故障分析與排查

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

因此,要對影響VTEC工作的有關發動機冷卻液溫度傳感器、電磁閥及發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;按規定氣壓(400kPa)對搖臂內的同步活塞A、B進行加壓;加上穩定的壓力后,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。用同樣方法檢查發動機其余各缸,結果相同。這說明VTEC機構機械部分沒故障。

2.發動機冷卻液溫度傳感器的檢查

在發動機冷卻液溫度為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。關閉點火開關,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;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電磁閥下側的10mm直徑的螺栓,連接機油壓力表;啟動并運轉至發動機達正常工作溫度(冷卻風扇轉動);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,發現機油集濾器與機油泵吸油口連接的螺栓松動。經按規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?打開點火開關起動發動機后,機油壓力報警燈均不亮,說明機油壓力報警燈線路有故障。經檢查發現,機油壓力開關插接器的導線在根部折斷,因有膠皮包裹,所以未被發現。將它重新接好,故障排除。

總之,電控發動機是一個機電一體化的產物,出現故障需要修理時,必須既要考慮機械部分,也要考慮電控電路部分。