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5 丰田发动机常见故障和维修案例
5.1 丰田皇冠轿车高转速动力不足
(1) 故障现象
有一辆丰田皇冠轿车,发动机型号为2JZ—GE,总行程25万公理,入厂维修。车主委托维修车辆动力不足,踩下加速踏板,发动机转速4000r/min左右时,发动机加不起油,转速上不去。接过该车的维修维修任务后,我首先对该车故障进行确认,将点火开关转到ON位置 ,发动机故障灯不点亮。启动发动机,发动机怠速正常,踩下加速踏板,发动机中、低转速时加速性能良好,当转速达到4000r/min时,发动机不能提速,并严重喘气。 (2)故障检测与分析
2JZ—GE型发动机动力不足的原因有以下几方面:机械方面的故障,如节气门发卡,不能全开,空气滤清器和燃油滤清器堵塞等;电控信号电路故障,如燃油喷射控制、进气系统、点火系统等电控电路;废气再循环(EGR)工作不良。
由于本车不能读取故障码所以我先对发动机进行如下检查。 1)打开发动机盖,检查发动机各管路没有泄漏现象。
2) 如果供油不足将影响发动机高速运转,所以检查燃油压力。关闭发动机,把燃油压力表用三通管连接在汽油滤清器至发动机输油管中间,启动发动机。怠速时,油压表的燃油压力为270kPa。加速时燃油压力为270~280KPa,满足260~300KPa的压力范围。反复加速,直到故障从新出现。当节气门体阀门打开,发动机不能加速时燃油压力为270~280Kpa,说明燃油压力正常。
3) 检测进气岐管压力传感器电压。打开点火开关,用万用表检测传感器VC-E2电压为5V,PIM-E2电压为3.65V,说明管压进气岐力传感器正常。
4) 检测节气门位置传感器。检查节气门体阀门活动自如,没有卡滞现现象,打开点火开关,用万用表检测传感器的IDL-E2端子电压为0V,稍微扳动节气门体阀门,电压变为12V,正常。检测传感器VTA-E2端子电压为0.3V,扳动节气门体阀门至全开位置 ,电压独渐增大到3.9V,正常。说明节气门位置传感器及线路良好。
5) 启动发动机,观察废气再循环装置(EGR)在发动机各工况下工作符合要求。 通过以上检查,虽然未能找到发动机故障,但排除诸多因素对发动机的影响,缩小了发动机可能的故障范围。考虑到电喷发动机具有自诊断功能,发动机可能存在故障码,我
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接着对发动机故障灯线路进行检修。
拆下组合仪表,发现故障灯以烧坏,换好灯泡后,打开点火开关,故障灯点亮。装复组合仪表后,用导线短接检查连接器的TE1和E1端子,打开点火开关,故障灯闪亮,输出14号故障码。
14号故障码为点火信号系统故障,故障现象为点火器连接6次没有点火确认信号(IGF)输送到ECU,故障范围为点火器到ECU之间的IGT、IGF电路短路或开路,分电器、点火器、ECU故障。
(3)故障排除
根据14号故障码的故障范围,我对点火系统进行检测。检测点火器与ECU的IGT、IGF连线的导通性,导通性正常,检测其对搭铁的导性,不导通,正常;检测分电器里面的曲轴位置传感器和凸轮轴位置传感器与ECU的NE、G1、G2、G-端子连线的导通性,导通性正常,检测其对搭铁的导性,不导通,正常;检测NE、G1、G2传感器线圈的电阻为:NE—G- 175欧姆、G1—G- 170欧姆、G2—G- 170欧姆,检测传感器与转子的空气间隙为0.3mm,正常。启动发动机,在怠速工况下检测NE—G- 、G1—G 、G2—G- 都有脉冲电压产生,检测IGT—E1、IGF—E1也有脉冲电压产生,正常。通过上述检查未能找到故障原因,发动机加速到4000r/min左右时故障照样产生,中低转速时加速正常,4000r/min左右就产生故障,这时各个信号是否都有脉冲电压产生呢?我决定用示波器进行检测。
接上ADC2000示波器,分别检测NE、G1、G2、IGT、IGF信号的波形,NE、G1、G2、IGT信号随着发动机转速的不断增加,波形连续不断出现,转速4000r/min左右出现故障时波形也正常出现,说明曲轴位置传感器、凸轮轴位置传感器、ECU工作正常;IGF信号在中低速时波形正常,当转速4000r/min左右出现故障时,波形出现时有时无周期性变化,用双通道同时接上IGT和IGF信号进行波形比较,IGF信号波形出现时有时无周期性变化时,IGT信号波形正常,说明发动机故障由点火器引起。
根据以上检测分析结果,更换新的同型号点火器后试车,结果故障继续出现。为什么两个点火器都会引起发动机故障昵?IGT、IGF波形分析,发动机故障好象超速断油控制。
