豐田卡羅拉1.6GL IZR發(fā)動(dòng)機(jī)加速不良的故障診斷與排除

【摘 要】本文描述了一臺豐田卡羅拉1.6GL IZR發(fā)動(dòng)機(jī)，因排氣系統(tǒng)氧傳感器損壞而導(dǎo)致的發(fā)動(dòng)機(jī)加速不良的故障診斷與排除過程。

【關(guān)鍵詞】IZR發(fā)動(dòng)機(jī)；加速不良；氧傳感器

氧傳感器用于檢測排氣中氧的含量，并將信號傳遞給ECM，ECM根據(jù)此信息進(jìn)行燃油閉環(huán)控制，使發(fā)動(dòng)機(jī)在最佳的工況下工作，并使尾氣中的廢氣在三元催化器中最大程度的轉(zhuǎn)化和凈化。氧傳感器根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)排氣中氧氣含量的濃度而產(chǎn)生不同的電壓信號，如此推算燃燒室中混合氣是過濃或者過稀。氧傳感器有效地檢測出當(dāng)空燃比等于14.7時(shí)輸出電壓信號的突變，ECM可以以此識別任一時(shí)刻可燃混合氣的濃度，并控制各缸噴油器及時(shí)修正噴油量，借此實(shí)現(xiàn)燃燒過程的完美統(tǒng)一。當(dāng)氧傳感器輸入信號電壓過高，電控系統(tǒng)中央處理器根據(jù)氧傳感器的過濃信號發(fā)出修正減少噴油量信號，使系統(tǒng)進(jìn)入閉環(huán)控制后產(chǎn)生加速時(shí)的混合氣過稀，車輛加速遲滯。

一、故障現(xiàn)象

故障車為一汽豐田生產(chǎn)的卡羅拉GL轎車，該車2009年4月出廠，配備1.6L自然吸氣式發(fā)動(dòng)機(jī)，5擋手動(dòng)變速器，已行駛16多萬公里。車主反映一個(gè)月前做過維護(hù)保養(yǎng)。更換了空氣濾清器、火花塞等零件，同時(shí)也清洗過節(jié)氣門體、噴油器、燃油箱等零件。車況良好，但行駛3000km左右，發(fā)動(dòng)機(jī)故障指示燈（MIL）一直發(fā)亮，而且踩下加速踏板時(shí)，出現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力不足，加速反應(yīng)遲緩，提速很小的現(xiàn)象。

二、故障原因分析

接車后進(jìn)行試車檢測，發(fā)動(dòng)機(jī)加速反應(yīng)遲緩，有時(shí)加速滯后很嚴(yán)重，且發(fā)動(dòng)機(jī)故障燈常亮，與車主報(bào)告的故障現(xiàn)象基本相同。根據(jù)故障現(xiàn)象，分析發(fā)動(dòng)機(jī)加速不良的原因在以下幾方面。

1.進(jìn)、排氣系統(tǒng)故障

2.電控燃油噴射系統(tǒng)故障

3.電子控制系統(tǒng) （傳感器 ）故障

4.點(diǎn)火系統(tǒng)故障

5.VVT系統(tǒng)故障

6.發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)械故障等

三、IZR發(fā)動(dòng)機(jī)的氧傳感器控制電路

一卡羅拉IZR發(fā)動(dòng)機(jī)中有兩個(gè)氧傳感器，S1氧傳感器安裝在三元催化轉(zhuǎn)化器（TWC）前部，并位于發(fā)動(dòng)機(jī)總成附近；S2氧傳感器安裝在三元催化器后面。其中氧傳感器的2#為供電腳；3#為信號輸出腳；1#和4#為接地腳。

四、氧傳感器的工作原理

氧傳感器是用來檢測排氣中氧的含量，以電壓信號輸送到ECU，ECU根據(jù)氧傳感器的輸入信號，對實(shí)際空燃比相對理論空燃比的偏離情況作出判斷，并依此對噴油量進(jìn)行修正，實(shí)現(xiàn)空燃比的精確控制。

由于鋯管的活性陶瓷是多孔性的，因而氧能夠滲入固體電解質(zhì)內(nèi)，當(dāng)溫度較高時(shí)電離，若陶瓷體內(nèi)（大氣）和陶瓷體外（廢氣）兩側(cè)氧氣含量不一致，即存在濃度差時(shí)，固體電解質(zhì)內(nèi)部氧離子從大氣一側(cè)向排氣一側(cè)擴(kuò)散，此時(shí)活性陶瓷相當(dāng)于一個(gè)微電池，在其兩鉑電極之間產(chǎn)生電壓，氧傳感器產(chǎn)生的電壓在混合氣空燃比A/F=14.7時(shí)產(chǎn)生突變。空燃比A/F>14.7時(shí)氧傳感器的輸出電壓幾乎為零，空燃比A/F<14.7時(shí)氧傳感器的輸出電壓幾乎接近1V。如圖2所示。

