浅谈本田R20A3发动机单缸失火故障的检修

文、图：张飙

浅谈本田R20A3发动机单缸失火故障的检修

文、图：张飙

单缸失火、气门漏气

故障现象：一辆2016年款第八代雅阁2.0轿车，购买不到2个月，行驶里程2 367 km。该车起动后怠速时有明显的抖动，行驶10 min左右，发动机抖动严重，并伴有行驶时动力不足现象，同时仪表板上的发动机故障点亮灯。用户到4S店投诉，要求尽快解决。

检查分析：维修人员试车发现，故障的确如用户所描述的。用本田专用故障诊断仪HDS检测发动机控制单元，发现一个故障码“P0304——4号气缸缺火”（图1）。维修人员将第4缸点火线圈与其他缸的互换后，删除故障码试车，发动机怠速运转10 min后再次开始抖动，仪表板上的发动机故障灯再次点亮。

图1 检测到单缸失火的故障码

在发动机工作中，控制单元接收各传感器的检测信号，通过精密计算后输出指令，控制和调整各执行器的工作状况，保证发动机的工作状态正常。针对发动机失火检测而言，发动机控制单元通过曲轴位置传感器来监测发动机转动时速率来判断是否发生失火，通过凸轮轴位置传感器识别失火的气缸。当发动机失火率超过极限值，发动机控制单元开始统计发动机失火次数，存储故障码并点亮故障灯，提示驾驶员车辆发生了故障。

（1）故障分析

对发动机失火的原因进行分析，可概括为两大方面：电子控制系统故障和发动机机械系统故障。具体分析结果见图2。

图2 发动机单缸失火的可能性分析

电子控制系统方面故障的可能性有传感器故障引起反馈信号失准、电子控制单元接收到错误信号从而输出错误的控制信号、电子控制单元本身故障、执行器（喷油器、火花塞和点火线圈、连接线路等）本身故障不工作。

机械系统方面故障的可能性有气门间隙过大、气门积炭、气门杆弯曲等因素，导致气门关闭不严、凸轮轴相位失准引起气门开闭不适时、气缸活塞磨损大导致密封不良等。

（2）电控系统检测

按照上述分析，维修人员首先对发动机电控系统进行检查。将HDS专用故障诊断仪连接到车辆上试车。待故障出现后读取发动机控制单元数据流，从数据流中可以看到第4缸缺火计数不断在增加，其他气缸工作正常（图3）。而发动机的空燃比、节气门开度控制指令、EGR阀开度等数据均在技术规格范围内（图4）。

图3 4缸失火的计数不断增加

图4 检测到的数据流

接下来，维修人员检查判断电控系统各传感器和执行器工作情况。首先测量第4缸喷油器插头的信号电压和电源电压，分别为4.9 V和12.5 V（图5），喷油器上的端子电阻为12.4 Ω，均在标准范围内。然后将全部点火线圈和火花塞拆出进行检查，检查火花塞电极间隙为1 mm，且外观无异常；进行跳火测试，确认4缸的火花强度与其他缸对比无明显差异，点火顺序是1—3—4—2，于是判断点火控制和执行正常。最后，最后，维修人员将全部喷油器拆下进行喷油效果检查，确认喷射范围均匀，雾化效果良好，无堵塞或滴漏情况。

图5 检测4缸喷油器信号电压

通过以上检查，排除了发动机控制单元、控制线路、喷油器、点火线圈或火花塞故障引起发动机失火的可能性，判断发动机电子控制系统正常。

（3）机械部件检测

缸盖或缸体密封不良，活塞磨损过大、连杆弯曲导致气缸压力降低等因素，都会导致发动机发生失火。

①检测缸压

首先拆下空气滤清器、点火线圈和火花塞，并安装气缸压力表，然后通过HDS软件设置喷油器停止工作。测量时将加速踏板踩到底，使节气门处于全开状态。起动起动机，通过起动机带动曲轴转动约5 s，逐缸测量气缸压力。每缸测3次，读取最大值。经过测量，1～4缸的气缸压力值分别是1 180 kPa、1 210 kPa、1 190 kPa和1 100 kPa。

该车新车的气缸压力值约为1 200 kPa，但测得第4缸压力相对其他3个气缸偏低，压力差接近10%，由此判断第4缸活塞环或气门存在泄漏情况。

为进一步区分和验证是缸体或缸盖的问题，从火花塞孔向第4缸气缸内注入约30 mL机油，然后再次测量气缸压力。如果测得气缸压力有提高，说明是缸体总成故障，例如活塞环、气缸磨损过大，引起漏气泄压；如果测得气缸压力与之前接近，说明是缸盖故障，例如气门或缸盖垫密封不严漏气。结果测量结果与之前近似，故将故障部位锁定在缸盖处。

②缸盖

该车发动机运行中，未发现有漏气声，发动机表面也没有明显的油污。由于是新车，缸垫老化的可能性较低，而且在测量缸压时，也未见相邻气缸压力值均偏低的情况，因此可排除缸垫泄漏导致发动机第4缸失火的可能性。

③检查气门间隙

拆下气门室盖，顺时针转动曲轴，观察各气门开闭情况，未见异常。继续转动曲轴，使凸轮轴链轮上的4号标记对准上方，并且凸轮轴链轮上的凹槽与气缸盖的顶部边缘对准（图6）。此时第4缸的4个气门均处于关闭状态，可进行气门间隙检查。

图6 调整凸轮轴使4缸气门全闭

经检查，第4缸的2个进气门间隙分别为0.19 mm和0.20 mm，2个排气门间隙为0.24 mm和0.25 mm，均符合技术要求。而且与其他气缸的气门间隙对比，第4缸的气门间隙值无明显差异。由此排除因气门间隙失常而导致气门开启迟后、关闭不严，从而引起发动机失火故障的可能性。

④检查气门

在征得用户同意的情况下，维修人员将缸盖总成拆下，重点检查第4缸气门的密封性。使第4缸的全部气门处于关闭状态，然后在其燃烧室内倒入少量的水（7）。大概3 min后发现水量有减少和冒出气泡，缸盖排气口处有水流出（图8），但进气口依旧干燥。尝试对其他3个缸进行同样试验，均无漏水情况。由此判断，该发动机第4缸失火故障是由于排气门关闭不严所导致。

图7 测试气门的密封性

图8 排气口处有水流出

故障排除：原则上应对该车作保修更换缸盖总成处理，但考虑到用户急需用车的情况，经用户同意，维修人员更换全部进、排气门。维修后，该车发动机运转平顺，故障灯没有再点亮。用HDS故障诊断仪检测发动机数据流，均无异常。1个月后回访用户，确认故障彻底排除。

回顾总结：发动机因为单缸功率不足而报失火故障码的案例较罕见，若维修人员对发动机电控系统和机械系统的工作原理不熟悉，会对故障诊断和排除工作带来困难。因此，在处理此类车辆故障时，诊断分析一定要逻辑合理、思路清晰，再从外到内、从简单到复杂进行检查，并且要以实际检测数据来作为判断问题的依据，验证理论判断。