缸內(nèi)直噴的豐田卡羅拉1.2T怠速不穩(wěn)解析

王志欣　劉聰娜　盧欣欣　張沙沙

摘 要：一輛2020款豐田卡羅拉1.2T汽車，行駛里程為1000KM ，出現(xiàn)怠速不穩(wěn)甚至熄火，經(jīng)過專用診斷儀測試，汽車的高壓燃油壓力最高為16MPA，小于正常的20PMA，而且高壓壓力值隨著怠速時(shí)間延長逐漸下降，甚至達(dá)到0.2MPA，啟動時(shí)不容易著車，反復(fù)啟動著車正常，高壓壓力無規(guī)律波動，更換高壓油泵故障仍出現(xiàn)，高壓油泵屬于日本兩個(gè)汽車配件廠生產(chǎn)，此故障曾在同類車型出現(xiàn)，豐田制造廠已經(jīng)啟動調(diào)研程序。

關(guān)鍵詞：高壓 壓力 豐田卡羅拉1.2T 高壓油泵 數(shù)據(jù)流 怠速

1 前言

一輛2020款豐田卡羅拉1.2T汽車，行駛累計(jì)里程為1000KM，出現(xiàn)怠速不穩(wěn)甚至熄火，該車曾因此更換過噴油器、高壓油泵，但是故障依然出現(xiàn)，此類故障出現(xiàn)頻率較高， 4S店維修遇到了瓶頸，目前豐田已經(jīng)啟動了調(diào)研程序。

首先來了解一下缸內(nèi)直噴發(fā)動機(jī)的特點(diǎn)及應(yīng)用情況：

缸內(nèi)直噴發(fā)動機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是經(jīng)濟(jì)性能好，升功率較大，能實(shí)現(xiàn)稀薄燃燒，空燃比能夠達(dá)到40：1，壓縮比高達(dá)12，與同排量的一般發(fā)動機(jī)相比功率與扭矩都提高了10%，近年來隨著各項(xiàng)電子系統(tǒng)的控制技術(shù)的進(jìn)步，電子控制單元對于進(jìn)氣量與噴油時(shí)機(jī)的判讀與控制也更加精準(zhǔn)，燃燒效率大幅提升，發(fā)動機(jī)能夠產(chǎn)生更大動力，對于環(huán)保和節(jié)能都有益。缸內(nèi)直噴發(fā)動機(jī)對燃油質(zhì)量要求比較高，需要使用更高標(biāo)號的燃油。目前缸內(nèi)直噴發(fā)動機(jī)技術(shù)得到了廣泛的普及和應(yīng)用，不同品牌的汽車簡稱不同，但是工作原理雷同，奔馳簡稱CGI/ BlueDIRECT、表1列舉了不同品牌缸內(nèi)直噴發(fā)動機(jī)的故障案例。

寶馬簡稱為HPI、奧迪渦輪增壓的缸內(nèi)直噴發(fā)動機(jī)簡稱為TFSI、大眾渦輪增壓的缸內(nèi)直噴發(fā)動機(jī)TSI、通用簡稱為SIDI、福特簡稱為EcoBoost、本田簡稱Earth Dreams Technology（地球夢）、尼桑簡稱DIG、馬自達(dá)簡稱SKYACTIV（創(chuàng)馳藍(lán)天）、現(xiàn)代簡稱GDI等。雖然缸內(nèi)直噴發(fā)動機(jī)在不同品牌的汽車簡稱不同，但是結(jié)構(gòu)、組成和工作原理雷同，所以研究豐田卡羅拉缸內(nèi)直噴發(fā)動機(jī)怠速不穩(wěn)的故障，具有一定的代表性和現(xiàn)實(shí)意義，為其他車型解決類似故障可以提供一定的參考。

