2012年東風本田思鉑睿發動機缺缸

◆文/廣東 賓元超

故障現象

一輛2012年出廠的東風本田思鉑睿，搭載K24Z3型發動機(2.4L)，行駛了大約85 000km，因為發動機進水被拖進我店進行維修。據車主介紹，該車發動機因進水熄火后，未再次進行發動機的啟動操作，因此未造成太大的損失。對進水部位進行維修(用WD40清潔線束插頭，更換進水的電腦模塊等)后，發動機運轉正常，但在試車時發現發動機故障燈偶爾點亮。用診斷儀讀取故障信息，發現系統內存有故障碼“P0301-發動機1號汽缸缺缸”，而且此故障碼能夠被刪除，但再次試車故障依舊。

故障診斷與排除

針對該車故障現象，尤其是涉及電器部分的故障，在診斷時必須遵守的五個步驟(即“五步診斷法”)是：①對故障進行驗證、確認；②分析原理圖；③通過檢測電路查找故障；④確定故障并進行維修排除；⑤確認電路正常工作。按照這5個步驟進行處理，診斷起來就不會沒有頭緒，而且會少走彎路。

在故障診斷之前，先簡單了解一下關于發動機缺缸方面的知識。對于汽油發動機缺缸(也有的叫發動機缺火)的原因，需從發動機工作的三要素說起，即：良好的空氣-燃油混合氣、很高的汽缸壓力和正確的點火正時及強烈的火花。如果發動機出現缺缸或者是完全不能啟動，從這三個基本要素入手，就一定能找到故障原因。

發動機電腦PCM是如何監測發動機汽缸工作情況呢？對于我們所熟知的早期豐田汽車發動機控制系統，發動機電腦PCM根據發動機的工況進行計算以后，向點火線圈發出一個IGT點火指令，如果點火線圈能夠正確點火，則向發動機電腦發送一個IGF的點火反饋信號，發動機電腦PCM只有在收到IGT的點火反饋信號后，才會使噴油器繼續噴油(圖1)，如果點火系統不能正常工作但仍繼續噴油的話，汽油會對汽缸進行沖洗而導致淹缸，并對排氣系統造成損傷。

隨著國家環境保護法規的日益嚴格，對車輛尾氣排放的要求越來越高，車輛上安裝的OBD II車載自診斷系統，其重點工作之一就是對發動機汽缸的工作情況進行監測。需要注意的是，在本田發動機的點火系統中，采用的是三根線的點火線圈，與豐田發動機相比，少了一根IGF反饋線。本田思鉑睿發動機點火線圈插頭的線束如圖2所示，其中：1號腳(黃/綠色線)連接至PCM的C15號腳，用來接收PCM的信號進行點火；2號腳(黑色線)在發動機G102處進行搭鐵；3號腳(黑/白線)連接至熔絲，是點火線圈的電源線。

圖1 發動機控制電腦工作原理示意圖

圖2 本田思鉑睿發動機點火線圈插頭

本田發動機缺少一根IGF反饋線，那么PCM是如何監控發動機各汽缸的工作狀態呢？答案是PCM通過監測發動機轉速的變化來獲知發動機各汽缸的工作狀態。

發動機在運轉的過程當中，如果某汽缸沒有做功或者是做功不良，發動機的轉速此時會下降，目前發動機轉速傳感器的精確度非常高，發動機轉速的變化能夠及時被PCM監測到，由此PCM便監測到每個汽缸的工作狀態，圖3為本田發動機轉速監測原理。

針對本故障車，筆者按照“五步診斷法”對其進行診斷。

第一步：對故障現象進行驗證、確認。發動機在怠速運行時沒有什么異常，也沒有故障碼和缺缸記錄。試車過程中路況好的時候發動機加速有力，但是路況不太好時，發動機故障燈會點亮，此時便限制了動力輸出，需要重新啟動才能正常行駛。

圖3 本田發動機轉速監測原理

第二步：查閱并分析與故障現象相關的電路圖。按照從電源到電路、零部件再到地線的順序，根據電流通路確定電路工作原理，結合故障現象及電路運行情況，確定一種或幾種可能的故障原因。

