譚永謙 周海江

摘 要：針對(duì)一輛2008年的豐田凱美瑞轎車加速不暢，偶爾急加速時(shí)甚至?xí)?dǎo)致熄火的故障進(jìn)行檢修，經(jīng)過(guò)排查，原因在于水溫傳感器元件老化后造成感應(yīng)數(shù)據(jù)失真，導(dǎo)致該故障的發(fā)生，在更換水溫傳感器后，故障排除。

關(guān)鍵詞：加速不暢；故障檢修；發(fā)動(dòng)機(jī)

中圖分類號(hào)：U472文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)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(shè)有多個(gè)傳感器、執(zhí)行器和電子控制模塊。系統(tǒng)工作時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊接收各種傳感器的修正信號(hào)，使發(fā)動(dòng)機(jī)在各種工況都可以獲得精準(zhǔn)的進(jìn)氣、供油和點(diǎn)火。在這個(gè)過(guò)程中，任意一種故障癥狀的出現(xiàn)，與其相關(guān)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?cè)诰S修中很容易走彎路，浪費(fèi)大量的時(shí)間。

1 故障現(xiàn)象

據(jù)車主所述：剛著車時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)工作正常，但行駛不到2 km發(fā)動(dòng)機(jī)就會(huì)出現(xiàn)加速不暢，甚至偶爾在加速時(shí)會(huì)熄火，該車的行駛里程為110 830 km。

經(jīng)試車，發(fā)動(dòng)機(jī)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(dá)到，并且儀表盤(pán)上的發(fā)動(dòng)機(jī)故障指示燈（CHECK ENGINE）長(zhǎng)亮。短接診斷插座里的TE1與E1觸點(diǎn)讀取故障碼是25。點(diǎn)火開(kāi)關(guān)置于OFF位置，把發(fā)動(dòng)機(jī)保險(xiǎn)絲盒中的EFI保險(xiǎn)絲（20 A）拔下30 s后裝回，進(jìn)行ECU重新設(shè)置，然后再試車，發(fā)動(dòng)機(jī)故障指示燈再次點(diǎn)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(mén)雙頂置凸輪軸的2AZ-FE發(fā)動(dòng)機(jī)，排量為2.4 L，多點(diǎn)順序噴射。由于該車在剛著車時(shí)工作正常，通過(guò)做跳火試驗(yàn)（各火花塞點(diǎn)火強(qiáng)勁，火花呈淺藍(lán)色）排除了點(diǎn)火系統(tǒng)可能存在的故障。該發(fā)動(dòng)機(jī)出現(xiàn)的加速不暢的故障是出現(xiàn)在熱車時(shí)，經(jīng)查維修資料得知所顯示故障碼25的含義是“混合氣過(guò)稀故障”，在熱車后的加速工況中，導(dǎo)致混合氣過(guò)稀情況有以下幾點(diǎn)原因：

（1）燃油中水分過(guò)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(jì)或真空度傳感器、節(jié)氣門(mén)位置傳感器故障；（4）進(jìn)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(jìn)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(guò)?。┮约胺治龅膶?dǎo)致混合氣過(guò)稀幾點(diǎn)可能原因，決定先從燃油系統(tǒng)查起。

經(jīng)詢問(wèn)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(dá)3/4以上，著車后觀察尾氣排放情況，沒(méi)發(fā)現(xiàn)過(guò)多的水蒸氣排出現(xiàn)象，冷車啟動(dòng)后打開(kāi)水箱蓋觀察冷卻液情況，沒(méi)發(fā)現(xiàn)有氣泡冒出的“沖床”現(xiàn)象，且熱車后并沒(méi)有出現(xiàn)水溫高的情況，由此可斷定燃油中沒(méi)有因水分過(guò)多導(dǎo)致混合氣過(guò)稀的情況。

