卡羅拉發(fā)動(dòng)機(jī)怠速過(guò)高的故障排除

倪永斌

（廣東省機(jī)械技師學(xué)院，廣東 廣州 510450）

1 故障現(xiàn)象

一輛2014年出廠的豐田卡羅拉轎車，發(fā)動(dòng)機(jī)型號(hào)為1ZR-FE，排量為1.6L，變速器為CVT，10160km。車主反映，在著車后，發(fā)動(dòng)機(jī)怠速時(shí)一直維持在1100r/min。

2 故障原因

維修技師根據(jù)車主提供的信息，試車發(fā)現(xiàn)：著車后，發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行至正常工作溫度，且空調(diào)沒(méi)有開(kāi)啟時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速一直保持在1100r/min，同時(shí)儀表板的發(fā)動(dòng)機(jī)故障指示燈（MIL）不亮。根據(jù)上述故障現(xiàn)象，初步分析可能是以下故障造成的：空調(diào)信號(hào)電路故障、節(jié)氣門體總成故障、進(jìn)氣系統(tǒng)故障、發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液溫度傳感器故障、曲軸強(qiáng)制通風(fēng)系統(tǒng)故障等。

3 故障診斷

在故障診斷過(guò)程中，遵循從簡(jiǎn)單到困難的原則進(jìn)行診斷。

3.1 發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液溫度傳感器的診斷

發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液溫度傳感器的作用是檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液的溫度，并將其轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，輸入ECU，能使ECU修正噴油量、修正點(diǎn)火提前角、調(diào)整怠速控制閥等。

發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液溫度傳感器是一個(gè)負(fù)溫度系數(shù)的熱敏電阻，在冷卻液溫度低時(shí)，熱敏電阻的電阻增大；溫度高時(shí)，熱敏電阻的電阻減小，冷卻液溫度傳感器特性圖如圖1所示。

在發(fā)動(dòng)機(jī)溫度較低時(shí)，燃油霧化性能較差，為了保證混合氣的空燃比，ECU根據(jù)水溫傳感器的電信號(hào)，控制噴油器噴射更多的燃油；在發(fā)動(dòng)機(jī)溫度正常時(shí)，ECU根據(jù)水溫傳感器的電信號(hào)，將減少噴射量；若冷卻液溫度傳感器故障，在發(fā)動(dòng)機(jī)溫度正常時(shí)，仍噴射大量的燃油，形成濃混合氣，同時(shí)會(huì)控制怠速控制閥，將導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)怠速過(guò)高。

使用診斷儀讀取冷卻液溫度傳感器的數(shù)據(jù)流，如圖2所示，隨著發(fā)動(dòng)機(jī)工作溫度的升高，溫度值逐漸增大，最后保持在85~95℃之間變化。通過(guò)數(shù)據(jù)分析，冷卻液溫度傳感器工作正常。

圖1 冷卻液溫度傳感器特性圖

圖2 冷卻液溫度傳感器的數(shù)據(jù)流

3.2 空調(diào)信號(hào)電路的診斷

開(kāi)啟空調(diào)時(shí)，壓縮機(jī)進(jìn)入工作狀態(tài)，發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷增加，為了防止發(fā)動(dòng)機(jī)因負(fù)荷增加而熄火，空調(diào)放大器總成通過(guò)CAN線將開(kāi)啟空調(diào)的信號(hào)傳遞給ECM，如圖3所示，用于提高發(fā)動(dòng)機(jī)怠速時(shí)的轉(zhuǎn)速。若空調(diào)放大器出現(xiàn)故障，在關(guān)閉空調(diào)時(shí)，反而向ECM發(fā)送開(kāi)啟空調(diào)請(qǐng)求信號(hào)，將導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)怠速過(guò)高。

圖3 空調(diào)放大器與ECM的CAN線圖

開(kāi)啟空調(diào)時(shí)，使用診斷儀進(jìn)入ECM讀取空調(diào)信號(hào)開(kāi)啟的數(shù)據(jù)流；斷開(kāi)空調(diào)時(shí)，讀取到空調(diào)信號(hào)斷開(kāi)的數(shù)據(jù)流，如圖4所示，空調(diào)放大器的空調(diào)請(qǐng)求信號(hào)能正常傳輸。排除空調(diào)系統(tǒng)工作異常，導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)怠速過(guò)高的故障。

圖4 空調(diào)信號(hào)

3.3 加速踏板傳感器的診斷

加速踏板傳感器采用霍爾式集成電路，當(dāng)踩下加速踏板時(shí)，安裝在加速踏板臂上的磁軛根據(jù)加速踏板的踩下量，圍繞霍爾集成電路旋轉(zhuǎn)?；魻柤呻娐穼⒋藭r(shí)的磁通量變化轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，并將其作為加速踏板輸入信號(hào)輸出至ECM，如圖5所示，ECM根據(jù)加速踏板的信號(hào)控制發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速。若加速踏板傳感器出現(xiàn)異常，將導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)怠速異常。

使用故障診斷儀，讀取加速踏板傳感器的數(shù)據(jù)流與標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行對(duì)比，如表1所示。通過(guò)分析數(shù)據(jù)流，加速踏板傳感器工作正常。

