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試論豐田漢蘭達轎車發(fā)動機怠速不良故障分析與排除論文
發(fā)動機怠速工況指的是在正常運行期間,發(fā)動機在無負荷、對外無功率輸出的情況下運轉,此時節(jié)氣門開度應盡可能小些，使供給氣缸內的可燃混合氣燃燒之后所做的功，能夠足以克服發(fā)動機內部的阻力，且能夠維持發(fā)動機在最低轉速下穩(wěn)定運行,因此該工況下要求電控單元應該提供濃度較小負荷工況時更濃的可燃混合氣，以維持發(fā)動機怠速穩(wěn)定運轉。
1故障現象
該車是一輛豐田漢蘭達轎車，車型為GSU45四輪驅動型，發(fā)動機為2GR-FE型，排量為3.5L，進氣系統(tǒng)為自然吸氣式，行駛狀況為8年9萬公里，故障現象為使用過程中當發(fā)動機轉速回到怠速工況后工作不良，發(fā)動機出現喘抖的現象，轉速下降直至將要熄火的狀態(tài)。
2故障原因分析
由于電控發(fā)動機與傳統(tǒng)發(fā)動機結構有很大區(qū)別，引起發(fā)動機怠速轉速低直至熄火的原因很多,因此我們通�？梢詮娜加凸┙o系統(tǒng)，進氣系統(tǒng)，點火系統(tǒng)，節(jié)氣門體等相關部件進行故障分析。
2.1燃油供給系統(tǒng)及其控制電路
燃油供給系統(tǒng)為發(fā)動機可燃混合氣形成提供一定數目的高壓燃油，主要包括電動燃油泵，電磁噴油器、燃油分配管、電壓調節(jié)器、燃油濾清器。燃油泵為整個系統(tǒng)提供燃油動力源，當燃油泵及控制電路出現故障，使發(fā)動機燃油泵轉速下降，因為油泵性能的好壞直接影響工作狀況，例如油泵損傷、密封件損壞等造成泄露故障，都不能提供正常燃油壓力，所以即便電控單元控制噴油器按照設定的時間噴射時,如果噴射壓力達不到，影響燃油系統(tǒng)供給，造成混合氣過稀,并且此狀態(tài)也要結合氧傳感器信號的反饋來確定。同時，燃油濾器芯堵塞，壓力調節(jié)器故障，噴油器噴油量也會導致系統(tǒng)油壓下降影響噴油量，發(fā)動機怠速熄火，例如噴油器本身及其控制電路，噴油器由于積碳等原因堵塞油孔，由于磨損導致關閉不嚴都會影響噴油量，噴油器內部線圈電阻發(fā)生斷路或短路故障導致無法正常工作，以上部件都會影響燃油系統(tǒng)供油壓力，因此要對燃油系統(tǒng)相關部件及油路進行清潔，清理或更換電動燃油泵。
2.2進氣系統(tǒng)及相關控制部件
該系統(tǒng)保證發(fā)動機進氣中有新鮮氣體保證混合氣濃度，電控單元對于進氣系統(tǒng)相關部件是否存在臟堵及泄漏無法感知，導致發(fā)動機工作失常，應該查看該系統(tǒng)中各部位例如發(fā)動機機油量測量尺處，加油口蓋，連接軟管是否脫裂，節(jié)氣門體連接部位等發(fā)生漏氣，造成發(fā)動機混合氣的濃度偏稀，轉速下降，尤其是空氣流量計部位之后的進氣系統(tǒng)，空氣濾清器臟堵會影響進氣效率，同時空氣流量計也是一個重要檢查部位，發(fā)動機空燃比的控制是以空氣流量計檢測到空氣的實際數目再去決定噴油量，如果該傳感器或相關電路出現故障勢必影響進氣量準確度的獲得，因此可以用萬用表對傳感器及相關控制電路進行檢查是否發(fā)生線束和部件短路或短路故障，因此對進氣系統(tǒng)相關部件進行檢查并清潔、更換。
2.3點火控制系統(tǒng)及控制電路
當點火系統(tǒng)高壓部分出現故障時，點火電壓偏低和點火時間不準確，往往與該系統(tǒng)高壓部分組成的零部件的老化分不開及性能下降有直接關系，比如當火花塞點火能量不足，不能將混合氣全部點燃，就會影響發(fā)動機正常運轉，火花塞使用時間過長了它的阻抗比較大的時候會使點火能量集聚的時間比較長，跳出的火花與電腦控制點火時間有一定偏差造成點火跳火時間向后偏移了一段時間所以造成，點火時刻向后偏移，導致點火過晚，造成活塞上下做功的行程，變短了，提供的動力效果偏低，發(fā)動機熄火，因此應該考慮點火線圈，點火控制器，分缸線等部件，例如如果分缸線電阻過大將導致大部分火花能量都損失在分缸線了，因此造成怠速不穩(wěn)，過低。
2.4節(jié)氣門體及控制部件
節(jié)氣門體從電路方面或機械方面都會導致怠速不穩(wěn),節(jié)氣門通過控制開度控制怠速轉速，一般當汽車行駛2～4萬km時，由于環(huán)境的影響，造成節(jié)氣門體上會由于積碳導致，即使節(jié)氣門是按照要求打開但造成節(jié)氣門橫截面積受到影響，關閉不嚴，影響節(jié)氣門控制，不能準確計算進氣量，影響發(fā)動機轉速，在電子控制方面，如果節(jié)氣門位置傳感器出現故障，不能正確反映怠速工況下節(jié)氣門打開的位置，電控單元不能良好地感知到節(jié)氣門位置大小，誤判斷節(jié)氣門打開大小，對于電動機的控制就不能實現與實際相符合的狀態(tài),就不能結合發(fā)動機轉速及符合對怠速進行很好控制，所以節(jié)氣門位置傳感器及其控制線路應該進行檢查。
