对7个汽车维修原理的再认识

1　记号对齐——不等于发动机配气相位准确

根据内燃机的工作原理，配气相位正确是保证汽缸具有正常压缩压力的决定性因素，而配气正时记号对齐又是配气相位正确的先决条件。也就是说，要想配气相位正确，必须使各配气齿轮的正时记号对齐。但是必须指出：配气正时记号全部对齐了，并不能保证配气相位完全正确。这是因为，有多种因素(如配气机构零件制造误差、正时记号标注不准确、配气机构零件磨损、松动或变形等)可能引起配气相位发生变化，即进气门、排气门的实际开闭时刻发生了变化，有时甚至相差3度～4度。

因此在汽车维修中，不仅要保证正时记号全部对齐，而且要认真核查进气门、排气门的实际开闭时刻，是否因为相关零件磨损或变形导致配气相位发生了偏差。

从发动机的结构原理可以看出，从曲轴正时齿轮开始。经过配气机构各零件传动，一直到气门打开，这中间存在许多环节，其中任何一个环节出现问题，都会影响到进气门和排气门的实际开启时刻。

引起配气相位发生偏差的常见原因有以下几方面：

(1)凸轮轴齿轮(或链轮)与凸轮轴的定位失准，其原因可能是定位销过小、定位销断裂，或者传动键磨损和错位；

(2)正时记号标注不准确；

(3)配气机构零件制造存在误差；

(4)正时带、正时链磨损或者跳齿；

(5)液压挺柱失常；

(6)配气机构各零件发生磨损、松动或变形，例如凸轮轴的凸轮磨损，可能不影响气门的密封，但是会导致气门无法完全开启，既影响启动，又会造成怠速抖动。

在维修实践中，即使气门实际的开闭角度推迟或提前，也会引起发动机怠速不稳、加速缓慢、冒黑烟、油耗增高以及尾气排放超标等现象。为什么配气相位偏差会引起这么多故障呢?若配气相位向后推迟，进气门、排气门都会延迟打开和关闭，当活塞运行到压缩行程时，汽缸内部分可燃混合汽会经过尚未完全关闭的气门进入进气歧管或排气歧管，导致压缩终了时的汽缸压力下降，使耗油量增加。另外，由于汽缸压力下降，可燃混合汽燃烧不良，所以导致尾气排放超标；若配气相位提前，进气门、排气门都会提前打开和关闭，当活塞进入压缩行程时。依靠惯性效应进气和排气的作用减弱，导致充气效率下降。汽缸内的废气排出不彻底，残余气体的压力增加，最终带来类似的不良后果。

2　汽缸压力——随曲轴转速不同而变化

汽缸压缩压力的检测值，不但与汽缸各处的密封程度有关，而且与曲轴的转速有很大关系。在低转速范围内，汽缸压缩压力与曲轴的转速成正比(见图1)。如果曲轴的转速超过1500r／min，汽缸压力曲线变得比较平缓，这一区间的数值才比较真实。在低转速范围内(例如用手摇柄摇转曲轴，甚至包括用启动机带动曲轴和活塞运转)，即使曲轴较小的转速变化，也能引起汽缸压力测量值的较大变化。事实上，不同型号的发动机，用启动机带动曲轴和活塞运转的转速不可能一致；即使同一型号的发动机，由于蓄电池、启动机和发动机的技术状态不一，启动机带动曲轴运转的速度也不可能完全一致。造成检测时曲轴的转速难以符合规定，这是使用汽缸压力表检测汽缸压缩压力产生误差的主要原因。因此，在检测汽缸压缩压力时，应当使用转速表监测曲轴的转速是否符合规定值。

