豐田轎車廢氣再循環(huán)控制系統(tǒng)（EGR）故障診斷

李曼莉

摘要：主要介紹一臺(tái)豐田轎車發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣再循環(huán)（EGR）控制系統(tǒng)，由于系統(tǒng)內(nèi)廢氣溫度傳感器表面有很多的積碳，造成EGR系統(tǒng)不工作故障的診斷分析與排除過(guò)程。

關(guān)鍵詞：EGR系統(tǒng)；減少NOX的生成量；控制廢氣再循環(huán)量；廢氣溫度傳感器

中圖分類號(hào)：TB

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1672—3198（2014）21—0197—02

汽車發(fā)動(dòng)機(jī)排放的尾氣中含有有害物質(zhì)氮氧化物（NOX），它是由參加燃燒的空氣中的N2和O2反應(yīng)而生成的。廢氣中NOX的含量與燃燒反應(yīng)的時(shí)間和空氣量有關(guān)，而且主要是由反應(yīng)溫度決定。因此，降低燃燒反應(yīng)的溫度，NOX的含量也隨之下降。目前，降低NOX排放量較有效的裝置是廢氣再循環(huán)（EGR）系統(tǒng)。它的作用是將適量發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒后的廢氣，引入到發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣岐管，與新鮮混合氣一起進(jìn)入燃燒室參加燃燒，以降低發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒最高溫度，減少NOX的生成量，達(dá)到控制其在最低程度的目的。

1故障現(xiàn)象

有一輛豐田CAMARY V6 3.0轎車，發(fā)動(dòng)機(jī)型號(hào)為美款3VZ-FE。接車時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)故障燈不亮，但顧客反映該車在持續(xù)80km/h以上五分鐘后發(fā)動(dòng)機(jī)故障燈會(huì)亮起，低速行使一段時(shí)間后故障燈會(huì)自行熄滅。然后進(jìn)行路試，結(jié)果和顧客反映的情況一致。通過(guò)調(diào)取故障碼可以確定是EGR系統(tǒng)出了毛病，但是到底是哪里有問(wèn)題？一時(shí)無(wú)法解釋。我只好先查閱該車資料，從問(wèn)題的根本入手解決。

2豐田轎車的EGR系統(tǒng)

2.1廢氣再循環(huán)（EGR）控制系統(tǒng)的工作原理

EGR廢氣再循環(huán)是在發(fā)動(dòng)機(jī)工作過(guò)程中，將一部分廢氣引到吸入的新鮮空氣（或混合氣）中返回氣缸進(jìn)行再循環(huán)的方法，該方法被廣泛用于減少NOX的排放量。因?yàn)閺U氣是惰性氣體，在燃燒過(guò)程中，廢氣吸收熱量，這樣將降低最高燃燒溫度，也減少了NOX的生成量，因?yàn)镹OX主要是在高溫富氧的條件下生成的。但是過(guò)度的廢氣再循環(huán)將會(huì)影響發(fā)動(dòng)機(jī)的正常運(yùn)行，特別是在怠速，低轉(zhuǎn)速小負(fù)荷及發(fā)動(dòng)機(jī)處于冷態(tài)運(yùn)行時(shí)，再循環(huán)的廢氣將會(huì)明顯降低發(fā)動(dòng)機(jī)的性能。因此應(yīng)根據(jù)工況及工作條件的變化自動(dòng)調(diào)整參與再循環(huán)的廢氣量。根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)不同，進(jìn)入進(jìn)氣歧管的廢氣量一般在6%～13%之間變化。

在豐田汽車EGR系統(tǒng)中，發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣壓力隨著進(jìn)氣量的增加而按比例增大。節(jié)氣門開(kāi)度越大，進(jìn)氣量增加越多，一個(gè)較高的排氣壓力作用于EGR閥的恒壓室，它將推動(dòng)EGR真空調(diào)節(jié)器的膜片向上運(yùn)動(dòng)，從而減少了連接真空控制閥（VSV）的進(jìn)氣室的通道面積。因?yàn)檫M(jìn)氣真空作用于節(jié)氣門體的E孔和R孔（見(jiàn)圖1），而真空調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)的真空通過(guò)VSV作用在EGR閥的真空室上。由于EGR閥真空室內(nèi)的真空度增大，導(dǎo)致EGR閥門打開(kāi)，從而把廢氣引入進(jìn)氣室，和新鮮空氣一起進(jìn)入燃燒室。由于EGR閥的打開(kāi)，使恒壓室壓力下降，反過(guò)來(lái)降低EGR真空調(diào)節(jié)室的膜片壓力，使EGR閥真空室的真空度減小，廢氣再循環(huán)量相對(duì)減少。由上述可知，廢氣再循環(huán)系統(tǒng)是根據(jù)進(jìn)氣的真空度和排氣壓力的大小來(lái)控制廢氣再循環(huán)量的，也就是隨發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷的變化來(lái)控制廢氣再循環(huán)的。見(jiàn)圖1（1）至（3）。