2.5空調系統(tǒng)對于發(fā)動機怠速的影響
空調系統(tǒng)對發(fā)動機怠速的影響，具體影響到使發(fā)動機怠速轉速過低的原因是，當發(fā)動機收到空調起動信號時，由于負荷增加發(fā)動機電腦自動將節(jié)氣門緩慢打開，帶旁通氣道的發(fā)動機會使旁通氣道開大，進一步使發(fā)動機的轉速提高，動力性提高，然后使得發(fā)動機在原先轉速的基礎上提高它的動力性，我們明顯能體會到發(fā)動機怠速轉速的提高，如果不知道空調打開了，而實際中空調已經打開了，這主要就是發(fā)動機沒有收到空調的信號或信號線發(fā)生斷路或短路故障，但是空調自己已經運行了,而發(fā)動機按照原先設定的一個目標的控制去控制發(fā)動機轉速,而實際上發(fā)動機轉速已經轉速自然比原先轉速會更低，但發(fā)動機的負荷已經比原來增加了,這樣發(fā)動機的轉速自然會比原先過低，造成怠速轉速過低。
3故障檢查與排除
該車是一輛豐田漢蘭達轎車，發(fā)動機為2GR-FE型，故障現象是行駛中，發(fā)現怠速工作不良，發(fā)動機出現喘抖，轉速下降直至熄火。接車后我們進行了路試，發(fā)現該車存在怠速工作不良現象，結合該現象首先考慮影響怠速轉速的因素，首先考慮燃油系統(tǒng)壓力，因為如果系統(tǒng)壓力不足會影響到噴油器的噴油量,在系統(tǒng)中接入燃油壓力表，通過檢測發(fā)現燃油壓力表指數符合標準數據，說明燃油系統(tǒng)壓力異常，接著使用智能檢測儀執(zhí)行主動測試，判斷油泵繼電器工作性能，將其連接在DLC3診斷接口上，點火開關置于ON位置，并打開檢測儀，進入系統(tǒng)檢測油泵繼電器，通過檢測判斷，發(fā)現能聽見操作繼電器工作的噠噠聲，說明油泵操作繼電器工作狀態(tài)正常,然后檢測繼電器端子電壓，從發(fā)動機室繼電器盒上拆卸燃油泵繼電器，通過檢測電壓判斷工作性能，用萬用表分別檢測油泵繼電器端子2和端子3與車身搭鐵情況，端子2為油泵調速繼電器控制線圈的電源供電端子,端子3為油泵調速繼電器開關電源供電端子,將起動發(fā)動機，檢測發(fā)現電壓為12.3V,標準電壓應為11～14V，結果正常，下一步檢測燃油泵調速繼電器，從發(fā)動機室繼電器盒上拆卸燃油泵調速繼電器，分別檢測端子3與端子4、5端子之間電阻值，端子4為油泵調速繼電器向油泵提供大電流輸出端子，使油泵高速旋轉，端子5為油泵調速繼電器串聯油泵附加電阻向油泵小電流供電端子使油泵低速旋轉,在端子1和2上施加蓄電池電壓，正常電阻值應是10kΩ或更大，如果不施加電壓正常電阻值為小于1Ω，正常，繼而檢測燃油泵電阻值，通過檢測阻止正常，既然燃油泵繼電器,及油泵本身無故障，下面考慮其控制電路方面，檢查線束和連接器，油泵繼電器和燃油泵之間線束，拆卸油泵繼電器，斷開燃油泵連接器，檢測油泵繼電器端子4和油泵的端子4電阻應小于1歐，導線正常無斷路故障，檢測油泵繼電器端子4或油泵的端子4與搭鐵之間電阻標準值應該為10kΩ或更大為正常，安裝油泵繼電器，檢測燃油泵繼電器和燃油泵電阻器之間線束和連接器，連接燃油泵電阻器和燃油泵，燃油泵和車身搭鐵之間，分別做短路和斷路檢測，都正常繼而懷疑是ECM，先將點火開關置于on檔，分別檢測+B和+B2與搭鐵端子之間的電壓，正常值分別為11～14V，又檢測B3-1與車身搭鐵之間的電阻，正常值為小于1Ω，但是經檢測發(fā)現線束擺動狀態(tài)下電阻值為忽大忽小無法穩(wěn)定，說明ECM搭鐵線束安裝不牢靠故造成搭鐵接地不實，容易受車身震動影響，打開后看到線束端子有松脫的部位，懷疑是線束連接器脫落或搭鐵短路，更換后，通過試車故障排除。
通過以上對該故障出現的原因分析及故障排除思路，筆者認為當系統(tǒng)出現故障時，引起的故障原因往往非常之多，如果不能十分熟悉汽車電控系統(tǒng)各部分的結構及控制原理，不熟悉相關檢測方法和原則時，對于一些疑難雜癥可能無法解決，因此排故時我們可以按照由易及難、由簡到繁的原則，先思考后執(zhí)行的原則，先外部檢測后拆檢內部的原則等，分步去考慮，這樣我們在排除故障時往往能少走彎路，快速找到故障原因部位，取得事半功倍的效果。
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