汽车各部件技术状况的诊断是由检查、测量、分析、判断等一系列活动完成的,其基本方法分为2种:一种是传统的人工经验诊断法(眼看、耳听、手摸、鼻闻),另一种是现代仪器设备诊断法(不解体,专用仪器设备,测量整车、总成、机构的参数,定量分析判断汽车技术状况)。电子控制技术在发动机的应用,一方面使得其性能得到了很大的提高,另一方面也使得在故障诊断维修方面变得越来越复杂。因此在对电控发动机进行维修时应结合传统的人工经验和现代的仪器设备进行综合分析判断,才能快速准确的查找出故障原因及部位进行故障排除。
发动机不易起动是一种比较常见的故障现象,但其影响因素较多。对发动机电控系统、点火系统、供油系统以及气路系统进行综合检测分析是一个较为复杂的过程。本文结合故障基本现象,利用相应检测设备,以丰田发动机不易起动这一案例对故障的排除过程进行了较为详细的论述。
一、故障现象
有1辆丰田汽车的发动机不易起动,在起动时需要将油门踩下一定的距离,排气管排出的气体有浓浓的汽油味,松开踏板后发动机马上熄火,无法稳定在怠速状态。
二、故障诊断
(一)原因分析
发动机不易起动的原因很多,电控系统和机械系统的故障均可能会引起不易起动现象的发生。根据排气管有浓浓的汽油味排出,考虑可能是点火不良或混合气过浓所致,对几种主要可能引起的原因分别进行分析:
1.电控系统中某些传感器工作不良
比如:冷却液温度传感器、节气门位置传感器、进气压力传感器等工作性能不良均有可能会引起前述故障现象的产生。
2.点火系统工作不良
火花弱或者在运转的过程中出现缺火,导致混合气燃烧不完全或者没有燃烧致使发动机输出功率不足。该丰田发动机采用的点火系统控制电路如图1所示,主要包括:霍尔式信号发生器、点火模块、开磁路的点火线圈、分电器、ECU及火花塞等。
3.供油系统故障
供油系统压力低或者喷油器喷孔密封不严造成滴漏,会导致混合气雾化不良难以起动。该丰田发动机供油系统的基本结构如图2所示,主要包括:汽油箱、电动燃油泵、输油管、回油管、喷油器、油压调节器、燃油分配管、汽油滤清器等。系统中的供油压力与喷油嘴之间的压力差维持在0.2~0.25MPa之间。
4.进气系统故障
空气滤清器过脏,灰尘过多,会导致发动机进气量不足以及进气系统密封性不好等都会导致发动机不易起动。
5.ECU故障。
(二)常规检查
1.蓄电池电压检测:在没有起动发动机的情况下利用数字式万用表检测蓄电池正负极的电压为12.61 V,说明蓄电池的电压正常,如图3所示。
2.检查机油尺:将机油尺拔出。用布或纸擦干净,插入后再拔出,机油液面在2条线的中间偏上位置,说明机油量符合基本要求。
3.检查冷却液液面,正常,并对三滤(空气滤清器、机油滤清器、燃油滤清器)进行了更换。
(三)基本检查
在不起动发动机的情况下对一些基本元件及系统进行检查。
1.检查发动机故障警告灯
打开钥匙开关后发现“检查发动机”的警告灯以相同的频率闪烁一段时间后自动熄灭,说明ECU中没有故障码存在。因此,基本排除电控系统的故障,重点针对供油系统和进气系统进行检测诊断。
2.直观检查进气波纹总管、进气歧管、各真空管及导线连接正常,未发现漏气迹象。
3.检查点火系统
取下分电器盖上的中央高压线并使其端头距缸体5~7mm,起动机带动发动机运转,高压线与缸体之间的火花比较强烈,说明点火线圈、点火模块等工作性能良好。拆检4个火花塞,发现4个火花塞头部均发黑。说明与前面的故障现象—浓浓的汽油味以及混合气过浓现象相符合。将4个火花塞依次安装在中央高压线上并放在气缸体上起动发动机,火花塞工作正常,火花输出强烈。
(四)综合检测
1.利用汽车诊断仪检测
为了了解汽车在运行时的各个电控元件的工作情况,查看数据流,了解汽车运行时相关参数的变化,根据汽车排出浓浓汽油味的故障现象重点查看氧传感器的电压变化情况,却发现其电压波动主要在0.5V以下,说明混合气呈现稀的状态,意味着废气里面氧的含量较多。表明混合气可能存在雾化不良或燃烧不完全等的情况。为进一步确定是哪个缸可能存在问题,对发动机进行单缸转速测试。汽车诊断仪如图4所示。