本著先易后難以及故障頻率高低的原則，首先檢查點火線圈和火花塞。由于每次都是1號汽缸缺缸，所以對調了1缸的點火線圈，但故障依舊，由此證明1缸點火線圈工作正常。四個點火線圈的電源和接地是并聯的，但點火線圈的驅動信號線是各自分開的，仔細檢查相關線束的連接情況，未發現異常。雖然發動機電腦也有存在故障的可能，但在沒有任何依據的情況下不能隨意更換發動機電腦PCM，且水并沒有浸泡到發動機電腦PCM，所以先不考慮發動機電腦PCM的因素。

火花塞對發動機的影響非常關鍵。拆下火花塞(圖4)，通過觀察火花塞裙部的顏色情況，可以大致判斷發動機的工作狀況。正常的顏色應該是棕色的，如果火花塞裙部偏黑，說明燃油混合氣偏濃；如果偏白說明混合氣過稀，如果偏白甚至有一些白色結晶體出現則可能是發動機溫度過高。當然也不能完全忽視燃油品質的影響因素，燃油品質不良也會引起火花塞顏色不正常。需要特別說明的是，如果火花塞是原廠件，且質量沒問題，但是火花塞裙部的顏色不正常，此時需要查找一些例如燃油混合氣方面的原因，而不是盲目更換火花塞。通過以上檢查，基本可以判定故障車點火系統工作正常。

接著檢查噴油嘴，由于店內噴油嘴分析儀壞了，所以就沒有拆下噴油嘴進行霧化、泄漏測試。關掉點火開關，等待90s后，拔掉噴油嘴的線束插頭，測量噴油嘴的電阻為11Ω(圖5)，在正常范圍(10～13Ω)之內。因此，初步判斷噴油器符合要求。

圖4 故障車上的火花塞

圖5 故障車噴油嘴電阻值

圖6 故障車1號汽缸壓縮壓力值

圖7 故障車上的燃油濾清器

接下來要檢查發動機工作的汽缸壓力。具體操作方法是：發動機熱車，斷開噴油器線束，拆掉點火線圈和火花塞，將汽缸壓力表安裝在火花塞孔上，在節氣門全開的情況下用啟動機帶動活塞轉動。通過測量發現，故障車1號汽缸的壓縮壓力如圖6所示，為12.5kgf/cm2(1 226kPa)，大于維修手冊上規定的標準值9.5kgf/cm2(930kPa)，符合要求；而且4個汽缸的壓縮壓力最大偏差值在1kgf/cm2(98kPa)之內，也是在標準范圍之內的。

從以上的檢查結果來看，故障車的發動機汽缸壓縮壓力、點火線圈及火花塞、噴油嘴都工作正常，缺缸的原因到底在哪里呢？

通過反復試車并總結故障出現的規律發現，發動機缺缸好像與轉向有一定關系。于是連接本田專用診斷電腦HDS并進行試車。多次試車發現，車輛左轉時會有1號汽缸缺缸的故障碼產生，且向左轉向越激烈，故障就越明顯，但右轉向和直線行駛的時發動機故障燈不點亮。

是什么因素導致產生了這個奇怪故障現象呢？通過前面的檢修步驟已經排除了很多可能性，難道是燃油問題所導致的？拆下了燃油濾清器(圖7)，發現燃油箱里面有水。

更換燃油濾清器和油箱里的燃油后，該車故障被徹底排除。

維修小結

車雖然修好了，但有兩個問題還沒有解決。

第一個問題：為什么只有在車輛左轉時才會發生1號汽缸缺缸的故障現象，且轉向越激烈故障越明顯，而其它工況下卻正常？

車輛在向左猛打方向時，在離心力的作用下，燃油管里面的水珠會向右甩(因為水和燃油不能相容，并且水的比重比燃油大)，而燃油管的最右側(從駕駛室里面的方向來看)安裝的就是1號汽缸的噴油嘴。左轉時水珠聚集在這個位置(圖8)，進入1號汽缸中的混合氣含有大量水分，從而造成1號汽缸缺缸的故障現象。車輛直線行駛時，燃油管里面的水相對不會如此集中地進入某個汽缸，因為本田發動機的PCM是通過曲軸位置轉速傳感器CKP的信號變化來判斷缺缸的，所以此時這個轉速的變化不會那么明顯。車輛右轉時，燃油管里面的水因為受到離心力的作用向左甩出，水珠會向燃油管進油方向滾動，即水珠“有路可退”，所以暫時對發動機的工作沒有影響。

