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試論豐田漢蘭達(dá)轎車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)怠速不良故障分析與排除論文
發(fā)動(dòng)機(jī)怠速工況指的是在正常運(yùn)行期間,發(fā)動(dòng)機(jī)在無(wú)負(fù)荷、對(duì)外無(wú)功率輸出的情況下運(yùn)轉(zhuǎn),此時(shí)節(jié)氣門(mén)開(kāi)度應(yīng)盡可能小些，使供給氣缸內(nèi)的可燃混合氣燃燒之后所做的功，能夠足以克服發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部的阻力，且能夠維持發(fā)動(dòng)機(jī)在最低轉(zhuǎn)速下穩(wěn)定運(yùn)行,因此該工況下要求電控單元應(yīng)該提供濃度較小負(fù)荷工況時(shí)更濃的可燃混合氣，以維持發(fā)動(dòng)機(jī)怠速穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)。
1故障現(xiàn)象
該車(chē)是一輛豐田漢蘭達(dá)轎車(chē)，車(chē)型為GSU45四輪驅(qū)動(dòng)型，發(fā)動(dòng)機(jī)為2GR-FE型，排量為3.5L，進(jìn)氣系統(tǒng)為自然吸氣式，行駛狀況為8年9萬(wàn)公里，故障現(xiàn)象為使用過(guò)程中當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速回到怠速工況后工作不良，發(fā)動(dòng)機(jī)出現(xiàn)喘抖的現(xiàn)象，轉(zhuǎn)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(dòng)機(jī)與傳統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)有很大區(qū)別，引起發(fā)動(dòng)機(jī)怠速轉(zhuǎn)速低直至熄火的原因很多,因此我們通常可以從燃油供給系統(tǒng)，進(jìn)氣系統(tǒng)，點(diǎn)火系統(tǒng)，節(jié)氣門(mén)體等相關(guān)部件進(jìn)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(dòng)機(jī)可燃混合氣形成提供一定數(shù)目的高壓燃油，主要包括電動(dòng)燃油泵，電磁噴油器、燃油分配管、電壓調(diào)節(jié)器、燃油濾清器。燃油泵為整個(gè)系統(tǒng)提供燃油動(dòng)力源，當(dāng)燃油泵及控制電路出現(xiàn)故障，使發(fā)動(dòng)機(jī)燃油泵轉(zhuǎn)速下降，因?yàn)橛捅眯阅艿暮脡闹苯佑绊懝ぷ鳡顩r，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(shè)定的時(shí)間噴射時(shí),如果噴射壓力達(dá)不到，影響燃油系統(tǒng)供給，造成混合氣過(guò)稀,并且此狀態(tài)也要結(jié)合氧傳感器信號(hào)的反饋來(lái)確定。同時(shí)，燃油濾器芯堵塞，壓力調(diào)節(jié)器故障，噴油器噴油量也會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)油壓下降影響噴油量，發(fā)動(dòng)機(jī)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(dǎo)致關(guān)閉不嚴(yán)都會(huì)影響噴油量，噴油器內(nèi)部線圈電阻發(fā)生斷路或短路故障導(dǎo)致無(wú)法正常工作，以上部件都會(huì)影響燃油系統(tǒng)供油壓力，因此要對(duì)燃油系統(tǒng)相關(guān)部件及油路進(jìn)行清潔，清理或更換電動(dòng)燃油泵。
2.2進(jìn)氣系統(tǒng)及相關(guān)控制部件
該系統(tǒng)保證發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣中有新鮮氣體保證混合氣濃度，電控單元對(duì)于進(jìn)氣系統(tǒng)相關(guān)部件是否存在臟堵及泄漏無(wú)法感知，導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)工作失常，應(yīng)該查看該系統(tǒng)中各部位例如發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)油量測(cè)量尺處，加油口蓋，連接軟管是否脫裂，節(jié)氣門(mén)體連接部位等發(fā)生漏氣，造成發(fā)動(dòng)機(jī)混合氣的濃度偏稀，轉(zhuǎn)速下降，尤其是空氣流量計(jì)部位之后的進(jìn)氣系統(tǒng)，空氣濾清器臟堵會(huì)影響進(jìn)氣效率，同時(shí)空氣流量計(jì)也是一個(gè)重要檢查部位，發(fā)動(dòng)機(jī)空燃比的控制是以空氣流量計(jì)檢測(cè)到空氣的實(shí)際數(shù)目再去決定噴油量，如果該傳感器或相關(guān)電路出現(xiàn)故障勢(shì)必影響進(jìn)氣量準(zhǔn)確度的獲得，因此可以用萬(wàn)用表對(duì)傳感器及相關(guān)控制電路進(jìn)行檢查是否發(fā)生線束和部件短路或短路故障，因此對(duì)進(jìn)氣系統(tǒng)相關(guān)部件進(jìn)行檢查并清潔、更換。
