根据故障现象,初步判断是怠速阀问题,重点检查怠速阀控制电路,丰田威驰怠速阀如图4所示。
拔下怠速阀插头,用汽车专用数字万用表电阻档测量怠速控制阀2个线圈的电阻,阻值分别为17.5 Ω和18 Ω,怠速阀正常值为17.7~20.0 Ω,测量值在正常范围内。用万用表电压档测量怠速阀电源插头电压,接通点火开关时,怠速阀电源脚有12V电压,直接供给怠速控制阀12V的电源,听到“嗒嗒”声,表示怠速供电线路正常。
3)怠速控制电路分析
在系统自诊断和元器件都正常的情况下,最后只有根据怠速控制执行机构的工作原理,分析产生怠速不正常的原因。
丰田威驰旋转滑阀式怠速阀工作原理如图5所示。ECU根据发动机工况发出不同脉宽的PWM信号,控制双绕组电机电枢上两组相互反向绕组,从而控制滑阀的正反转,控制怠速的大小。当控制L,上的脉宽大于L2上的脉宽时,旋转滑阀打开,怠速增大;当控制L2上的脉宽大于L1上的脉宽时,旋转滑阀关闭,怠速减少;当两者的脉宽相等时,旋转滑阀停止转动。
发动机冷起动时,ECU根据冷却水温度传感器信号控制起动怠速,使怠速阀门全开,发动机转速达到2 000 r/min左右,便于着车;发动机起动后,ECU控制发动机处于快怠速状态,转速降为1200-1600 r/min,便于暖车;当水温达到一定温度后,ECU控制发动机处于常规怠速状态,约800 r/min左右,维持发动机克服自身阻力,处于低转速状态。
4)节气门位置传感器对怠速的控制
怠速时,节气门基本上处于关闭状态,但是不可能完全关闭,有70%的进气量从节气门流过,30%从怠速阀通过。
遇到怠速偏离故障时,可以把节气门里通往怠速阀的小孔堵上,这样怠速应该在400 r/min左右,就可以看出问题是不是出在怠速系统上。在确定是怠速系统出问题的情况下,还要判断各种负荷信号有没有错误,比如发动机的温度、转速信号等,都可能引起怠速状态的变化。
根据怠速控制执行机构工作原理,遂拆下怠速阀进行检查,发现怠速阀控制进气道内粘满了一层薄薄的积炭(图6)。后用化油器清洗剂对怠速阀进气道进行清洗,装复后试车,发动机怠速为950 r/min,且运转基本稳定,不再出现熄火现象。接通AC开关,转速上升到1 050 r/min,发动机难着车现象消除。
根据节气门体对怠速执行机构的影响,接着拆下节气门体进行清洗,注意拆卸前记录好相关气管插装位置。拆下节气门体后,发现节气门翻板被积炭所覆盖,严重影响发动机吸气。后用化油器清洗剂对节气门体进行清洗,特别是节气门旋转轴的灵活性调整,并拆下节气门位置传感器检查,修复节气门体达到较为理想状态。然后按照原位置安装好节气门体,插好相关气路管道,装复后试车,明显感觉发动机运转稳定,不再出现游车现象。但是发动机怠速仍然偏高,热车约950 r/min,接通AC开关,转速上升到1050 r/min。
对于电控发动机,一般情况下,清洗完积炭,发动机怠速都会升高,这是因为电控发动机ECU有一个学习的功能,节气门积炭越来越多,而ECU也会随着积炭的增加,找到它所认为怠速的标准位置。当节气门清洗完后,节气门风板回到原来的标准位置,但ECU还认为它在原来积炭增加的位置,需要慢慢地在日常行驶中不断调整找到标准怠速。对于这个问题快速解决的办法就是清除ECU记忆,来恢复怠速。但是,如果清洗后怠速仍然过高,超过1 300 r/min,并且没有降低的趋势,说明怠速系统还存在别的问题,需要使用丰田专用诊断设备进行数据分析。该车经过清除ECU记忆后,怠速恢复到正常位置,热车约750 r/min,接通AC开关,转速上升到900 r/min。经过路试,一切正常,车辆故障排除。
综上所述,造成怠速不稳、加速不良故障的根本原因在于怠速阀和节气门体的积炭造成发动机进气量不足,影响发动机的正常运转。这种现象对于市区长期低速运转和缺少保养的车辆最常见。