第二個問題：燃油箱里面的水是怎么進去的？

圖8 故障車左轉時水珠的聚集位置

圖9 燃油蒸發排放控制(EVAP)系統結構

要回答這個問題，需要先了解燃油蒸發排放控制(EVAP)系統的工作原理。燃油蒸發排放控制(EVAP)系統是暫時地將燃油蒸發氣體吸收在活性炭罐內，并將其送回發動機燃燒。其目的是防止燃油箱中蒸發出來的氣體直接進入大氣。燃油蒸發排放控制(EVAP)系統結構如圖9所示。

燃油蒸汽會導致燃油箱內的壓力上升，當壓力超過預設值時，EVAP雙通閥的正壓力閥打開。流經EVAP雙通閥的燃油蒸汽將被送到EVAP炭罐暫時存儲。當發動機冷卻液足夠熱，ECM/PCM將打開燃油蒸發排放(EVAP)活性炭罐凈化閥，將存儲在EVAP炭罐中的燃油蒸氣吸入進氣歧管燃燒掉。為了調節吸入發動機的燃油蒸汽量，通過工作循環控制(即占空比控制)使ECM/PCM改變EVAP炭罐凈化閥的開度。當外部空氣或其他因素導致油箱冷卻時，其內部壓力就會降低，系統產生負壓，當負壓超過EVAP雙通閥預設值時，負壓閥將被打開，EVAP炭罐中的燃油蒸汽將返回油箱。

通過與車主溝通得知，此車曾被浸泡在水里長達兩天，水深接近整個輪胎的高度，且此車的EVAP活性炭罐安裝在燃油箱的水平位置附近，而這個高度剛好被水淹沒。水的溫度和壓力導致燃油箱內部壓力下降，從而使水經過炭罐、EVAP雙通閥被吸入油箱中，由此導致該車出現上述故障。

專家點評李明權

本案例涉及的故障有一定的特殊性，可以看出作者的基本功非常扎實，條理清晰、分析透徹，并沒有像大多數維修技師一樣，只是通過盲目更換相關部件進行測試。這是非常難能可貴的。

關于發動機缺火的檢測原理，其實就是PCM檢測各個汽缸的做功狀況，如果某一缸出現做功不良，活塞產生的推力就會不足，并通過曲軸轉速傳感器體現出來。理論上，曲軸被60個齒均分，每個齒對應6°的曲軸轉角，但曲軸實際只有58個齒，空缺的兩個齒是檢測一缸上止點的位置，但是到底是一缸的壓縮行程還是排氣行程，則需要通過凸輪軸的位置信號來進行判斷。

發動機設置了多個不同的缺火算法，針對不同的故障碼類型，每一種算法都是針對不同的轉速基數而言的，如：嚴重失火時，產生“嚴重失火、噴油器關閉”的故障碼；一般失火時，產生“某某汽缸失火”的故障碼；冷啟動失火時，產生“失火、冷啟動有廢氣危害”等故障碼。

在實際維修過程中，并不是一定要等到故障碼出現時才能檢修，而是可以通過數據流的缺火記錄和OBD檢測的通過性，更早發現故障，從而提高維修效率和準確性。如圖10所示，顯示通過就說明，在本次的檢測中已經沒有故障，未完成的表示還不滿足車輛的運行檢測條件，所以還沒有進行測試和監控，如EGR系統的檢測，就需要多個條件來進行檢測。

圖10 故障排除后檢測結果顯示“通過”