（2）燃油壓力測(cè)試：釋放燃油系統(tǒng)壓力，將油壓表連接在輸油管的進(jìn)油管接頭處，啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，測(cè)得怠速運(yùn)轉(zhuǎn)結(jié)果如表1。

由以上測(cè)試結(jié)果可知燃油壓力調(diào)節(jié)器及燃油壓力正常。

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

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

所測(cè)得的電壓結(jié)果符合標(biāo)準(zhǔn)，且能隨節(jié)氣門(mén)（油門(mén)）開(kāi)度的大小相應(yīng)地變化，響應(yīng)平順，無(wú)卡滯現(xiàn)象，節(jié)氣門(mén)位置傳感器工作正常。

（4）發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣歧管漏氣檢查。觀察節(jié)氣門(mén)體鎖緊螺柱未見(jiàn)有松動(dòng)和曠動(dòng)的現(xiàn)象；進(jìn)氣歧管處聽(tīng)不到漏氣的聲音，沒(méi)發(fā)現(xiàn)機(jī)械損傷、裂紋、漏氣、腐蝕等現(xiàn)象；冷車時(shí)提高發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速至2500 r/min運(yùn)行片刻后馬上返回怠速工況，怠速轉(zhuǎn)速約為720 r/min（標(biāo)準(zhǔn)為700±50 r/min）且運(yùn)行平穩(wěn)。因此，進(jìn)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(dòng)機(jī)溫度升高后加速工況時(shí)系統(tǒng)供給的混合氣太稀，必定與發(fā)動(dòng)機(jī)溫度有關(guān)。因此，對(duì)影響修正發(fā)動(dòng)機(jī)噴油量的兩個(gè)主要溫度傳感器（進(jìn)氣溫度傳感器與冷卻液溫度傳感器）著重進(jìn)行檢查。

①該車的進(jìn)氣溫度傳感器是集成在空氣流量計(jì)內(nèi)，其電路如圖2。

把該流量計(jì)的線束連接器拆開(kāi)，用兩根導(dǎo)線接在空氣流量計(jì)的THA和ETHA插頭上，用萬(wàn)用表電阻檔測(cè)量這兩個(gè)端子之間的電阻可以檢驗(yàn)進(jìn)氣溫度傳感器的工作狀況，常溫下測(cè)得其阻值為2.1 kΩ，用電吹風(fēng)對(duì)其進(jìn)氣口吹熱風(fēng)（溫度約為60 ℃），測(cè)量阻值結(jié)果顯示為0.6 kΩ；插回線束插頭，打開(kāi)點(diǎn)火開(kāi)關(guān)，用電壓檔測(cè)得電壓為1.8 V；參照維修資料得知該熱敏電阻在20 ℃時(shí)電阻為2～3 kΩ，60 ℃時(shí)電阻為0.4～0.9 kΩ，工作電壓為1～3 V。經(jīng)過(guò)比較，兩次模擬測(cè)量的阻值和電壓值都是在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)。再用診斷儀檢查空氣流量計(jì)數(shù)據(jù)，怠速為2.60 mg/s，無(wú)負(fù)荷加速時(shí)為3.41～9.13 mg/s，標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)為：怠速：0.54～4.33 mg/s，高速空轉(zhuǎn)：3.33～9.17 mg/s。因此，該空氣流量計(jì)及進(jìn)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(biāo)準(zhǔn)電阻與該傳感器中的熱敏電阻串聯(lián)，并由ECU提供標(biāo)準(zhǔn)電壓，E2端子通過(guò)E1端子搭鐵，當(dāng)熱敏電阻隨著冷卻液的溫度變化時(shí)，ECU通過(guò)THW端子測(cè)得的分壓值隨之變化，根據(jù)此分壓值來(lái)判斷冷卻液的溫度，從而對(duì)噴油量進(jìn)行修正，使發(fā)動(dòng)機(jī)獲得最佳的燃油噴射量。冷卻液溫度傳感器結(jié)構(gòu)電路如圖3所示。

