汽车启动困难而且怠速高的原因是什么?
一行驶里程约182000km,配置了1AZ-FE型电控发动机和自动变速器的丰田佳美轿车。该车因机油压力过低进行了发动机大修,结果出现以下故障现象:启动发动机容易熄火,只有踩着加速踏板启动才能着住车,此后怠速转速一直在1500r/min左右降不下来,而且发动机有较明显的震动感。进行加速,发动机性能基本正常。
接车后:使用诊断仪对发动机和自动变速器系统进行自诊断,结果有3个故障码,内容分别与冷却液温度传感器、点火电路、节气门位置传感器等信号不良有关。清除故障码,以上这些故障码都被清除掉。重新启动发动机,故障症状没有改善,再次查询故障信息,结果有一个故障码,内容为“P1349 VVT系统故障(汽缸组1)”。进行清除,但该故障码始终无法清除掉,说明故障真实存在。查看怠速工况的发动机工作数据,空气流量为5.83kg/h,冷却液温度为85℃,发动机转速为1430r/min,节气门开度为14%,点火提前角为37°。从以上数据中可以看出,最明显的问题在于点火提前角过大,这应该是启动困难且怠速偏高的直接原因,当然也会导致进气量偏大。结合故障码P1349进行分析,认为故障是VVT系统工作不良造成的,如果VVT系统在怠速时就进行正时提前控制,那么就有可能出现这种故障症状。
检查配气相位机构,结果正时正确,VVT-i 控制器的安装状况也没有问题。在接下来的检查工作中,发现凸轮轴正时机油控制阀(安装在汽缸盖左前侧部位)曾经拆卸过。按理说该控制阀是很难拆卸的 :其前端的电磁阀铆接在腔体上,腔体压在汽缸盖上,一般情况下不允许也没有必要拆卸。咨询维修人员得知,积炭过多清洗汽缸盖,因此分解了凸轮轴正时机油控制阀。看来问题出在这里,将凸轮轴正时机油控制阀的电磁阀拆下来,取出腔体中的部件 :先取出了一个弹簧,接着取出了一个滑阀。经过仔细核对,认为这种装配顺序不对,原因是弹簧起不到回位的作用,而且滑阀也装反了。重新装好凸轮轴正时机油控制阀,试车,故障症状消失。查看发动机工作数据,空气流量为 3.80kg/h,冷却液温度为 85℃,发动机转速为 680r/min,节气门开度为14%,点火提前角为 13°。至此,故障彻底排除。
故障总结:VVT系统是一种先进的气门正时调节系统,该系统由VVT-i控制器、凸轮轴正时机油控制阀、液压油道以及相关配气机构部件组成。凸轮轴正时机油控制阀(如图1所示)根据发动机ECU的占空比电流来控制其内部滑阀的位置,将施加给
VVT-i控制器的机油压力分配给提前侧和推迟侧。当发动机停止时,凸轮轴正时机油控制阀位于最大推迟位置。
VVT-i 控制器安装在进气凸轮轴前端,该控制器包括由正时链条驱动的壳体以及与进气凸轮轴耦合的叶片。用于凸轮轴提前或推迟的机油压力沿着 VVT-i 控制器叶片的圆周方向旋转,从而连续地改变进气门正时。当发动机停止时,凸轮轴位于最大推迟位置,从而确保启动性。发动机启动后,发动机 ECU 立即向 VVT-i 控制器施加油压,锁定销会锁定 VVT-i控制器,以防止出现爆震噪声。
VVT-i 控制器有三种工作状态 :当发动机 ECU 发出提前指令信号时,凸轮轴正时机油控制阀将合成机油压力施加给正时提前侧叶片室,以使进气凸轮轴向提前方向旋转 ;当发动机ECU 发出推迟指令信号时,凸轮轴正时机油控制阀将合成机油压力施加给正时推迟侧叶片室,以使进气凸轮轴向推迟方向旋转 ;当达到目标正时位置时,VVT-i 控制器保持气门正时角度,直至工作状态改变。VVT-i 控制器的工作原理如图 2 所示。
结合本例故障进行分析,当凸轮轴正时机油控制阀内部的滑阀装反后,只要一启动发动机,VVT-i 控制器的提前侧机油通道就处于打开状态,进气凸轮轴的提前量过大,发动机难以启动运转。而当发动机运转之后,由于进气提前角过大,造成进气过多,点火提前角过大,发动机便出现怠速转速过高且有振动现象。