豐田凱美瑞發(fā)動機加速不暢故障檢修

譚永謙 周海江

摘 要：針對一輛2008年的豐田凱美瑞轎車加速不暢，偶爾急加速時甚至會導致熄火的故障進行檢修，經過排查，原因在于水溫傳感器元件老化后造成感應數(shù)據(jù)失真，導致該故障的發(fā)生，在更換水溫傳感器后，故障排除。

關鍵詞：加速不暢；故障檢修；發(fā)動機

中圖分類號：U472文獻標識碼：A

doi：10.14031/j.cnki.njwx.2018.07.003

0 引言

汽車電子控制燃油噴射系統(tǒng)設有多個傳感器、執(zhí)行器和電子控制模塊。系統(tǒng)工作時，發(fā)動機控制模塊接收各種傳感器的修正信號，使發(fā)動機在各種工況都可以獲得精準的進氣、供油和點火。在這個過程中，任意一種故障癥狀的出現(xiàn)，與其相關的原因卻可以有眾多，即使是相同的故障癥狀也可以由不同的故障原因引起，這就使我們在維修中很容易走彎路，浪費大量的時間。

1 故障現(xiàn)象

據(jù)車主所述：剛著車時發(fā)動機工作正常，但行駛不到2 km發(fā)動機就會出現(xiàn)加速不暢，甚至偶爾在加速時會熄火，該車的行駛里程為110 830 km。

經試車，發(fā)動機熱車后出現(xiàn)如車主所述現(xiàn)象，甚至連30 km/h的車速都不能達到，并且儀表盤上的發(fā)動機故障指示燈（CHECK ENGINE）長亮。短接診斷插座里的TE1與E1觸點讀取故障碼是25。點火開關置于OFF位置，把發(fā)動機保險絲盒中的EFI保險絲（20 A）拔下30 s后裝回，進行ECU重新設置，然后再試車，發(fā)動機故障指示燈再次點亮，讀取故障碼依然是25。

2 故障分析

該車搭配了直列4缸16氣門雙頂置凸輪軸的2AZ-FE發(fā)動機，排量為2.4 L，多點順序噴射。由于該車在剛著車時工作正常，通過做跳火試驗（各火花塞點火強勁，火花呈淺藍色）排除了點火系統(tǒng)可能存在的故障。該發(fā)動機出現(xiàn)的加速不暢的故障是出現(xiàn)在熱車時，經查維修資料得知所顯示故障碼25的含義是“混合氣過稀故障”，在熱車后的加速工況中，導致混合氣過稀情況有以下幾點原因：

（1）燃油中水分過多或燃油壓力不足；（2）噴油器或供油管路有堵塞；（3）空氣流量計或真空度傳感器、節(jié)氣門位置傳感器故障；（4）進氣溫度傳感器或冷卻液溫度傳感器故障；（5）怠速閥故障或進氣管路有泄漏故障；（6）氧傳感器故障；（7）ECU故障。

3 故障排除

（1）根據(jù)所讀取到的故障代碼25（混合氣過稀）以及分析的導致混合氣過稀幾點可能原因，決定先從燃油系統(tǒng)查起。

經詢問車主得知該車的汽油是在正規(guī)油站加注，觀察燃油表油量達3/4以上，著車后觀察尾氣排放情況，沒發(fā)現(xiàn)過多的水蒸氣排出現(xiàn)象，冷車啟動后打開水箱蓋觀察冷卻液情況，沒發(fā)現(xiàn)有氣泡冒出的“沖床”現(xiàn)象，且熱車后并沒有出現(xiàn)水溫高的情況，由此可斷定燃油中沒有因水分過多導致混合氣過稀的情況。

（2）燃油壓力測試：釋放燃油系統(tǒng)壓力，將油壓表連接在輸油管的進油管接頭處，啟動發(fā)動機，測得怠速運轉結果如表1。

由以上測試結果可知燃油壓力調節(jié)器及燃油壓力正常。

（3）節(jié)氣門位置傳感器測試：該車采用的是電子節(jié)氣門裝置，節(jié)氣門位置傳感器集成在電子節(jié)氣門體內，其電路原理如圖1所示。

拆開傳感器線束連接器，用萬用表電壓檔分別檢測VTA1、VTA2與E2端子電壓情況，如表2。

所測得的電壓結果符合標準，且能隨節(jié)氣門（油門）開度的大小相應地變化，響應平順，無卡滯現(xiàn)象，節(jié)氣門位置傳感器工作正常。

（4）發(fā)動機進氣歧管漏氣檢查。觀察節(jié)氣門體鎖緊螺柱未見有松動和曠動的現(xiàn)象；進氣歧管處聽不到漏氣的聲音，沒發(fā)現(xiàn)機械損傷、裂紋、漏氣、腐蝕等現(xiàn)象；冷車時提高發(fā)動機轉速至2500 r/min運行片刻后馬上返回怠速工況，怠速轉速約為720 r/min（標準為700±50 r/min）且運行平穩(wěn)。因此，進氣管路及怠速控制功能正常。

（5）該車故障現(xiàn)象出現(xiàn)在發(fā)動機溫度升高后加速工況時系統(tǒng)供給的混合氣太稀，必定與發(fā)動機溫度有關。因此，對影響修正發(fā)動機噴油量的兩個主要溫度傳感器（進氣溫度傳感器與冷卻液溫度傳感器）著重進行檢查。

