丰田皇冠、柯斯达故障原因研究2例.docVIP

丰田皇冠、柯斯达故障原因研究2例关键词：空燃此传感器、混合气浓度 故障1 故障现象：一辆2005年产一汽丰田皇冠轿车，装备搭载3.0L V6 3GR－FE型发动机，行驶里程25万km。用户反映该车更换空燃比传感器后，平均油耗明显升高。 检查分析：维修人员检测发动机控制单元，无故障码。观察数据流，1列气缸的长期燃油修正量为19.5％，偏高。这应与该车的油耗偏高有关。 喷油控制状态处于闭环时，发动机控制单元通过修正喷油量使混合气的空燃比随时保持在理想状态。燃油修正量偏高说明如果不修正喷油的话，混合气的浓度将会偏稀。那么是什么原因使得燃油修正量偏高呢?考虑到问题是在更换空燃比传感器后出现的，所以决定从这里着手检查。 将1列气缸的空燃比传感器与2列气缸的进行对调(1、2列的传感器完全一样)。对调空燃比传感器后，观察发动机的数据流。在发动机起动后，两列气缸的数据出现明显变化。在距起动时刻30s时，1列气缸的长期燃油修正值从19.5％降到14％，短期燃油修正值从－11.8％升到－6.3％(图1)。2列气缸的长期燃油修正量从4.6％升到19.5％，短期燃油修正量从19.5％降到12.5％(图2)。 从传感器对调后的信号变化情况看，燃油修正量偏高的原因是由于空燃比传感器的信号响应特性不良所致(图3)。这一点可以从2列气缸在装上1列气缸的空燃比传感器后，其短期燃油修正量降低的现象做出判断。判断的根据是，由于空燃比传感器的灵敏度偏低，使发动机控制单元总是得到混合气偏浓的错误信息。这样的错误信息使发动机控制单元不断地发出减小喷油量的指令。而且由于喷油量的减少，最终也导致了长期燃油修正量的升高。 为进一步确定该车的耗油量是否偏高。找来一辆正常车辆进行对比。结果发现，在相同怠速的情况下，故障车的进气量及喷油量都略微偏大(表1)。由此可见，新换上的空燃比传感器质量确实存在问题。 故障排除：更换空燃比传感器后再次与正常车辆进行对比，在相同怠速的情况下，两辆车的进气量及喷油量都一致。试车，确认故障排除。 故障2 故障现象：一辆2007年产四川丰田柯斯达客车，搭载2.7L 2TR－FE型发动机，行驶里程7万km。用户反映该车发动机故障灯亮，经多方维修未能解决问题。 检查分析：维修人员检测发动机控制单元，故障码为P0171——混合气过稀。检查供油及点火系统，未见异常。 发动机控制单元通过氧传感器得到混合气偏稀的信息后，会自动增加喷油量以保持混合气的正确浓度。但当喷油的增加量超过正常喷油量的35％时，喷油控制系统的闭环控制状态便被断开，并产生混合气过稀的故障码。当前的控制状态表明，喷油控制系统中必然存在着某种因素使得混合气的空燃比出现失控。 首先采取简易方式进行故障诊断。替换空气流量计，结果故障依旧。检查空气滤清器，见其很新也很干净，无需更换。检查排气系统，排气气流畅通。更换空燃比传感器，混合气状态未见任何变化。接下来清除故障码，并进行数据分析。 令发动机怠速运转，观察与混合气控制有关的数据(图4)。将怠速提高到2131r／min时，长、短期燃油修正量之和已经超过了35％。这时燃油控制虽然仍保持在闭环状态，但已经超过了转入开环控制的临界点。挂前进挡，让车辆加速行驶。当发动机转速达到1057r／min，负荷率达到56％时，燃油控制转入开环状态(图5)，同时故障灯点亮。 观察发动机在怠速和部分负荷状态下的数据，发现它们有一个共同的异常现象——节气门前的空气压力偏低。在这两种情况下，节气门前的压力本应接近大气压，而此时却比大气压低了近30kPa。该款发动机是根据节气门前的空气压力来对空气流量计的数据进行修正的。显然，如果节气门前的空气压力数据出现偏低错误，那么修正后的空气流量数据必然偏小，这是导致混合气稀的直接原因。那么，究竟是什么原因使得节气门前的空气压力数据出现错误呢? 查看电路图，发现该车并未单独配备进气压力传感器。推测进气压力传感器应由空气流量及节气门开度计算得来。为证实这一点，将空气滤清器取下，以便敞开空气流量计前的进气通道，使传感器处的压力等于大气压。让发动机怠速运转，并使节气门开度与取下空气滤清器之前的数值接近。此时观察到节气门前的空气压力接近了大气压(图6)，空气流量及怠速都明显增加，而且长、短期燃油修正量都接近了理想值。这说明问题出在空气滤清器上，是它给进气系统带来了额外的进气阻力，并使节气门前的空气压力数据出错。 故障排除：更换空气滤清器后试车。在车辆加速时，节气门前的空气压力没有明显降低(图7)，说明新的空气滤清器工作完全正常。反复试车，确认故障彻底排除。 回顾总结：事后对两种空气滤清器进行了性能对比试验。试验发现，使用劣质空气滤清器时，车辆的油耗竟然增加了近25％。这一案例提