一辆行驶里程约7万多km,型号为GL-i,配备5A-FE型发动机和手动变速器的2007款威驰轿车。车主反映,该车在怠速时抖动厉害,排气管有“突突”声,并伴有加速不畅的现象。
故障分析:根据车主描述的现象进行试车,发动机能正常起动,但是怠速时抖动很厉害,挂空挡踩下油门之后,抖动更加剧烈,并且伴有排气管发出的“突突”声,而且加速比较缓慢。
引起怠速抖动的原因有很多,但最主要是因为4个缸的工作不平衡(如某个缸不工作了)导致抖动,也就是缺缸。所以排除故障的思路应该是先找出不工作或工作异常的某缸,然后重点检查该缸的点火是否正常,喷油是否正常,缸压是否正常,再慢慢找出具体的故障点。
故障诊断:
1.读取故障码
连接丰田车专用故障诊断仪IT-2,将点火开关打到ON挡位,发动机故障报警灯点亮,着车之后,故障报警灯不熄灭,读到1个“氧传感器故障”故障码。清除故障码后,故障码消失,仪表上的发动机报警灯也熄灭了。说明“氧传感器故障”是1个历史记录,不是造成怠速抖动的原因。ECU一般只能检测到传感器或者传感器相关的电路有故障而以故障码的形式存储下来,对于一些机械故障或线路失常,ECU是检测不出来的。由此判断,此车的怠速抖动故障应该是由某一元件及线路故障或是某些机械故障造成的。
2.判缸
首先应该判断是哪一缸缺缸。起动发动机,挂空挡,让车稳定怠速运转一段时间。拔下第1缸的点火线束插接头,发现发动机抖动得更剧烈了,说明第1缸工作是正常的;依次拔下第2缸、第3缸和第4缸的点火线束插接头,发现在拔下第3缸的插接头之后,发动机的抖动没有变化。据此判断,是第3缸缺缸。
3.检查第3缸的点火系控制电路及火花塞
威驰车点火系的控制电路如图1所示。威驰车的点火系统采用的是单缸直接点火控制系统,主要由各缸独立的点火线圈及点火器、ECU等组成。各独立的点火线圈与点火器集成在一起,直接装在火花塞上。发动机工作时,ECU检测各传感器的信号,控制点火正时电压信号IGT,使点火线圈的初级绕组导通与断开,当切断初级电流时,在次级产生高压电并点燃缸内的混合气,与此同时点火器将反馈电压信号IGF给ECU。
连接KT600诊断仪到威驰车,着车让其怠速运转,其次级电路的并列波形如图2所示,
从次级点火的电压波形可以看出,1、3、4及2缸的次级点火电压都在20kV左右波动(正常为20~35kV ),说明点火次级电压在正常范围内。接着拆下火花塞进行跳火实验,发现每缸的火花塞都有强烈的蓝色火花,说明跳火强度是够的。最后经检查,第3缸火花塞的绝缘体无裂纹,有轻微积碳且火花塞间隙正常。拆下第3缸的火花塞进行清理积碳后装车试车,怠速抖动问题依然存在,说明怠速抖动并不是因为第3缸的火花塞积碳。
4.检查喷油器的控制电路及喷油器
威驰车喷油器的控制电路如图3所示。
当点火开关置于“ON”位置时,分别测试发动机ECU的端子10#,20#,30#、40#与搭铁之间的电压,发现均为11.2~11.8V(正常为9~12V),说明喷油器的来路电压都正常。
发动机热车后怠速运转时,用螺丝刀接触第3缸的喷油器,能听到喷油器有节奏的“嗒嗒”声,声音清脆均匀,说明第3缸的喷油器的电路控制部分工作正常。拆下第3缸的喷油器,进行泄漏和雾化状态的检测,喷油器的喷射图形如图4所示,说明喷油器工作很正常。
5.测试气缸压力
第3缸的缸压为9.8×10SPa,也符合标准。
6.其它机械部分的检查
在点火、喷油及缸压都正常的情况下一般不会出现“缺缸”。再次仔细检查以上可疑故障点,仍不能解决。我们怀疑可能发动机内部有机械故障。于是拆检发劫机,在拆到配气机构时,结果发现第3缸的排气弹簧从上部断裂。着车时,由于第3缸的气门弹簧断裂,弹力减弱,弹簧弹力已不能克服由液压挺柱传来的压力,从而使排气门不能完全关闭,就不能形成可靠的压缩混合气压力。而在测缸压时,因为只起动而没有着车,机油压力尚未建立起来,挺柱未进入工作状态,气门还能够关闭,所以测缸压时是正常的。
7.故障排除
更换第3缸的排气弹簧,然后连接好点火电路,插好喷油器。着车,怠速运转,发动机运转平稳,怠速抖动现象消失,并且排气管排气顺畅,故障排除。
故障总结:引起怠速抖动的原因有很多,通常都是因为缺缸造成的。在诊断时应先找出是哪个缸缺缸,再重点找出可能会引起该缸不工作的具体原因。可以用读取故障码的方法帮助查找,但是通常很多的机械故障是读取不到故障码的,需要大家耐心地一点点去排查,在维修过程中慢慢积累经验。
延伸阅读:丰田威驰发动机怠速抖动故障