本田发动机故障分析

1本田雅阁2.4L发动机怠速游车故障一例解析一、故障现象一辆03款本田雅阁2.4L发动机，行驶58816公里，热车后怠速游车，游车转速范围为650～830rpm，MIL工作正常。经过询问得知该车开到工地使用几天后出现故障症状的，已经经过某维修店维修，依次更换了喷油器、火花塞、点火线圈总成、MAP（进气压力传感器）、节气门体总成、PCM（动力控制模块），清洗了燃烧室，并做了怠速学习程序，故障依旧。二、基本检测由于该车已经经过维修店维修无果，在进行故障查修时应将每个可能的故障因素都加以考虑。首先应严格按照维修手册上故障索引的步骤要求进行检测，检测的步骤及结果如下：（1）执行PCM怠速学习程序：故障依旧。（2）检查怠速：在检查怠速之前检查故障代码、点火正时、火花塞、空气滤清器和PCV（曲轴箱强制通风）系统，均正常。热机后发动机怠速转速在650～830rpm间有规律地波动。（3）检测/调节节气门拉线：按照规定步骤检测，结果为正常。（4）检测测试节气门体：当节气门完全闭合时，节气门位置读数为0.49V；当节气门完全打开时，节气门位置读数为4.5V。正常。（5）检测进气真空是否泄露：热机后，使用HDS读到MAP数值为30kPa，（标准范围为28kPa～41kPa）使用真空压力表测试结果相同，进气系统无漏气。（6）测试燃油压力：怠速时压力为350kPa，在标准值320～370kPa之间。（7）测试喷油器：使用HDS从检测菜单中选取1个喷油器，选取1个喷油器的编号，使各个喷油器依次失效，每次发动机的怠速都有明显下降。说明喷油器工作正常。（8）检测交流发电机FR信号电路：正常。（9）询问检查汽油的品质：正常。三、故障分析和排除按照故障索引的步骤检测不出故障，说明该车故障比较隐蔽且不常见，要2充分利用相关的检测诊断仪对发动机各方面的性能做综合的分析诊断，然后再有目的地对相关系统或部件做进一步检测。发动机在稳定怠速工况时，应该表现为进气量、喷油量、点火提前角、发动机的附加负载、发电机的电器负荷、空调系统频繁做动等的相对稳定，如果以上参数不稳定，就会引起怠速游车的症状。同时如果发动机PCM不能确定发动机处于怠速工况，则PCM会取消怠速稳定性控制功能，会引起怠速游车的症状。所以应先检测传递给PCM用来判别是否怠速工况的信号，再逐个分析进气量变化、喷油量变化、点火提前角变化、发动机负载、发电机电器负荷和空调系统等。1．怠速工况的判别发动机是否为怠速工况可以通过“怠速”这个参数状态看出来，而PCM对怠速工况的识别只参照“TP（节气门位置）传感器”。起动发动机，将发动机充分暖机至90℃左右，使用HDS进入发动机系统读取数据列表，如图1所示，“怠速”状态显示为ON，表示PCM已确认发动机处于怠速工况；此时“TP传感器”显示为0.49V，正常范围为-0.2～0.7V。2．进气量检查怠速工况进气量由PCM通过IAC（怠速进气控制）阀进行控制，所以怠速控制系统中最重要的是看“IAC指令”这个参数。而影响“IAC指令”的因素很多，如起动、水温、开空调、打转向、电器负荷变化等，此外怠速调整螺钉位置、怠速阀及其通道积炭也会影响“IAC指令”。检查怠速工况进气量是否正常通常可以综合观察“IAC指令”、“TP传感器”和“MAP”这三个参数进行判断。使用HDS进入发动机系统读取进气系统相关数据流，“IAC指令”为4%（标准范围为0～10%），“发动机转速”为650～830rpm波动，“MAP”信号为30kPa，“TP传感器”信号为0.49V，“怠速”状态为ON。可见，进气量相对稳定，进气系统正常。3．喷油量检查在分析燃油供给系统工作是否正常时，可以读取的相关数据流有“空燃比LAMBDA”、“ST燃油微调”、“LT燃油调整”、“空气/燃油反馈指令”、“FSS（燃油系统状态）”、“燃油喷油嘴”、“燃油切断”、“燃油切断减速”、“油泵继电器”等，其中最关键的是喷油脉宽的大小，而喷油脉宽是通过“燃油喷油嘴”来显示的。3在数据流分析时最有效的方式是综合分析“燃油喷油嘴”、“FSS（燃油系统状态）”和“空燃比反馈（ST燃油微调）”这三个参数进行故障诊断。读取喷油系统相关数据流，如图2所示：“燃油喷油嘴”为2.45～3.15ms（标准范围为1.5～3.2ms），“FSS（燃油系统状态）”为关闭，“空燃比反馈（ST燃油微调）”为0.88。“燃油喷油嘴”显示PCM控制的喷油脉宽，此信号最好结合ST燃油调整来分析才能看出目前燃油供给情况。“FSS（燃油系统状态）”用于反映燃油供给控制是开环还是闭环。显示“关闭”表明燃油供给是闭环控制，显示“OL状态”表明由状态引起的开环控制，显示“OL驱动”表明由驱动引起的开环控制，显示“OLDTC”表明由DTC引起的开环控制，显示“OLO2SX”表明由O2S引起的开环控制。