2.3點(diǎn)火控制系統(tǒng)及控制電路
當(dāng)點(diǎn)火系統(tǒng)高壓部分出現(xiàn)故障時(shí)，點(diǎn)火電壓偏低和點(diǎn)火時(shí)間不準(zhǔn)確，往往與該系統(tǒng)高壓部分組成的零部件的老化分不開(kāi)及性能下降有直接關(guān)系，比如當(dāng)火花塞點(diǎn)火能量不足，不能將混合氣全部點(diǎn)燃，就會(huì)影響發(fā)動(dòng)機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)，火花塞使用時(shí)間過(guò)長(zhǎng)了它的阻抗比較大的時(shí)候會(huì)使點(diǎn)火能量集聚的時(shí)間比較長(zhǎng)，跳出的火花與電腦控制點(diǎn)火時(shí)間有一定偏差造成點(diǎn)火跳火時(shí)間向后偏移了一段時(shí)間所以造成，點(diǎn)火時(shí)刻向后偏移，導(dǎo)致點(diǎn)火過(guò)晚，造成活塞上下做功的行程，變短了，提供的動(dòng)力效果偏低，發(fā)動(dòng)機(jī)熄火，因此應(yīng)該考慮點(diǎn)火線圈，點(diǎn)火控制器，分缸線等部件，例如如果分缸線電阻過(guò)大將導(dǎo)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(guò)低。
2.4節(jié)氣門(mén)體及控制部件
節(jié)氣門(mén)體從電路方面或機(jī)械方面都會(huì)導(dǎo)致怠速不穩(wěn),節(jié)氣門(mén)通過(guò)控制開(kāi)度控制怠速轉(zhuǎn)速，一般當(dāng)汽車(chē)行駛2～4萬(wàn)km時(shí)，由于環(huán)境的影響，造成節(jié)氣門(mén)體上會(huì)由于積碳導(dǎo)致，即使節(jié)氣門(mén)是按照要求打開(kāi)但造成節(jié)氣門(mén)橫截面積受到影響，關(guān)閉不嚴(yán)，影響節(jié)氣門(mén)控制，不能準(zhǔn)確計(jì)算進(jìn)氣量，影響發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，在電子控制方面，如果節(jié)氣門(mén)位置傳感器出現(xiàn)故障，不能正確反映怠速工況下節(jié)氣門(mén)打開(kāi)的位置，電控單元不能良好地感知到節(jié)氣門(mén)位置大小，誤判斷節(jié)氣門(mén)打開(kāi)大小，對(duì)于電動(dòng)機(jī)的控制就不能實(shí)現(xiàn)與實(shí)際相符合的狀態(tài),就不能結(jié)合發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速及符合對(duì)怠速進(jìn)行很好控制，所以節(jié)氣門(mén)位置傳感器及其控制線路應(yīng)該進(jìn)行檢查。
2.5空調(diào)系統(tǒng)對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)怠速的影響
空調(diào)系統(tǒng)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)怠速的影響，具體影響到使發(fā)動(dòng)機(jī)怠速轉(zhuǎn)速過(guò)低的原因是，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)收到空調(diào)起動(dòng)信號(hào)時(shí)，由于負(fù)荷增加發(fā)動(dòng)機(jī)電腦自動(dòng)將節(jié)氣門(mén)緩慢打開(kāi)，帶旁通氣道的發(fā)動(dòng)機(jī)會(huì)使旁通氣道開(kāi)大，進(jìn)一步使發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速提高，動(dòng)力性提高，然后使得發(fā)動(dòng)機(jī)在原先轉(zhuǎn)速的基礎(chǔ)上提高它的動(dòng)力性，我們明顯能體會(huì)到發(fā)動(dòng)機(jī)怠速轉(zhuǎn)速的提高，如果不知道空調(diào)打開(kāi)了，而實(shí)際中空調(diào)已經(jīng)打開(kāi)了，這主要就是發(fā)動(dòng)機(jī)沒(méi)有收到空調(diào)的信號(hào)或信號(hào)線發(fā)生斷路或短路故障，但是空調(diào)自己已經(jīng)運(yùn)行了,而發(fā)動(dòng)機(jī)按照原先設(shè)定的一個(gè)目標(biāo)的控制去控制發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速,而實(shí)際上發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速已經(jīng)轉(zhuǎn)速自然比原先轉(zhuǎn)速會(huì)更低，但發(fā)動(dòng)機(jī)的負(fù)荷已經(jīng)比原來(lái)增加了,這樣發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速自然會(huì)比原先過(guò)低，造成怠速轉(zhuǎn)速過(guò)低。