3　机油压力——不仅仅影响润滑系统

在传统的汽车培训教材上，发动机机油的功能被界定在润滑、密封、清洗、传热、防锈这个层面上。但是对于新型汽车发动机，应当多角度审视机油压力的广泛影响。

人们对于发动机机油压力过低的后果已经有足够的认识，但是对于机油压力过高。不应认为仅仅造成密封垫泄漏润滑油。事实上，汽车发动机广泛采用了液压挺柱，新款电控发动机还装备了连续可变气门升程调节系统，曲轴通过正时带带动排气凸轮轴，排气凸轮轴通过链条与进气凸轮轴连接。在两个凸轮轴链轮中间安装了用机油压力控制的链条张紧器(该链条张紧器与凸轮轴调节器为一体)，依靠发动机运转后的机油压力绷紧传动链条。凸轮轴调节器位于进气凸轮轴的后部，发动机电控单元根据实际工况的需要控制凸轮轴调节器的工作，令进气凸轮轴旋转一个角度，即通过机油压力驱动进气凸轮轴相对于正时带轮转动一个角度，以改变气门的早开、迟闭角度，使发动机进气更加充分，从而提高发动机的输出功率。

由于液压挺柱以及可变气门升程调节机构是依靠机油压力推动的。所以润滑系统及其机油压力对新型发动机的性能会产生广泛而深远的影响，例如链条张紧器的小机油滤网被油泥堵死，会因为机油压力过高而导致发动机急加速不良。

笔者曾接修过一台气门严重异响的发动机，怠速时抖动厉害，动力明显不足。经过反复检查，发现气门摇臂上部的油道孔被机油油泥堵死了，导致液压挺柱内的机油无法正常泄油，液压挺柱伸展过度，使气门关闭不严，最终引起发动机怠速严重抖动的故障。疏通气门摇臂上部的油道孔，清洗油底壳及机油泵后，装复试机，上述故障不再出现。

因此，在新型发动机的维护保养中，务必更加注重机油油路的清洗和机油的更换，严防机油压力失常影响气门的适时开闭。

4　电路“虚电”——电压正常，电流不一定正常

在以往的故障检测中，容易犯经验主义的错误，认为有电压就有电流。现代汽车发动机装备的电子器件越来越多，所以耗电量比传统机型大许多，同时各个连接点或多或少存在接触电阻。因此，在进行电气检测之前，应当首先确认电源的电压符合要求。

但是，线路电压正常并不等于电流也正常。在很多情况下，使用万用表检测电压无法发现故障点，但是若加上合适的负载，使用试灯检测线路的电流，就可以发现故障的真正原因，这就是所谓的“虚电”作祟。“虚电”通常是指电路某处因连接器接头氧化或者连接螺钉松动等原因引起接触不良，在这种情况下，可以通过小电流，所以用万用表测量电压，显示是正常的，但是若施加负荷，有一定的负载电流时，“虚电”电压就会减小甚至完全消失，要么造成启动机运转无力，要么造成连接端子发热。

防范“虚电”，可以使用试灯进行动态测试，即采用试灯进行有负荷测试，如果线路的接触电阻很大，试灯的亮度会下降。也可以在线路中串联电流表，检测工作电流，如果线路接触不良造成接触电阻过大，在电压不变的情况下，试灯显示的电流会很小，说明电源不足。总之，采用试灯动态测量线路的电流，才能比较准确地确定电路的电源是否正常。

5　跳火试验——火花塞处在汽缸内外，结果迥异

检查汽油发动机点火能量的传统方法是：拔下中央高压线，将它置于距离机体5～8mm的位置，然后转动发动机，观察高压线线头的跳火情况。如果火花粗长，呈现蓝色，而且跳火有力。能够听到“噼