仔細(xì)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(jiàn)接觸腳有油污、氧化腐蝕現(xiàn)象，用萬(wàn)用表電壓檔測(cè)量接頭電壓值約為5 V；著車，對(duì)該傳感器進(jìn)行動(dòng)態(tài)電壓值測(cè)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(jì)的加熱容杯中，使傳感器的感應(yīng)端浸入冷卻液中，模擬發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液溫度變化對(duì)其測(cè)量：在冷卻液溫度為22 ℃時(shí)測(cè)得電阻值為2 kΩ，將冷卻液加熱到60 ℃時(shí)電阻值為0.6 kΩ，90 ℃時(shí)為0.2 kΩ，110 ℃時(shí)仍然為0.2 kΩ。參照冷卻液溫度傳感器與溫度關(guān)系（圖4），該傳感器中熱敏電阻值在溫度為22 ℃和60 ℃時(shí)都在正常范圍內(nèi)，而在90 ℃和110 ℃時(shí)電阻值無(wú)變化都為0.2 kΩ（這樣即會(huì)造成在90 ℃時(shí)輸出電壓和110 ℃時(shí)的輸出電壓相同）。正常情況下，其電阻值的變化應(yīng)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(yīng)該判定并且存儲(chǔ)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(guò)?。?。通過(guò)查閱有關(guān)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(dāng)電控單元接收到傳感器的輸入信號(hào)超出規(guī)定的數(shù)值范圍時(shí)，自診斷系統(tǒng)才會(huì)確認(rèn)該輸入信號(hào)出現(xiàn)故障，并存儲(chǔ)故障碼。正如該車?yán)鋮s液溫度傳感器正常使用的溫度是-20～120 ℃內(nèi)，輸出電壓為0.18～4.88 V，只有當(dāng)電控單元檢測(cè)到信號(hào)電壓小于0.18 V或者大于4.88 V時(shí)ECU才判定該傳感器故障。從上面測(cè)得的電阻值可知該傳感器沒(méi)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(nèi)，所以自診斷系統(tǒng)并不能判定其有故障且生成相應(yīng)的故障碼。

在熱車急加速工況下，發(fā)動(dòng)機(jī)需要使用濃的混合氣，以獲得大功率的輸出，但由于該車?yán)鋮s液溫度傳感器的數(shù)據(jù)失真，傳感器沒(méi)把所監(jiān)控到的正常工作溫度以正確相應(yīng)的電壓值輸送給ECU，反而給ECU一個(gè)錯(cuò)誤的電壓值，誤導(dǎo)ECU認(rèn)為發(fā)動(dòng)機(jī)的溫度過(guò)高。而在發(fā)動(dòng)機(jī)真正溫度過(guò)高時(shí)，一方面會(huì)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)造成嚴(yán)重機(jī)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(dòng)機(jī)的供油量，防止混合氣過(guò)濃。正是因?yàn)镋CU接收到冷卻液溫度傳感器輸入的發(fā)動(dòng)機(jī)溫度過(guò)高的錯(cuò)誤信息，結(jié)果對(duì)噴油量進(jìn)行了錯(cuò)誤的修正，迅速減少了噴油量，導(dǎo)致混合氣過(guò)稀，而實(shí)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(dòng)機(jī)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(dòng)機(jī)故障碼后啟動(dòng)，發(fā)動(dòng)機(jī)恢復(fù)正常工作。經(jīng)過(guò)反復(fù)路試，加速性能良好，發(fā)動(dòng)機(jī)故障指示燈不亮。至此，故障完全排除。

4 結(jié)論

在以上故障檢修中，體會(huì)到對(duì)電控發(fā)動(dòng)機(jī)維修時(shí)必須全面深刻熟悉發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制燃油噴射系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)原理，并憑借該車型的維修資料，運(yùn)用科學(xué)的分析方法和維修技巧、經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行診斷，方可迅速排除故障。

參考文獻(xiàn)：

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