3故障檢查與排除
該車(chē)是一輛豐田漢蘭達(dá)轎車(chē)，發(fā)動(dòng)機(jī)為2GR-FE型，故障現(xiàn)象是行駛中，發(fā)現(xiàn)怠速工作不良，發(fā)動(dòng)機(jī)出現(xiàn)喘抖，轉(zhuǎn)速下降直至熄火。接車(chē)后我們進(jìn)行了路試，發(fā)現(xiàn)該車(chē)存在怠速工作不良現(xiàn)象，結(jié)合該現(xiàn)象首先考慮影響怠速轉(zhuǎn)速的因素，首先考慮燃油系統(tǒng)壓力，因?yàn)槿绻到y(tǒng)壓力不足會(huì)影響到噴油器的噴油量,在系統(tǒng)中接入燃油壓力表，通過(guò)檢測(cè)發(fā)現(xiàn)燃油壓力表指數(shù)符合標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)，說(shuō)明燃油系統(tǒng)壓力異常，接著使用智能檢測(cè)儀執(zhí)行主動(dòng)測(cè)試，判斷油泵繼電器工作性能，將其連接在DLC3診斷接口上，點(diǎn)火開(kāi)關(guān)置于ON位置，并打開(kāi)檢測(cè)儀，進(jìn)入系統(tǒng)檢測(cè)油泵繼電器，通過(guò)檢測(cè)判斷，發(fā)現(xiàn)能聽(tīng)見(jiàn)操作繼電器工作的噠噠聲，說(shuō)明油泵操作繼電器工作狀態(tài)正常,然后檢測(cè)繼電器端子電壓，從發(fā)動(dòng)機(jī)室繼電器盒上拆卸燃油泵繼電器，通過(guò)檢測(cè)電壓判斷工作性能，用萬(wàn)用表分別檢測(cè)油泵繼電器端子2和端子3與車(chē)身搭鐵情況，端子2為油泵調(diào)速繼電器控制線圈的電源供電端子,端子3為油泵調(diào)速繼電器開(kāi)關(guān)電源供電端子,將起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，檢測(cè)發(fā)現(xiàn)電壓為12.3V,標(biāo)準(zhǔn)電壓應(yīng)為11～14V，結(jié)果正常，下一步檢測(cè)燃油泵調(diào)速繼電器，從發(fā)動(dòng)機(jī)室繼電器盒上拆卸燃油泵調(diào)速繼電器，分別檢測(cè)端子3與端子4、5端子之間電阻值，端子4為油泵調(diào)速繼電器向油泵提供大電流輸出端子，使油泵高速旋轉(zhuǎn)，端子5為油泵調(diào)速繼電器串聯(lián)油泵附加電阻向油泵小電流供電端子使油泵低速旋轉(zhuǎn),在端子1和2上施加蓄電池電壓，正常電阻值應(yīng)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(cè)燃油泵電阻值，通過(guò)檢測(cè)阻止正常，既然燃油泵繼電器,及油泵本身無(wú)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(kāi)燃油泵連接器，檢測(cè)油泵繼電器端子4和油泵的端子4電阻應(yīng)小于1歐，導(dǎo)線正常無(wú)斷路故障，檢測(cè)油泵繼電器端子4或油泵的端子4與搭鐵之間電阻標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)該為10kΩ或更大為正常，安裝油泵繼電器，檢測(cè)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(chē)身搭鐵之間，分別做短路和斷路檢測(cè)，都正常繼而懷疑是ECM，先將點(diǎn)火開(kāi)關(guān)置于on檔，分別檢測(cè)+B和+B2與搭鐵端子之間的電壓，正常值分別為11～14V，又檢測(cè)B3-1與車(chē)身搭鐵之間的電阻，正常值為小于1Ω，但是經(jīng)檢測(cè)發(fā)現(xiàn)線束擺動(dòng)狀態(tài)下電阻值為忽大忽小無(wú)法穩(wěn)定，說(shuō)明ECM搭鐵線束安裝不牢靠故造成搭鐵接地不實(shí)，容易受車(chē)身震動(dòng)影響，打開(kāi)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(guò)試車(chē)故障排除。
通過(guò)以上對(duì)該故障出現(xiàn)的原因分析及故障排除思路，筆者認(rèn)為當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，引起的故障原因往往非常之多，如果不能十分熟悉汽車(chē)電控系統(tǒng)各部分的結(jié)構(gòu)及控制原理，不熟悉相關(guān)檢測(cè)方法和原則時(shí)，對(duì)于一些疑難雜癥可能無(wú)法解決，因此排故時(shí)我們可以按照由易及難、由簡(jiǎn)到繁的原則，先思考后執(zhí)行的原則，先外部檢測(cè)后拆檢內(nèi)部的原則等，分步去考慮，這樣我們?cè)谂懦收蠒r(shí)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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