发动机超速断油控制:ECU通过发动机转速传感器测得转速大于6000r/min的额定转速时,为了避免超速运转带来的机件损坏以及减少废气污染,会及时发出断油控制信号,令喷油器停止喷油,使发动机转速强制下降,当转速下降到约5900r/min时,ECU便发出恢复喷油的指令。
会不会是错用四缸点火器呢?发动机的转速是由点火器的点火次数来确定的,四缸发
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动机6000r/min断油时点火次数为12000次,六缸发动4000r/min时点火次数为12000次,两个数字正好相符。就是说,四缸点火器装在六缸发动机上,4000r/min时点火器停止IGF信号,ECU进行超速断油控制,3900r/min时点火器恢复IGF信号,ECU便发出恢复喷油的指令。将点火器装在四缸发动机上进行试验,发动机工作正常,说明是用错点火器。咨询车主知该车几天前外出途中,因发动机故障换过点火器。
重新装上六缸点火器后试车,发动机作正常,故障灯不再点亮,清除故障码,故障排除[9]。
(4)总结
该车故障是人为引起的。我在这次的故障排除中,因为没有及时向车主了解情况,且没有先修复发动机自诊断系统,在故障检测中,采用传统的检测方法,走了弯路,浪费了较多的时间。在以后的汽车维修中,应先向车主了解情况,对有自诊断功能的系统,尽可能的先进行自诊断读取故障码,确定故障范围,再进行检测,少走弯路。
5.2 丰田凯美瑞停车后难以启动
(1)确定故障发生的系统
点火系统或燃油系统的故障都是车子难以发动的原因,只有确定系统范围后,才能有针对性地进行排除。
1)拔出中央高压线
将分电器插孔中的高压线拔出,距离缸体(搭铁)处5-8mm。打开点火开关,起动发动机,观察跳火。如果发出蓝色火束,而且很强烈,说明点火器、高压线圈工作正常。
2)观察分缸跳火
卸下各缸火花塞,与相应各缸的高压线连接好,使火花塞的螺纹部分与缸体可靠地接触,起动发动机,观察火花塞下部。如果中心极与旁电极之间有跳火发生,表明分电器、火花塞工作正常。
通过上述检查,可以确定发动机不能起动的原因与点火系统无关。 (2)用排除法查找故障部位
通过对点火系统的检查,本例发动机不能起动的故障原因可能是燃油系统引起的。电喷发动机的燃油系统如图1所示。从对保障发动机正常工作的可靠性考虑,可将系统分成3个部分:喷油器、电动汽油泵和油压调节(和脉动阻尼)器。其中任何一个部位出故障,都有可能导致发动机不能起动。 1)喷油器的检查
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可采用就机和拆卸两种检查方法。
1就机检查 ○
不拆卸喷油器可以检查它的线圈和电磁阀的性能。
a.线圈:拔下喷油器导线连接插头,用数字万用表测量喷油器插座上两个端子间的电阻值,如图2所示。高阻喷油器的电阻值为13-15Ω,低阻喷油器的电阻值为3-5Ω。本机所用的是高阻喷油器。
b.电磁阀:将蓄电池(12V)电压引接到两个端子上,如图3所示。若能听到针阀吸合发出的“咔、咔……”响声,表明电磁阀正常,否则为针阀卡滞。本机可听到响声。
引线电压应注意V/Ω=A≤1安培,就是高阻喷油器才能接12V电压,低阻喷油器只能接3V电压。否则,将烧坏线圈。
2拆卸检查 ○
目的是检查喷油器的滤网和喷嘴是否堵塞。拆下燃油分流管的螺栓,向斜上方提起分流管,所有喷油器便随着分流管被拆卸下来。
a.滤网:它装在进油口处,如图4所示。为了防止燃油过脏而造成堵塞,先用化油器清洗剂喷洗滤网,再用高压气体吹净滤网。切勿用铁丝直接捅刮,以免造成滤网的破损。
b.喷嘴:为了防止积炭或过脏而造成喷嘴堵塞,用化油器清洗剂喷洗,直至露出本体颜色为止。经上述检查,喷油器没有问题,重新装回发动机上。
2)电动燃油泵的检查
燃油泵为转子式电动泵,在泵的进口处装有滤网,泵的出口处装有单向阀,如图5所示。燃油经燃油泵从燃油箱泵入燃油管路。在管路中保持250-300kPa的压力,供给喷油器。
1检查线圈电阻,如图6(a)所示。其阻值为2.0-3.0Ω,符合规定值。 ○
2检查运转情况。将蓄电池接至燃油泵的电源线上,如图6(b)所示,通过听油箱中的○
响声,确定油泵能够运转。
3检查供油压力。○燃油泵的供油路(图7)如下:燃油泵→出油管→压力阻尼器→分流管
→压力调节器→回油管→油箱。将出油管与阻尼器分开,将油压表接在出油管上,起动燃油泵后观察油压值为304kPa,表明供油压力足够。这表明燃油泵也没有问题。
3)油压调节器检查
确定油泵和喷油器无故障后,就可以断定故障发生在油压调节器。更换油压调节器后,发动机便能顺利起动运转。
油压调节器由膜片将内部分为弹簧室和燃油室两部分,如图8所示。由于弹簧折断后
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