发动机缺火故障诊断与维修：原因分析及丰田车系案例

发动机缺火故障诊断与维修：原因分析及丰田车系案例

在排除发动机故障时，特别是在排除发动机怠速振动或废气排放超标时，维修人员经常会遇到故障诊断仪提示发动机失火的情况，对此我们应该有正确的认识。发动机失火后，高浓度的碳氢化合物会进入排气系统，导致尾气排放超标。

发动机失火的可能原因：

1、火花塞有缺陷、堵塞或损坏；

2、气缸管路有问题；

3、点火线圈有问题；

4、喷油器有问题，堵塞或电压低导致DME内部喷油器数据丢失；

5、混合料有问题；

6、气缸压力有问题；

高浓度的碳氢化合物还会使三元催化转换器的温度升高，严重时可能会导致三元催化转换器损坏。

下面以丰田车型为例，对发动机失火故障进行分析。

1.发动机失火监测

为了防止废气排放过多和对三元催化转化器造成热损坏，发动机控制单元使用曲轴位置传感器监测发动机转速偏差以确定失火，并使用凸轮轴位置传感器识别失火气缸。当发动机失火率超过阈值并可能导致排放超标时，发动机控制单元开始统计发动机失火次数。

2、发动机失火的分类

发动机失火可以简单分为两种情况，一种是完全失火，即没有燃烧，另一种是部分失火，即燃烧不稳定。 OBDⅡ定义了三种发动机失火等级：A、B、C。

① A型失火是最严重的失火，接近损坏三元催化转化器。如果检测到，发动机故障警示灯会闪烁，提醒驾驶员立即修理，并按照第一次行程的逻辑存储故障代码和数据帧。发动机诊断系统通过计算发动机曲轴 200 转内的失火次数来识别 A 型失火。

②发生B型失火时，废气中有害物质的排放量将增加1.5倍以上。

③C型失火是最轻微的失火，会导致汽车尾气排放不达标。

发动机诊断系统通过计算发动机曲轴 1,000 转内的失火次数来识别 B 型和 C 型失火。如果在两个冲程期间连续发生B型和C型失火，发动机控制单元将存储故障代码并点亮发动机故障灯。 。空燃比正确、点火充分、机械状况良好的发动机是不会失火的。如果任何一个方面出现问题，燃烧都会提前结束，导致失火。

发动机失火的检修

在排除发动机失火的过程中，需要特别注意三点，即缸压、点火和喷油。

①气缸压力：

使用气缸压力表就可以轻松检测到，这里不再赘述。但应考虑到，在测量气缸压力时，气门弹簧硬度的变化和凸轮轴的磨损程度很难检测出来。还必须考虑进气量。是否足够（漏气或阀门积碳）？

②点火条件

：

对于发动机失火的维修，有时仅通过读取发动机数据流并不能发现问题，必须借助示波器来进一步判断。点火要考虑的因素包括点火正时、火花塞工作是否正常、高压线电阻是否在标准值范围内、点火线圈是否工作正常（电源线和信号线是否正常）。虚拟连接），发动机控制单元是否工作正常。 （包括CAN数据提供的信号）。

建议尽可能使用仪器进行测试。例如，可以用示波器检查凸轮轴传感器和曲轴位置传感器的同步性，可以分析是否存在失火以及点火正时和配气正时的准确性；

用示波器检查点火线圈的工作情况和点火时间，同时分析火花塞的质量；

用示波器检查控制单元之间数据线的连接情况；

用兆欧表检查火花塞的电阻；

用万用表检查高压线的电阻。

③检查喷油量：

首先是通过数据流观察喷射脉冲宽度、点火时间以及氧传感器的工作状态。二是用示波器检查节气门位置传感器TPS与喷油器的同步性，检查TPS与氧传感器的同步性，然后检查喷油情况。同步喷油器和氧传感器（怠速时向进气口注入清洗剂，检查喷油器和氧传感器的变化），最后检查喷油器的个别波形，分析喷油器的质量及其之间的关系喷射时间的长度（与标准波形相比），最后还应考虑所使用的汽油标号、爆震传感器和三元催化转化器。

很多维修站喜欢用更换零件的方法来检查是否有失火故障。虽然笔者不推荐这样做，但有时可以快速排除故障。如果采用零件更换方法进行检查，建议采用以下零件更换方法。例如，如果1缸失火，我们可以将2缸的缸系与1缸互换，将3缸的喷油器与它互换，将火花塞与4缸互换。更换后，我们可以再次测试汽车，直到故障再次出现。如果故障是第2缸失火，则为气缸管路问题。如果是第3缸失火，那就是喷油器的问题，等等。如果故障没有转移，请考虑机械故障或其他部件故障。

总结

其实，发动机失火的故障排除并不复杂。通常点火系统有很多故障。有时故障点也出现在机械方面或发动机电控方面。下面结合两个具体故障案例，简单讲解一下失火故障的维修。

发动机气缸失火情况1

故障现象：

2003 款丰田 多用途车配备 2AZ-FE 发动机。用户反映，早上启动汽车后，发动机怠速抖动。

检查分析：

我把车留在工厂观察。停车过夜后，第二天早上怠速时发动机开始振动。采用丰田智能检测仪，发动机无故障码存储；检查发动机数据流，发现2号缸失火。更换2缸和3缸点火线圈后，2缸失火提示消失，3缸失火。

故障排除：

笔者分析是2缸点火线圈在冷态下工作不正常。更换2缸点火线圈后，发动机怠速抖动消失。

案例2

故障现象：

配备 1ZZ-FE 发动机的 2006 款丰田卡罗拉。用户反映，发动机故障灯亮，怠速时发动机有振动。

检查分析：

使用丰田智能检测仪检测，检索出发动机故障码为P0304（检测到发动机第4缸失火）。查看发动机失火数据帧如下：发动机转速724r/min，总点火次数391次，发动机第4缸失火4次。

对发动机进行了基本检查，但没有发现问题。更换了点火线圈、火花塞、喷油器等部件，但发动机仍出现失火。怀疑发动机进排气系统有问题，测量了气缸压力，发现1缸、2缸、3缸压力接近1.4MPa，4缸压力为1.2MPa，虽然比其他三个气缸的气缸压力小了0.2MPa。但也在正常范围之内。

最后决定使用废气分析仪进一步检查发动机进排气系统。为了满足排放法规的严格要求，实现HC、CO和NOx等有害气体的零排放，现代发动机控制系统必须始终将实际空燃比控制在理论空燃比14.7：1左右（即过量空气系数始终为1)。实际测得汽车发动机怠速运转时的废气成分为：CO2为9.94%，O2为8.09%，HC为596×10-6，CO为0.784%，NOx为0×10-6，过量空气系数为1.5。

当发动机转速稳定在3000r/min时，过量空气系数接近1，说明发动机控制系统在高转速时控制实际空燃比基本正常。笔者怀疑发动机工作时未经过空气流量计的空气进入气缸，造成怠速时混合气过稀，使过量空气系数大于1。拆下气门盖，检查气门正时正常。检查进、排气门间隙，发现第4缸两个排气门之一无间隙，始终压在凸轮轴上，导致气门无法关闭，造成漏气。拆开发动机缸盖后发现，一直漏气的排气门阀座已经下陷。

故障排除：

对发动机第4缸凹陷的排气门座进行了修复，并更换了第4缸第2、2排4个气门以及缸盖内全部16个气门油封。重新组装后，故障排除。