2.2豐田轎車EGR系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)和各組成部分的作用

（1）EGR真空調(diào)節(jié)器。

作用：用于調(diào)節(jié)EGR閥的真空度，它通過(guò)感知廢氣壓力及發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷實(shí)現(xiàn)對(duì)EGR閥真空控制。

（2）EGR閥。

作用：EGR閥是真空控制的，由EGR真空調(diào)節(jié)器和真空控制閥控制。當(dāng)EGR閥開(kāi)啟的時(shí)候，進(jìn)氣歧管和排氣歧管間的通道接通，廢氣進(jìn)入燃燒室，從而降低燃燒室的溫度及排放中的NOX的含量。

（3）EGR溫控真空控制閥。

作用：通過(guò)水溫控制真空的通斷。（在怠速、暖機(jī)、高速等工況下，由ECM控制溫控真空控制閥斷開(kāi)）

（4）EGR廢氣溫度傳感器。

作用：EGR廢氣溫度傳感器測(cè)量EGR閥處的廢氣溫度，如果EGR閥開(kāi)啟時(shí)，廢氣未達(dá)到高溫，發(fā)動(dòng)機(jī)故障燈將點(diǎn)亮。

2.3自診斷功能

當(dāng)控制系統(tǒng)發(fā)生故障后組合儀表的CHECK ENGINE警告燈亮起，告知駕駛員出了故障。發(fā)動(dòng)機(jī)ECU將該故障以故障碼的方式存儲(chǔ)起來(lái)。

豐田汽車自診斷的讀取方法：

（1）點(diǎn)火開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)到ON狀態(tài)；

（2）拔下短接銷；

（3）短接檢查接頭或者故障診斷插座（TDCL）上的TE1與E1端子；

（4）通過(guò)儀表板上的CHECK ENGINE燈的閃爍規(guī)律讀出故障碼。

2.4故障碼的含義（略）

2.5故障確認(rèn)及后續(xù)處理

根據(jù)故障碼，確認(rèn)故障，故障排除后，將點(diǎn)火鑰匙關(guān)閉，取下EFI保險(xiǎn)絲10秒以上。

3故障的診斷過(guò)程

3.1EGR系統(tǒng)的故障碼讀取

使用自診斷的方法，讀出故障碼為71，查閱故障碼表得知是EGR流量不足故障。

3.2EGR系統(tǒng)各個(gè)部件的檢查

由故障碼表查得的是EGR流量不足故障，首先考慮到可能是EGR閥的真空控制出現(xiàn)故障，先檢查EGR閥。

（1）EGR閥的檢查。

①發(fā)動(dòng)機(jī)怠速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，將真空直接加在EGR閥上；

②發(fā)動(dòng)機(jī)抖動(dòng)明顯，說(shuō)明EGR閥起作用；

③為確保EGR閥工作正常，使用一個(gè)手提式真空泵，檢查真空膜片有無(wú)泄漏；

④未發(fā)現(xiàn)有泄露出現(xiàn)，說(shuō)明EGR閥良好，復(fù)原所有管路。

在確認(rèn)EGR閥正常后，我們按照真空控制的線路，又先后檢查了EGR溫控真空控制閥、EGR真空調(diào)節(jié)器。

（2）EGR溫控真空控制閥的檢查。

圖2真空控制閥的檢查

1.低于35℃；2.空氣濾清器；3.空氣；4.冷水；5.高于56℃；6.熱水

①將冷卻液從散熱器中排入合適的容器中；

②從旁通出水口上拆下真空控制閥；

③將容器放至在酒精燈上，當(dāng)溫度低于35℃時(shí)，將空氣吹入管中溫控真空控制閥時(shí)應(yīng)是不通的，當(dāng)加熱超過(guò)56℃時(shí)控制閥開(kāi)啟，然后對(duì)其冷卻，當(dāng)?shù)陀?5℃時(shí)真空控制閥關(guān)閉；