①該車的進氣溫度傳感器是集成在空氣流量計內，其電路如圖2。

把該流量計的線束連接器拆開，用兩根導線接在空氣流量計的THA和ETHA插頭上，用萬用表電阻檔測量這兩個端子之間的電阻可以檢驗進氣溫度傳感器的工作狀況，常溫下測得其阻值為2.1 kΩ，用電吹風對其進氣口吹熱風（溫度約為60 ℃），測量阻值結果顯示為0.6 kΩ；插回線束插頭，打開點火開關，用電壓檔測得電壓為1.8 V；參照維修資料得知該熱敏電阻在20 ℃時電阻為2～3 kΩ，60 ℃時電阻為0.4～0.9 kΩ，工作電壓為1～3 V。經過比較，兩次模擬測量的阻值和電壓值都是在標準范圍內。再用診斷儀檢查空氣流量計數(shù)據(jù)，怠速為2.60 mg/s，無負荷加速時為3.41～9.13 mg/s，標準數(shù)據(jù)為：怠速：0.54～4.33 mg/s，高速空轉：3.33～9.17 mg/s。因此，該空氣流量計及進氣溫度傳感器工作正常。

②該車的冷卻液溫度傳感器安裝在冷卻液的出水口處，在ECU中有一標準電阻與該傳感器中的熱敏電阻串聯(lián)，并由ECU提供標準電壓，E2端子通過E1端子搭鐵，當熱敏電阻隨著冷卻液的溫度變化時，ECU通過THW端子測得的分壓值隨之變化，根據(jù)此分壓值來判斷冷卻液的溫度，從而對噴油量進行修正，使發(fā)動機獲得最佳的燃油噴射量。冷卻液溫度傳感器結構電路如圖3所示。

仔細觀察檢查該傳感器線束接頭，未有松曠現(xiàn)象，拔下接頭，未見接觸腳有油污、氧化腐蝕現(xiàn)象，用萬用表電壓檔測量接頭電壓值約為5 V；著車，對該傳感器進行動態(tài)電壓值測量，隨著冷卻液溫度的變化，其電壓值在0.38～4.78 V之間變化。

拆下傳感器，將其置于裝有冷卻液并帶有溫度計的加熱容杯中，使傳感器的感應端浸入冷卻液中，模擬發(fā)動機冷卻液溫度變化對其測量：在冷卻液溫度為22 ℃時測得電阻值為2 kΩ，將冷卻液加熱到60 ℃時電阻值為0.6 kΩ，90 ℃時為0.2 kΩ，110 ℃時仍然為0.2 kΩ。參照冷卻液溫度傳感器與溫度關系（圖4），該傳感器中熱敏電阻值在溫度為22 ℃和60 ℃時都在正常范圍內，而在90 ℃和110 ℃時電阻值無變化都為0.2 kΩ（這樣即會造成在90 ℃時輸出電壓和110 ℃時的輸出電壓相同）。正常情況下，其電阻值的變化應能隨冷卻液溫度的變化而呈線性變化。

初步斷定該傳感器存在故障，但冷卻液溫度傳感器故障，自診斷系統(tǒng)應該判定并且存儲該傳感器的故障碼，可是前面所讀取故障碼只有25（混合氣過稀）。通過查閱有關的資料，自診斷系統(tǒng)判定某傳感器是否有故障是利用值域判定法，即當電控單元接收到傳感器的輸入信號超出規(guī)定的數(shù)值范圍時，自診斷系統(tǒng)才會確認該輸入信號出現(xiàn)故障，并存儲故障碼。正如該車冷卻液溫度傳感器正常使用的溫度是-20～120 ℃內，輸出電壓為0.18～4.88 V，只有當電控單元檢測到信號電壓小于0.18 V或者大于4.88 V時ECU才判定該傳感器故障。從上面測得的電阻值可知該傳感器沒有完全失效，可能由于老化或腐蝕等原因致使其輸出特性出現(xiàn)偏移，但輸出電壓（0.38～4.78 V）是在自診斷系統(tǒng)判定是否故障的界限內，所以自診斷系統(tǒng)并不能判定其有故障且生成相應的故障碼。

在熱車急加速工況下，發(fā)動機需要使用濃的混合氣，以獲得大功率的輸出，但由于該車冷卻液溫度傳感器的數(shù)據(jù)失真，傳感器沒把所監(jiān)控到的正常工作溫度以正確相應的電壓值輸送給ECU，反而給ECU一個錯誤的電壓值，誤導ECU認為發(fā)動機的溫度過高。而在發(fā)動機真正溫度過高時，一方面會對發(fā)動機造成嚴重機械性的損害，另一方面空氣密度低直接影響到空燃比，所以要求減少發(fā)動機的供油量，防止混合氣過濃。正是因為ECU接收到冷卻液溫度傳感器輸入的發(fā)動機溫度過高的錯誤信息，結果對噴油量進行了錯誤的修正，迅速減少了噴油量，導致混合氣過稀，而實際該工況真正需要的是濃的混合氣以滿足急加速要求。最終致使發(fā)動機加速不暢，甚至造成熄火。

最后，更換了該冷卻液溫度傳感器，清除發(fā)動機故障碼后啟動，發(fā)動機恢復正常工作。經過反復路試，加速性能良好，發(fā)動機故障指示燈不亮。至此，故障完全排除。

4 結論

在以上故障檢修中，體會到對電控發(fā)動機維修時必須全面深刻熟悉發(fā)動機電子控制燃油噴射系統(tǒng)的結構原理，并憑借該車型的維修資料，運用科學的分析方法和維修技巧、經驗進行診斷，方可迅速排除故障。

參考文獻：

[1]譚本忠.豐田凱美瑞維修手冊[M].北京：化學工業(yè)出版社，2013：7-13.

[2]文愷.豐田汽車電路維修速查手冊[M].北京：化學工業(yè)出版社，2014：14-20.