“空燃比反馈（ST燃油微调）”是对燃油供给量的短期校正。如果空燃比传感器电压指示混合气过稀，ST燃油调整增加，并且PCM将控制喷油器脉宽增长。当ST为1时，说明目前根据空燃比传感器闭环反馈得出的喷油脉宽数值与此工况的开环计算的喷油脉宽数值相同，此时ST基本为0.99、1和1.01之间变化。而当闭环反馈得出的喷油脉宽数值与开环计算的喷油脉宽数值不同时，ST就会发生变化，变化范围为0.69～1.47之间。当ST1时，说明开环计算的喷油脉宽过长，系统正在尽量调稀混合气（通过减小喷油脉宽长度），而当ST=0.69时表明已经达到调稀混合气的极限；相反当ST1时，说明开环计算的喷油脉宽过短，系统正在增大喷油脉宽，而当ST=1.47时表明已经达到调浓混合气的极限。如图3所示。根据图2可以看出，喷油脉宽在有规律性的波动，其数值在标准范围内。再观察空燃比反馈（ST燃油调整）的变化，如图4所示，发现ST数值在0.88～1.13之间波动（怠速时标准范围为0.96～1.05），波形显示发生频繁大幅变化。影响空燃比反馈（ST燃油微调）数值的输入信号主要是AFS（空燃比传感器）和HO2SS2（加热型氧传感器2）。AFS实际上就是氧传感器，安装在TWC（三元催化转换器）前方，单位是mA，是一个电流变化的信号，用于检测废气中有多少氧气，从而判断混合气的空燃比，其信号特性如图5所示。怠速时AFS的信号范围为±1mA，当AFS信号值＞1mA时表示混合气过浓，相反当AFS信号值＜-1mA时表示混合气过稀，。HO2SS2为加热型氧传感器2，也称为后氧传感器，安装在TWC后方，单位是V，PCM将HO2SS2的输出信号与AFS的输出对比，以确定TWC的催化效率，同时也检查AFS的性能。由于经过TWC催化之后，废气中O2含量4大大减少，HO2SS2信号大部分时间应该＞0.5V，只能偶尔间断出现＜0.5V的情况。使用HDS检查AFS信号。如图6所示，AFS数值变化范围为-0.98mA～0.97mA，在标准信号范围±1mA之内。由于此时HDS上波形显示的坐标量程太大，导致波形变化不明显，拉动时间标尺，减小纵坐标量程，波形放大，如图7所示。可以看出此时AFS信号波形波动频繁。在稳定的怠速工况衡量AFS信号正常与否的标准除了AFS数值范围之外还要考虑AFS信号的波动频率和幅度，在发动机负荷和转速不变的情况下AFS信号应该比较稳定。而此时AFS信号频繁波动会导致空燃比反馈数值频繁变化，从而导致发动机游车。引起AFS信号频繁波动的可能原因有进气量波动、喷油量波动、点火性能不稳定或AFS性能故障，综合考虑之前检测结果，排除进气量波动和点火性能不稳定的可能。而引起喷油量波动的因素较多，AFS信号的波动也是引起喷油量波动的一个重要原因，因此故障诊断的重点应该转为AFS性能的检测。4．AFS性能检测参考维修手册内响应故障/电路响应缓慢和量程/性能故障的检测流程进行检测，检测步骤如下：（1）更换AFS。（2）将点火开关置于ON（Ⅱ）。（3）使用HDS执行CLEARMENU中的ECM/PCMRESET（ECM/PCM复位）。（4）执行ECM/PCM怠速学习程序，发动机怠速转速正常，稳定在800±50rpm之间。（5）起动发动机，使发动机空载（P或空档）转速保持在3000rpm直至散热器风扇开始运转，然后让发动机怠速运转。（6）使用HDS检查DATALIST（数据列表）中AFFBAVE，数值为1±0.01。（7）在下列条件下试车：发动机冷却液温度高于70℃，A/T位于D位置，车速≥48km/h，发动机转速在1000～3000rpm之间。（8）使用HDS检查DTC菜单中的临时DTC和DTC，无DTC。故障彻底排除。四、维修总结5通过上述的分析、检测和故障排除过程我们得知：本故障是由于AFS性能损坏导致“空燃比反馈”数值频繁变化，从而导致喷油器的喷油量波动引起发动机怠速游车。在发动机冷车时，“FSS（燃油系统状态）”为开环，AFS性能损坏不影响喷油器的喷油量，发动机工作正常。当发动机热机后，“FSS（燃油系统状态）”变为闭环，PCM根据AFS信号对喷油量进行“空燃比反馈”，如前所述，当ST＜1时，PCM将减小喷油量，从而调稀混合气；当ST＞1时，PCM将增大喷油量，从而调浓混合气。而AFS性能损坏后就不能根据混合气的浓度反馈正确的空燃比信号给PCM，导致混合气时而过浓时而过稀，从而引起怠速游车。由于本故障中MIL工作正常（无故障代码输出），通过基本检测又发现不了故障部位，给故障排除带来一定的困难。这就要求技术人员能够充分运用检测诊断设备，正确理解标准数据，对发动机相关系统的数据流和波形进行准确分析，才能少走弯路，事半功倍。