噼啪啪”的跳火声音，就断定点火能量正常；如果火花细短，呈现暗黄色。同时跳火无力，则说明点火能量不足。

但是，上述跳火方法对于测试新型汽油机的点火能量不一定准确。笔者曾遇到一台带电子点火器的汽油发动机，因为启动困难送维修站检修。拆下汽油机上的火花塞，套上高压线帽，然后放在汽缸盖上试火，火花塞电极发出较强烈的火花，以为点火系统没有问题。但是装复后试验，故障依旧。检查了燃油系统，调整了气门间隙，更换了蓄电池，故障还是不能排除。于是准备更换火花塞，将一只新火花塞套到高压线帽上，并且保留发动机上原来的火花塞不动，然后试火，结果新火花塞电极发出的火花很微弱；拆下发动机上的旧火花塞再试。新火花塞电极又能发出较强烈的火花。

分析其中原因，是由于汽油机的点火系统有一个“最低发火转速”(300r／min左右)。在发动机不安装火花塞的情况下试火，由于活塞上下运动时汽缸内基本没有压缩阻力，此时曲轴的转速要明显高于装有火花塞时的曲轴转速。很明显，在汽缸有火花塞密封的情况下试火，更符合实际情况。另一方面，火花塞的电火花在大气中的电离程度与在燃烧室内的电离程度存在很大差别。因此，在大气中做跳火试验时火花塞跳火良好，并不能保证火花塞在汽缸内高温、高压和潮湿环境下也能跳火良好。

因此，检测火花塞的点火能量，必须考虑曲轴转速以及汽缸压力的影响，当这2个条件不相同时，其检测结果是不一样的，比较理想的方法是使用示波器检测汽油机的点火波形及点火强度。

6　“失火”或“缺火”——并不等同于“缺缸”

汽车维修人员常说的“失火”，其实是英文中的“misfire”。“mis”是缺失、丢失的意思。但是“fire”并不是点火，而是燃烧的意思。所以“misfire”正确的翻译是“汽缸中的可燃混合汽燃烧不良或者没有燃烧”。即汽油发动机运转时，由于火花塞点火不良、混合汽过稀或过浓、汽缸压缩压力低或者其他原因，导致吸入汽缸的混合汽不能燃烧。由此可见，造成汽缸“缺火”的原因，不仅仅是点火系统的元件损坏，还有燃油系统失常(包括汽油压力低、喷油器堵塞或雾化不良、喷油器线路故障)、机械原因引起的汽缸压缩压力不足以及废气再循环系统、燃油蒸气控制系统、曲轴箱强制通气系统失常等问题，因此不宜叫“失火”，称“缺缸”更合适些。

基于上述原理分析，判断发动机是否“缺缸”。可以通过以下方法进行：

(1)观察发动机的怠速，缺缸时转速较低而且抖动；

(2)排气管发出“突、突”响声，这是由于火花塞不点火，未燃混合汽进入排气管，被废气的热量点燃，造成排气管内的压力升高，排气出口处的空间增大，压力突然降低所致；

(3)测量尾气成分；

(4)做“断缸”试验(断缸时间要尽量短)。

为了判断“缺缸”的原因是否由点火系统失常所引起，可以采取以下方法：

(1)使用点火正时灯检查时，将正时灯的电源线接到蓄电池，传感器夹子夹在中央高压线上(箭头指向分电器)，然后分别在怠速及加速状态下观察正时灯的闪烁情况，它应当随着转速的变化而不间断地发生变化，否则说明没有点火信号。

(2冼用红外线测温仪测量排气歧管的温度，判定“缺缸”发生在哪个汽缸，再用双通道示波器检测该汽缸的点火波形和喷油器的驱动波形，就可以找出故障的确切原因。

(3)采用尾气分析仪测量汽车尾气的成分，如果低速和中速运转时尾气的成分基本正常，而高速运转时尾气中HC、O2严重超标并且不稳定，说明个别汽缸点火失常。

(4)使用故障诊断仪进行检测，如果故障代码显示某缸“缺火”，就可以确诊。

(5)借助高压试电笔判断有无高压点火信号，低压试电笔判断电源正极是否正常。

7　控制策略——不同工况，有不同的控制目标

发动机所处的工况不同，控制目标和各机构的工作状态也有所不同，请见表1所示的内容。

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