浅谈本田雅阁轿车发动机转速不能高速运转的故障排除

林建丰

当下,各大汽车公司为了提高其生产的汽车电子控制燃油喷射发动机在各种车速下的动力性和经济性,开发出发动机的转速改变配气相位的可变配气相位控制机构。该机构的结构形式很多,最简单的控制形式是根据发动机的转速变化,把凸轮轴转过一个角度,使其提前或落后。日本本田公司开发的V-TEC可变配气相位控制机构,在该机构上布置了低速、高速两种凸轮,能根据发动机的转速高低,自动切换不同的凸轮。该机构在改变配气相位的同时,也改变了气门升程。一旦V-TEC发生故障,发动机的症状是怎么样的呢?为排除故障,笔者认为,应该深刻了解V-TEC的结构原理,掌握其有关功能作用,运用科学的分析方法和维修技巧,制定出切实可行而简单有效的维修方案,以达到快速排除故障的目的。

一、故障现象

一辆本田雅阁2.3L轿车,发动机大修后行驶了一万多公里后,该车冷车时发动机工作正常,而热车后最高车速只能达到130km/h。无负荷时加油,发动机转速只能达到4500r/min。行驶中,只要发动机转速低于4500r/min或车速低于130km/h,动力均正常。

二、故障检测与分析

首先,用故障诊断仪检查发动机电控系统,无故障码存在。

然后,根据以往经验分析发动机加不上油的故障原因主要有:燃油系统有故障,如燃油压力过低,喷油器堵塞,燃油滤清器脏,燃油泵损坏等;点火系统有故障,如火花塞、高压线等元件有故障;发动机控制单元有故障;发动机机械部分有故障。

根据此思路,对发动机各部件做如下检查:

第一,检查燃油系统压力。拔下燃油泵继电器,起动3次,释放燃油压力,把燃油压力表用三通管连接在汽油滤清器至发动机输油管中间,装回燃油泵继电器,打开点火开关,看到压力表读数为295kPa与标准值相比是正常的。将喷油器拆下检查,进行清洗,但故障症状没有改善。

第二,检查点火系统。观察火花塞跳火情况,火花都很强。用替换法更换火花塞和高压线实验,故障也没有被排除。

第三,检查发动机控制单元。发动机控制单元故障较难检测。经检查,发动机控制单元的电源线和搭铁线都正常,更换控制单元试验,但故障仍然存在。

第四,测量各气缸压力,正常。用断缸法检查各缸工作情况,没有发现缺缸现象。

诊断工作由此陷入僵局,该检查的都检查了,还能有什么地方漏掉呢?经过仔细思考,笔者发现,还有一些系统没有检查。例如,该车有可变气门正时及气门升程电子控制机构(即VTEC),该机构由发动机控制单元控制,在发动机高速运转时,可以同时改变进气门的正时与升程,从而充分发挥发动机强劲的动力。

三、VTEC机构控制系统原理

如下图所示,发动机转速、负荷和冷却液温度等信号输入ECM后,经运算处理,ECM将决定对配气机构是否实行VTEC控制。若实行该控制,ECM则向VTEC电磁阀提供电流,使电磁阀在电磁力的作用下被吸起来,来自油泵的油压便施加在同活塞上。另外,VTEC电磁阀开启后,控制系统通过VTEC压力开关反馈一信号给ECM,以便监控系统的工作。

四、VTEC机构的故障分析与排查

由上图以及发动机VTEC工作原理可知,VTEC失效将会造成发动机不能高速运转。ECM/PCM对VTEC电磁阀的执行控制主要与发动机转速(即曲轴位置传感器)、发动机负荷(即节气门位置传感器)、车速传感器、发动机冷却液温度传感器以及发动机转速升高时,推动进气门主摇臂中的正时活塞卡滞不能弹出有关。由于发动机转速在4500r/min以下属于正常,可以排除曲轴位置传感器、节气门位置传感器、车速传感器出现故障的可能。

因此,要对影响VTEC工作的有关发动机冷却液温度传感器、电磁阀及发动机机油油压以及主摇臂中的正时活塞是否卡滞等进行逐一排查。

1.对于主摇臂正时活塞的检查

首先使第一缸处于压缩行程的上止点;拆下汽缸罩盖,使用专用工具空气堵塞器堵塞油道减压孔;从检查孔中拆下密封螺栓,并用该螺纹孔连接高压进气管;按规定气压(400kPa)对摇臂内的同步活塞A、B进行加压;加上稳定的压力后,用手推动正时片的端部,使其向上移动2mm～3mm。此时,正时活塞弹出,推动同步活塞A、B接合,使主摇臂、中间摇臂和辅助摇臂锁成一体。停止施加空气压力并向上推动正时片,各活塞能在回位弹簧的作用下迅速回位。用同样方法检查发动机其余各缸,结果相同。这说明VTEC机构机械部分没故障。

2.发动机冷却液温度传感器的检查

在发动机冷却液温度为40℃时,检查冷却液温度传感器的电阻值是1.11kΩ(40℃时的标准值为0.98～1.34kΩ);冷却液温度为80℃时,检查冷却液温度传感器的电阻值是0.28kΩ(80℃时的标准值为0.22～0.35kΩ)。这项检查表明发动机冷却液温度传感器是正常的。

3.VTEC电磁阀的检查

(1)VTEC电磁阀电路检查。关闭点火开关,拆开VTEC电磁阀插头;检查VTEC电磁阀插头1号端子与2号端子之间的电阻,其阻值为20Ω(正常范围在14-30Ω),说明VTEC电磁阀没故障;检查VTEC电磁阀插头1号端子与ECM/PCM插头端子B12之间的导通情况,结果为导通,说明连接它们之间的绿/黄导线没断路,属正常状态;检查VTEC电磁插头1号端子与车体搭铁之间的导通,属正常,说明ECM/PCM的端子B12与VTEC电磁阀插头之间的红/黄导线没短路。

(2)VTEC电磁阀阀体总成的检查。从汽缸盖上拆下VTEC电磁阀总成,检查其滤清器是否堵塞,经检查属正常;用手指推动VTEC电磁阀,检查其上、下运动情况,运动平顺没卡滞,属正常。

4.机油压力检查

连接VTEC电磁阀插头,拆下VTEC电磁阀下侧的10mm直径的螺栓,连接机油压力表;启动并运转至发动机达正常工作温度(冷却风扇转动);怠速时机油压力为65kPa,标准值为3000r/min;机油压力230kPa,标准值为:怠速时≥70 kPa;转速为3000r/min时≥300 kPa。显然,机油压力过低。

这样,须拆下油底壳检查。将车辆用汽车升举架举起,并排放完机油,拆下油底壳,发现机油集滤器与机油泵吸油口连接的螺栓松动。经按规定力矩紧固后再试车,故障排除。

但是,机油压力过低,机油压力报警灯为什么不报警?打开点火开关起动发动机后,机油压力报警灯均不亮,说明机油压力报警灯线路有故障。经检查发现,机油压力开关插接器的导线在根部折断,因有胶皮包裹,所以未被发现。将它重新接好,故障排除。

总之,电控发动机是一个机电一体化的产物,出现故障需要修理时,必须既要考虑机械部分,也要考虑电控电路部分。