五、氧傳感器反饋控制系統(tǒng)工作原理

氧傳感器進(jìn)行反饋控制的目的是在于保證三元催化反應(yīng)器的排放凈化效果，解決功率，油耗和排放污染之間的矛盾。氧傳感器對排氣中氧氣的濃度進(jìn)行檢測，并將其轉(zhuǎn)換成電壓信號輸入電控單元ECU，ECU根據(jù)氧傳感器的信號對噴油量進(jìn)行修正。如圖3所示。

ECU將氧傳感器的信號以500mV為界進(jìn)行劃分：大于500mV， 為混合氣過濃，小于500mV，為混合氣過稀。在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)中，混合氣較濃，實(shí)際空燃比小于理論空燃比，氧傳感器的輸出電壓大于500mV。ECU指令噴油器減少噴油量，使混合氣逐漸變稀，空燃比上升。當(dāng)實(shí)際空燃比升至超過理論空燃比時(shí)，氧傳感器的輸出電壓迅速下降，低于500mV，ECU根據(jù)這一信號指令噴油器增加噴油量，使混合氣逐漸變濃。

六、故障檢查過程

1.該車配備的是手動(dòng)變速器，掛擋試車的過程中，急加油，發(fā)現(xiàn)車速提速很慢，而且轉(zhuǎn)速表也上不去。判斷除了發(fā)動(dòng)機(jī)本身故障外，可能還存在離合器打滑故障。為了確認(rèn)是否是離合器打滑引起的故障，于是對離合器進(jìn)行檢測。拉緊手剎制動(dòng)器，踩下離合器踏板，起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，掛入一擋，快抬離合器踏板，車輛立即熄火，說明離合器不存在打滑問題，對發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力不造成影響。所以可以排除離合器打滑引起加速不良故障的可能。

2.檢查發(fā)動(dòng)機(jī)艙外觀，沒有發(fā)現(xiàn)進(jìn)氣管及各種閥破損漏氣的情況，也沒有發(fā)現(xiàn)插件松動(dòng)或者線束損壞情況。打開空氣濾清器蓋，拆下濾芯，目測濾芯比較干凈，干爽，不存在堵塞的問題，然后將濾芯用高壓空氣吹干凈放回濾清器內(nèi)。可以排除進(jìn)氣系統(tǒng)故障的可能。

3.起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，觀察排氣，沒有“突”、“突”聲，排氣順暢。排除排氣系統(tǒng)堵塞造成發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力下降，加速不良的可能。

4.用博世KT670故障診斷儀檢測，在發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元中存儲有1個(gè)故障代碼：“P0132，氧傳感器（O2B1S1）電壓太高，混合比太濃”。表明氧傳感器（O2B1S1）存在故障。由于氧傳感器（O2B1S1）一直向發(fā)動(dòng)機(jī)ECU反饋排氣中氧含量過高，混合比過小的信號，導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)ECU在每次噴油時(shí)指令噴油器減少噴油量，使混合氣逐漸變稀，空燃比上升，從而導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)出現(xiàn)加速不良的故障現(xiàn)象。至此我們可以將故障范圍鎖定在氧傳感器（O2B1S1）上。

七、故障排除

在征得車主同意后，更換新的氧傳感器后，消除故障碼，進(jìn)行行駛試車，使控制系統(tǒng)進(jìn)入“學(xué)習(xí)程序”。發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)正常，加速順暢有力，各數(shù)據(jù)顯示正常，發(fā)動(dòng)機(jī)故障燈不再亮起，故障排除。

八、小結(jié)

引起發(fā)動(dòng)機(jī)加速不良的因素較多，在實(shí)際故障診斷與排查過程中，我們需要結(jié)合發(fā)動(dòng)機(jī)依據(jù)故障現(xiàn)象進(jìn)行逐項(xiàng)排查，直至找出故障原因，解決故障現(xiàn)象為止。在這次維修案例中，引起發(fā)動(dòng)機(jī)加速不良的電子控制系統(tǒng)氧傳感器故障，由于故障碼的存在，排查過程相對快速直接。但有時(shí)候遇上一些沒有故障代碼的故障現(xiàn)象，則需要我們更耐心，更細(xì)致，更系統(tǒng)的分析。

作者簡介：李富喜（1986-），男，廣東河源人，本科，助理講師，研究方向：汽車維修人才培養(yǎng)。

參考文獻(xiàn)及資料：

[1]曹紅兵著：汽車發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理與故障診斷，機(jī)械工業(yè)出版2007.

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[3]馬東宵、曹景升著：《汽車維修實(shí)訓(xùn)教程》，北京人民郵電出版社2005.

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[5]豐田汽車公司：《豐田卡羅拉維修手冊》.endprint