3.4 節(jié)氣門體總成的診斷

圖5 加速踏板傳感器原理圖

表1 加速踏板傳感器數(shù)據(jù)流

隨著車輛的使用，進(jìn)氣過(guò)程中的雜質(zhì)會(huì)逐漸堆積在節(jié)氣門的翻板處，久而久之會(huì)造成積碳增多，嚴(yán)重時(shí)會(huì)出現(xiàn)節(jié)氣門卡滯，這些原因都能造成發(fā)動(dòng)機(jī)怠速過(guò)高；同時(shí)傳感器發(fā)生故障時(shí)，也會(huì)導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)怠速過(guò)高。

1）節(jié)氣門位置傳感器的檢查

使用故障診斷儀，讀取節(jié)氣門位置傳感器的數(shù)據(jù)流與標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行對(duì)比，如表2所示。通過(guò)分析數(shù)據(jù)流，節(jié)氣門位置傳感器的信號(hào)電壓隨加速踏板的開(kāi)度增大而增大，節(jié)氣門位置傳感器工作正常。

表2 節(jié)氣門位置傳感器的數(shù)據(jù)流

2）節(jié)氣門卡滯的檢查

節(jié)氣門在斷開(kāi)點(diǎn)火開(kāi)關(guān)、斷開(kāi)節(jié)氣門連接器或節(jié)氣門電路出現(xiàn)故障時(shí)，節(jié)氣門在復(fù)位彈簧的作用下，節(jié)氣門保持6°的開(kāi)度，發(fā)動(dòng)機(jī)能保持1500r/min，以防止發(fā)動(dòng)機(jī)怠速不穩(wěn)而熄火。此時(shí)ECM根據(jù)油門踏板開(kāi)度，通過(guò)控制燃油噴射 （間歇性燃油切斷）和點(diǎn)火正時(shí)以調(diào)整發(fā)動(dòng)機(jī)，確保車輛維持最低車速。

拆下節(jié)氣門體總成前的軟管，接通點(diǎn)火開(kāi)關(guān)，慢慢踩下加速踏板，觀察節(jié)氣門能隨加速踏板的開(kāi)度增大而增大，節(jié)氣門開(kāi)啟順暢，無(wú)卡滯現(xiàn)象。斷開(kāi)點(diǎn)火開(kāi)關(guān)時(shí)，節(jié)氣門在復(fù)位彈簧下，保持一個(gè)小的開(kāi)度。接通點(diǎn)火開(kāi)關(guān)幾秒鐘內(nèi)或發(fā)動(dòng)機(jī)怠速時(shí)，能觀察到節(jié)氣門的開(kāi)度變小。通過(guò)以上檢查，排除節(jié)氣門卡滯導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)怠速過(guò)高的故障。

3.5 進(jìn)氣系統(tǒng)的診斷

進(jìn)氣系統(tǒng)出現(xiàn)漏氣，部分空氣通過(guò)泄漏位置吸進(jìn)氣缸內(nèi)，泄漏進(jìn)入的空氣，沒(méi)有經(jīng)空氣流量計(jì)檢測(cè)，將導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)怠速偏高。

起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，怠速運(yùn)轉(zhuǎn)，使用煙霧法，對(duì)進(jìn)氣歧管各個(gè)連接部位進(jìn)行泄漏檢測(cè)，如圖6所示。若沒(méi)有泄漏，煙霧自然上漂；若存在泄漏可以看到煙霧被吸入歧管，煙霧方向發(fā)生改變。經(jīng)過(guò)檢查進(jìn)氣系統(tǒng)沒(méi)有存在泄漏現(xiàn)象。

圖6 進(jìn)氣泄漏位置的檢查

3.6 曲軸強(qiáng)制通風(fēng)系統(tǒng)的診斷

從PCV閥上拔下通風(fēng)軟管，拆下PCV閥，起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，將手指按在PCV閥的通風(fēng)軟管上，感覺(jué)有吸力，證明通風(fēng)軟管完好無(wú)損；將PCV閥裝回通風(fēng)軟管上，手指按在PCV閥上，沒(méi)有感受到任何的吸力，判斷PCV閥可能出現(xiàn)堵塞。

如圖7所示，對(duì)PCV閥進(jìn)行檢查，沒(méi)能感受到氣體流出，證明PCV閥出現(xiàn)堵塞。

圖7 PCV閥檢查

4 故障排除

更換了一個(gè)新的PCV閥，發(fā)動(dòng)機(jī)著車后，在正常的工作狀態(tài)下，怠速一直處于正常的狀態(tài)，怠速過(guò)高的故障得以排除，汽車恢復(fù)正常工作。

5 小結(jié)

引起發(fā)動(dòng)機(jī)怠速異常的原因有很多，可以用讀取故障碼的形式幫助查找，但是通常很多的機(jī)械故障是讀取不到故障碼的，需要大家耐心地一點(diǎn)點(diǎn)去排除，在維修過(guò)程中慢慢積累經(jīng)驗(yàn)。