余姚東江名車專修廠 葉正祥

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

故障診斷接車后試車，起動發(fā)動機，發(fā)動機起動正常，組合儀表上無故障燈點亮，但運行約6 s后發(fā)動機自動熄火。用故障檢測儀檢測，無相關故障代碼存儲。反復試車，發(fā)現發(fā)動機均只能運轉約6 s，發(fā)動機怠速平穩(wěn)，且在6 s內踩下加速踏板，發(fā)動機能夠正常加速。分析故障現象，懷疑發(fā)動機防盜認證失敗，以致發(fā)動機在運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，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，發(fā)動機無著機跡象。由此可知，若該車發(fā)動機防盜認證失敗，則發(fā)動機根本無法起動著機，這說明該車發(fā)動機自動熄火與發(fā)動機防盜系統(tǒng)無關。

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)現發(fā)動機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)動機熄火時的波形（圖4），發(fā)現噴油和點火的時間間隔突然由4個進氣凸輪軸位置傳感器信號變?yōu)?個進氣凸輪軸位置傳感器信號，然后立即又恢復至4個進氣凸輪軸位置傳感器信號，接著發(fā)動機熄火，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)動機熄火時噴油和點火時刻相對于進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)動機熄火時的相關波形（截屏）

發(fā)動機控制單元主要是根據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，筆者認為，在噴油和點火時刻第1次出現錯誤時，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正常，但之后噴油和點火的時刻都是錯亂的，以致發(fā)動機熄火。

用測量進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)動機熄火時氣缸1的點火時刻發(fā)生在排氣行程末段（正常應發(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（正常應發(fā)生在進氣行程開始階段），均異常，由此確定發(fā)動機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）

仔細分析氣缸1的氣缸壓力波形（圖7），發(fā)現最高氣缸壓力約為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，活塞向上運行，排氣門提前關閉，進氣門尚未打開，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)動機正時，發(fā)現正時鏈條松動；轉動曲軸，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)是與進氣、排氣凸輪軸鏈輪上的正時標記齒相對應的，即算上2個正時鏈節(jié)，2個正時標記齒之間應該是9個鏈節(jié)。繼續(xù)轉動曲軸，使進氣、排氣凸輪軸鏈輪上的正時標記齒同時位于上方（圖9），發(fā)現2個正時標記齒之間只有8個鏈節(jié)（含進氣凸輪軸鏈輪上的正時標記齒對應的鏈節(jié)，排氣凸輪軸鏈輪上的正時標記齒未對應鏈節(jié)），這說明正時鏈輪跳了1個齒。結合排氣門提前打開的現象進行分析，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)動機不再熄火，且運行正常，故障排除。

圖10 正確安裝正時鏈條

故障總結故障排除后測量發(fā)動機怠速時氣缸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°曲軸轉角，與正常時相比，約提前了20°曲軸轉角，對應10°凸輪軸轉角（曲軸轉2圈，凸輪轉1圈，曲軸轉角是凸輪軸轉角的2倍），這與排氣凸輪軸鏈輪順時針跳1個齒基本對應，因為排氣凸輪軸鏈輪上共46個齒（圖12），每個齒對應7.8°（360°÷46≈7.8°）凸輪軸轉角。

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

圖11 正常車發(fā)動機怠速時氣缸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)動機的正時相位波形（截屏）