2.断缸检测
分别将发动机4个缸上的高压线依次拔出,查看发动机运转情况,发现当把1缸和4缸的高压线拔出后发动机下降的转速比较大,而2缸和3缸拔掉高压线后下降的转速相对较小,说明2缸和3缸输出的功率比其它2缸要小,工作性能稍差。因为前面已经对点火系统和火花塞进行了基本检测没有发现问题,直观检查进气系统也没发现问题,因此先对供油系统进行检测。
3.喷油嘴检测
将喷油嘴从发动机上拆下,安装到喷油嘴检测清洗仪器上,检测发现各个喷油嘴的雾化状况良好,喷油角度也基本正常。并且在喷油一段时间后观察各量杯中液面的高度也基本一致,说明各喷油嘴的喷射量基本一致。进行密封性测试,将仪器的系统压力设定为略高于汽油供油系统的压力0.27MPa。等待1min,观察各个喷油嘴没有发现滴漏现象,说明喷油嘴密封性良好。最后将喷油嘴放在超声波清洗槽中,将其周围的积碳进行清洗,更换密封圈后装回到发动机上。
4.燃油系统压力检测
供油系统的压力检测分为静态检测和动态检测。首先进行静态检测。不起动发动机,用跨接线连接油泵诊断接头上的2个端子“+B”和“FB”,将点火开关转至“ON”位置,令油泵工作,测得静态油压为0.31 MPa,说明油泵的泵油能力正常。然后进行动态检测,踩下油门踏板起动发动机,使发动机维持在1000r/min的状态下运转,此时测得的系统油压为0.25MPa。此时将真空提前机构的真空管拔下之后压力上升到约0.3MPa,说明供油系统的压力和燃油调节器的功能均符合正常的要求。
根据上面针对燃油系统的检测基本上可以排除供油系统的故障,因此转向对进气系统密封性的检测。
5.进气歧管真空度检测
(1)将量程为0~100kPa的真空表安装在节气门后方的进气稳压箱上。
(2)踩下油门踏板起动发动机,让其稳定运转在约850r/min左右。
(3)读取真空表的读数发现指针在37~50kPa之间来回摆动。并且当把油门踏板突然踩到底后指针会回落到接近0,若将节气门突然关闭指针也回跳不到80kPa以上。
发动机在正常运转时若气密性正常,在怠速运转状态真空表的指针应稳定的指在约57~71kPa之间的某一位置,当节气门突然关闭时指针应跳回到约84kPa,根据上面的实测数值可以知道发动机进气歧管的真空度存在异常,前面已经对进气系统的外部进行了基本检查未发现异常,因此基本可以确定是气门密封不严造成的。
6.气缸压力检测
(1)检测步骤
1)拆下空气滤清器,卸下全部火花塞,并按气缸次序放置;
2)接好气缸压力表,把气缸压力表的橡胶接头插在被测气缸的火花塞孔内,扶正压紧,注意不要漏气。节气门置于全开位置,用起动机转动曲轴3~5s(不少于4个压缩行程),待压力表头指针指示并保持最大压力后停止转动;
3)取下气缸压力表,记下读数,按下单向阀使压力表指针回零;按上述方法依次测量各缸压力,每缸测量不少于2次。
(2)检测结果分析
检测的结果读数如表1所示。
从表中的数据可以看出2缸和3缸的气缸压力较低,结合前面的检测分析,说明这2个缸的气门极有可能存在漏气问题。拆检缸盖,发现第2缸中的1个进气门和第3缸中的1个排气门有着不同程度的漏气。
由于第3缸的排气门漏气,所以当第3缸处在压缩行程时使得没有燃烧的混合气从排气门排出,使得尾气既有浓浓的汽油味,又表现出氧气过多的情况。另一方面2缸的进气门漏气使得真空表指针产生摆动的情况。
三、故障排除
更换有问题的气门后,故障完全排除。
四、结束语
本文针对丰田发动机不易起动的故障,首先对其基本的状况由简单到复杂的过程进行了检查,对故障的基本原因作了基本的分析判断,再结合汽车诊断仪、喷油嘴清洗检测仪、燃油压力表、真空表、气缸压力表等检测设备对其电控系统、供油系统、气路系统进行了综合的检测,并对检测的结果进行了基本分析推理,最终将故障排除,对发动机的故障诊断与维修具有一定的参考意义。