一辆行驶里程超215000KM的04款丰田佳美轿车。车主反映:该车的发动机每次启动至少需要10s,行驶过程中加速非常无力。
该车发动机以前因加速无力、难以启动的故障更换过火花塞,但没有任何改善。这次送修是因为症状更加严重,将加速踏板快速踩到底时,发动机转速几乎不能提升,感觉是被憋住了。因此,技术人员怀疑是三元催化器堵塞了,但经使用排气背压表检测,压力最高为0.2kg/cm2,在正常范围之内,说明排气系统正常。
检测燃油系统压力,怠速时在3kg/cm2,在正常范围之内。使用丰田智能检测仪,对发动机控制系统进行检测。读取数据流,得到在急加速过程中如图1所示的数据。
经分析,在上述数据流中,图1b中的长期燃油修正值与短期燃油修正值存在异常,分别达到了19.49%与9.34%,两者相加,燃油修正系数达到了28.83%。也就是说电脑此时做出的燃油修正策略是增加接近30%的喷油量,那究竟是什么原因导致电脑要增加这样大的喷油量呢?
众所周知,在发动机加速过程中,发动机电脑是根据发动机转速、节气门打开速度测算出的加速度来确定加速加浓油量值的,因为此时的喷油一般都是要迟滞于空气进入汽缸的速度(注:采用电子节气门的发动机,其ECU是根据加速踏板信号来确定加速度的,能够做到节气门电机动作打开节气门阀板的同时,即同时增加喷油量,所以燃油喷射是同步的),所以电脑一般也不会将此时的进气量信号作为加速主喷油量信号来使用的。
发动机的核心问题是围绕着进入汽缸的空气来做出适合的燃油喷射量控制和点火提前角的控制,这一问题贯穿于发动机工作的所有过程。在发动机加速过程中也是要围绕这一核心问题来进行控制的,不同之处在于,在稳定工况下,进行的控制是围绕着理论空燃比来进行的,而在过渡工况下(启动、暖机、加速、减速),则采用了另一种控制方式。
接下来,我们来看一下发动机在加速过程中的各传感器和执行器的变化情况。从图2中,我们看到,随加速踏板开度的突然变大(电压由0.77V增大到2.1V左右),发动机ECU首先据此判断处于加速工况,然后,进入的空气量增大(由2.3g/s增大到16g/s),同时,发动机ECU将喷油量由2.4ms增大到6ms,点火时刻由上止点前9°推迟到上止点后6°左右,发动机负荷由13%激增到63%,发动机转速在0.7ms后由怠速上升到3000r/min。
根据以上分析,从这些数据,我们可以看到在正常发动机加速过程中,我们应该重点关注几个主要传感器及执行器的情况。换句话说,其实我们要看的就是在踩下加速踏板后,各个传感器及执行器的变化情况。图3、4分别是一般电控发动机和电子节气门发动机的控制过程。