④以上數(shù)據(jù)完全與資料吻合，說(shuō)明溫控真空控制閥良好；

⑤在真空控制閥的螺紋上涂上密封膠，重新裝上真空控制閥，并用29N·M力矩?cái)Q緊。

（3）EGR真空調(diào)節(jié)器的檢查。

①吹干凈EGR溫控真空調(diào)節(jié)器的過(guò)濾片（見(jiàn)圖3）；

②從EGR真空調(diào)節(jié)器的P、Q和R孔上斷開(kāi)真空軟管；

③用手堵住P、R孔，朝Q孔吹氣，空氣能夠從濾片蓋自由通過(guò)（見(jiàn)圖4）；

④當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)在2500RPM/MIN時(shí)，重復(fù)（2）到（3）此時(shí)受到很大的阻力（見(jiàn)圖5）；

⑤上述的檢測(cè)證明EGR溫控真空調(diào)節(jié)器良好，復(fù)原所有管路。

在確認(rèn)真空控制部分無(wú)故障后，最后我們又檢查了廢氣溫度傳感器。

（4）EGR廢氣溫度傳感器的檢查。

①測(cè)試EGR廢氣溫度傳感器。

從車上拆下EGR廢氣溫度傳感器后，發(fā)現(xiàn)表面積碳嚴(yán)重，估計(jì)故障原因就在此，隨即用小刀輕輕的刮去EGR廢氣溫度傳感器表面厚厚的積碳，然后對(duì)其進(jìn)行檢測(cè)（見(jiàn)圖6），檢測(cè)結(jié)果如下：

圖6EGR廢氣溫度傳感器的測(cè)試

各溫度下的實(shí)測(cè)電阻是：標(biāo)準(zhǔn)電阻如下：

50℃：81kΩ；50℃：64kΩ～97kΩ

100℃：14kΩ100℃：11kΩ～16kΩ

150℃：3.1kΩ150℃：2kΩ～4kΩ

②從上面的電阻測(cè)量可以看出數(shù)據(jù)正常，于是重新裝回EGR廢氣溫度傳感器，消除故障碼，起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)加速至80km/h，五分鐘后未見(jiàn)故障燈亮起，十分種后也未見(jiàn)故障等亮起，故障排除。

③鑒于EGR廢氣溫度傳感器的積碳嚴(yán)重，決定對(duì)EGR系統(tǒng)廢氣留經(jīng)管道進(jìn)行清理、清洗。并使用機(jī)油清潔劑對(duì)EGR閥的樞軸進(jìn)行清潔，從而徹底的杜絕EGR系統(tǒng)類似毛病的出現(xiàn)。

4分析造成故障的原因

由于EGR廢氣溫度傳感器表面有很多的積碳，積碳阻礙了傳感器與廢氣的直接接觸，最終導(dǎo)致感溫不良，而發(fā)動(dòng)機(jī)加速至80km/h持續(xù)五分鐘后，發(fā)動(dòng)機(jī)的EGR系統(tǒng)已經(jīng)開(kāi)始工作，EGR閥已經(jīng)打開(kāi)，但廢氣溫度傳感器傳回的溫度未達(dá)到高溫，所以ECM在將傳回的溫度值與標(biāo)準(zhǔn)的溫度值比較后，認(rèn)為有故障（廢氣流通不暢），在ECM存儲(chǔ)器內(nèi)存儲(chǔ)故障碼71，且“CHECK ENGINE”點(diǎn)亮。在發(fā)動(dòng)機(jī)低速運(yùn)行一段時(shí)間后，發(fā)動(dòng)機(jī)ECM控制真空控制閥斷開(kāi)，EGR系統(tǒng)不工作，所以故障燈又熄滅，這也是在接車時(shí)我們所觀察到的故障現(xiàn)象。

5結(jié)論

通過(guò)維修這輛豐田CAMARY V6 3.0汽車，使我比較深入的了解了該車的EGR系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)原理和檢測(cè)方法。同時(shí)也總結(jié)出一套對(duì)疑難雜癥的診斷方法和診斷思路。在與其他企業(yè)師傅交流的過(guò)程中，也得知他們維修過(guò)此種現(xiàn)象的故障車，且都是廢氣溫度傳感器積碳過(guò)多。因此，對(duì)于豐田佳美V6 3.0轎車，如果出現(xiàn)上述故障現(xiàn)象，可直接檢查廢氣溫度傳感器，這樣，也許會(huì)節(jié)省您寶貴的時(shí)間。

參考文獻(xiàn)

[1]白崤等.豐田轎車結(jié)構(gòu)與維修[M].沈陽(yáng)：遼寧科技出版社，1999.

[2]楊可.豐田佳美2.2/3.0轎車維修手冊(cè)[M].沈陽(yáng)：遼寧科技出版社，1999.