2 豐田卡羅拉1.2T的燃油高壓壓力數(shù)據(jù)采集

豐田卡羅拉1.2T發(fā)動機(jī)屬于帶渦輪增壓的缸內(nèi)直噴發(fā)動機(jī)，豐田簡稱D4，為了快速診斷汽車故障，汽車維修技師和筆者使用了豐田專用的診斷儀（圖1所示）進(jìn)行了數(shù)據(jù)流采集，發(fā)動機(jī)高壓燃油壓力啟動時(shí)為17MPA，筆者、客戶與維修技師一起目睹了高壓油壓從17MPA無規(guī)律的降壓和升壓（表2所示），最后逐漸降壓據(jù)慢慢降到了0.2MPA。

圖3所示為故障車輛啟動后的初始高壓壓力數(shù)據(jù)，可以看到高壓燃油壓力只在17MPA。表1中是數(shù)據(jù)流讀取視頻截取的部分高壓數(shù)據(jù)，從中我們可以分析高壓壓力的變化特征。

為了對比分析，我們啟動一個(gè)正常的豐田卡羅拉1.2T發(fā)動機(jī)，使用豐田專用診斷儀分析了該車的高壓數(shù)據(jù)流，結(jié)果發(fā)現(xiàn)該車的高壓油壓怠速初始值16MPA左右，在啟動后數(shù)據(jù)時(shí)降時(shí)升，油壓在20MPA以下變化，該車怠速正常。在汽車服務(wù)顧問的協(xié)調(diào)下我們更換了故障車輛的高壓油泵，并啟動車輛，采集高壓數(shù)據(jù)流（表2所示），高壓燃油壓力值仍然為17MPA左右，在加速時(shí)油壓可以達(dá)到30MPA，然后怠速狀態(tài)時(shí)油壓逐漸降低至16MPA左右。更換過高壓油泵（圖2所示）的1.2T卡羅拉怠速還正常嗎？經(jīng)過跟蹤調(diào)查，故障依舊。

此類故障在豐田卡羅拉、豐田霸道曾經(jīng)出現(xiàn)過，且這些車輛均為缸內(nèi)直噴發(fā)動機(jī)，經(jīng)測試一輛豐田霸道車怠速時(shí)高壓數(shù)值最低降到了9MPA。

3 故障分析

通過表2數(shù)據(jù)流分析，發(fā)動機(jī)整體與高壓系統(tǒng)分析（圖6所示），豐田卡羅拉1.2T發(fā)動機(jī)能夠建立起燃油高壓壓力，加速時(shí)高壓能夠達(dá)到30MPA，即使油壓達(dá)到0.2MPA后，汽車能夠通過反復(fù)啟動著車，這意味著高壓油泵的驅(qū)動部分不存在故障;高壓油泵安裝有燃油壓力調(diào)節(jié)器（圖4、圖5所示），燃油壓力調(diào)節(jié)器屬于占空比電磁閥控制方式，通過數(shù)據(jù)流分析，電磁閥在反復(fù)泄壓、增壓，從而看到了怠速油壓變換頻繁，無規(guī)律的降壓和增壓，即使新車也如此;在高壓油軌（圖5所示）上安裝有燃油壓力傳感器，此傳感器需要經(jīng)受幾十兆帕的高壓負(fù)荷，如果設(shè)計(jì)、選材、制造等出現(xiàn)問題，將會導(dǎo)致信號數(shù)據(jù)的不可靠性，發(fā)動機(jī)控制單元接收到此信息，將會導(dǎo)致燃油壓力調(diào)節(jié)器無規(guī)律調(diào)節(jié)高壓油壓。

4 結(jié)論

建議豐田汽車制造廠家，首先考慮通過試驗(yàn)改變?nèi)加蛪毫φ{(diào)節(jié)器的占空比的控制參數(shù)，其次要驗(yàn)證燃油壓力調(diào)節(jié)器、燃油壓力傳感器的材料、加工工藝，設(shè)計(jì)的科學(xué)性和可靠性，并拿出改進(jìn)方案。

參考文獻(xiàn)：

[1]https：//image.so.com

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