一辆行驶里程仅有1100km,配备了G4FC型1.6L发动机的北京现代i30手动档舒适型轿车。该车因交通事故,车辆左前部严重变形,且主、辅安全气囊弹出。在保险公司定点修理厂修复后,发动机能顺利起动,但运行时排烟较大。遂将发动机熄火进行检查,但再次起动时发现发动机无法起动了。经朋友介绍,车主请笔者帮助查找故障。
故障诊断与排除: 接到该车后,首先详细了解在上述修理厂的维修过程。据主修技师介绍,该车因整形需要吊装了发动机,更换了安全气囊系统的电脑及部分线束,修复后发动机顺利起动,但排烟较大,熄火后用Hi-Ds-scanner 诊断仪读取故障码,有多个故障码显示,但进行删除故障码操作后,只剩下故障码“P0304”,其含义为“4 缸缺火”。
该车采用单缸独立点火系统,其电路如图 1 所示。经检查,起动时第4 缸火花塞能正常跳火,再次起动发动机,出现类似起动无力的现象。检查蓄电池,正常;拆下起动机检查,也正常。用手转动曲轴,发现顺时针方向转动到某一角度时,曲轴无法继续转动,而逆时针方向回转则可以连续转动。为此,检查气门正时,没有问题;将变速器、离合器等拆下检查,也未发现异常。
根据主修技师介绍的情况,再次读取故障码并“盘车”,该车的表现正如主修技师所言。仔细分析故障码“P0304”的含义,造成发动机“缺火”不仅仅是点火系(如点火线圈、火花塞及高压线)的故障,还可能存在下列故障原因,如气门正时不正确、压缩比不均匀、气缸漏气、燃油压力不正确、喷油器漏油或堵塞等。因原主修技师已检查过点火系统及气门正时,结合该车的故障现象,决定从简单之处入手,先检查喷油器。
参考电路图(图 1),当点火开关在“ON”“/ST”位置时,PCM 的 18 号端子通过 SNSR(10A) 保险接收到12V 电源(确认点火开关信号),PCM通过控制 30 号端子使发动机控制继电器(主继电器)线圈搭铁,主继电器触点闭合,从而输出 12V 电源;另外,PCM 通过 75 号端子控制燃油泵继电器线圈搭铁,使燃油泵电机转动(若在 3~5s 内 PCM 接收不到曲轴位置传感器输入的曲轴转动信号,PCM将控制燃油泵继电器触点断开,燃油泵电机停止运转)。当点火开关在“ON”“/ST”位置时,主继电器触点闭合,各喷油嘴电磁阀的 1 号端子通电。
关闭点火开关,拆下各喷油嘴电磁阀的插头,将点火开关置于“ON”位置,用万用表测量各喷油嘴电磁阀线束侧 1 号端子的电压,电压值均为13.2V,正常;用万用表测量各喷油嘴电磁阀的电阻,电阻值均在 14Ω 左右(标准值为 13.8~15.2Ω,20℃时),也正常。上述检查说明喷油嘴电磁阀的电源及线圈阻值均正常,但这并不能说明其搭铁控制电路也正常。
将点火开关置于“ON”位置,用试灯(发光二极管串联 1 只 300Ω 的电阻)依次连接各喷油嘴电磁阀线束侧的 1 号、2 号端子,发现测试 1~3缸时试灯不亮,但测试第 4 缸时试灯点亮,这种情况明显不正常。试灯点亮,说明该喷油嘴电磁阀的 1 号、2号端子之间有电位差,而当点火开关位于“ON”位置时,PCM 不应该控制74 号端子搭铁。考虑到 PCM 的故障率极低,因此判断搭铁故障应该在第4 缸喷油嘴电磁阀的 22 号端子到PCM 之间的线路上。
为了验证上述分析,将第 4 缸喷油嘴电磁阀插头插好,将点火开关置于“ON”位置,发现喷油器有振动声,且用手触摸感觉明显发热,说明该缸喷油嘴已经开始喷油。因此,曲轴无法正常转动,应该是第 4 缸已经喷射了过多的汽油造成的。拔下机油尺,果 然 发 现 油 面 高 出 上 限 刻 度 近20mm,并且机油中有明显的汽油味。拆下第 4 缸火花塞,将喷油、点火的相关保险拔掉,起动发动机,有很多汽油从第 4 缸火花塞孔喷出,且起动机能顺利带动发动机转动,说明上述分析正确。
依据第 4 缸喷油器 2 号端子的导线颜色(黄/橙)及喷油器线束的走向,很快找到了搭铁处。原来是由于在事故中线束外缠的胶带被撕裂,导致第 4 缸喷油器 2 号端子的导线搭铁。将搭铁处缠好并固定好线束,再次测量第 4 缸喷油器 2 号端子,电压恢复正常。
考虑到该车的机油中进入了太多的汽油,经与车主协商,更换了机油及机油滤清器。再次起动发动机,发动机顺利起动,开始时排烟较大,但运行约 5min 后,排烟恢复正常。另外,为了检验三元催化转化器是否损坏,待发动机温度正常后,检测前、后氧传感器的数据流,未发现异常,说明三元催化转化器没有问题,遂联系车主,告知车辆已修复。
故障小结:若能正确理解“缺火”的含义,该故障并不难排除。目前,汽油机电控系统一般都具有“缺火”的自诊断功能,其工作原理是,在发动机工作时,PCM 利用曲轴位置传感器及凸轮轴位置传感器的输入信号,计算出曲轴单位时间内速度的变化量,结合曲轴的转动位置信息,即可鉴别“缺火”气缸,并计算出“缺火”比率,当“缺火”比率超过对催化器造成损失的极限或增加排放的极限时,PCM 则记忆对应气缸的故障码。但是,造成某缸“缺火”的原因可能是多方面的,而不仅仅局限于点火系统故障。