一辆行驶里程超23.6万km，装配2AZ-FE发动机的2003款丰田大霸王（ACR30L），
用户反映：该车发动机加速迟缓，高速无力。该车在经过几家4S店检查后，未发现故障原因，不得以求助笔者。
    故障分析：本着先易后难的原则，笔者对发动机进行了直观检查、基本检查，并对发动机控制系统读取了故障码，结果未发现异常。
    路试，如客户所述，车辆明显感觉提速慢，起步时，进行节气门全开加速测试，发现发动机转速最高只能上升到3000r/min，车速则最高到40km/h，如保持节气门开度不变，发动机转速会逐渐回落到2400r/min，车速也有所降低。当车辆缓慢提速，使车速达到120km/h时，如加大节气门开度时，发动机转速会从3000r/min迅速上升到接近5000r/min
    从初始车辆低速，踩下加速踏板，车速以及发动机转速同时降低的情况，结合发动机发出的沉闷声音，初步判断故障像是排气不畅造成的。因此，拆下排气歧管上的A/F空燃比传感器，连接排气背压表，测得排气压力怠速时为0kPa，发动机转速为3500r/min时，压力为15 kPa，均在标准范围内，排气压力正常，说明排气通畅。
    接下来，将车辆路试过程中记录的运行数据回放分析。结果发现，数据流中的短期燃油修正值与长期燃油修正值存在异常，数据如图1所示。

    如图1所示，发动机始终处于一个混合气偏稀的状态。这从短期及长期燃油修正值长时间在正值范围内可以得到这一结论，1缸侧短期燃油修正值为10.90%，长期燃油修正值为13.24%， 2缸侧短期燃油修正值为13.24%，长期燃油修正值为14.02%。而用户已经更换过燃油泵和滤清器，清洗过喷油器。检测燃油泵压力，压力始终在350kPa，油压正常（该车采用无回油管的单管路系统，油压恒定在350kPa）。高速时，检查油压也没有降低的情况出现（如图2所示，油压表在窗外固定）。

    拆下喷油器，看其喷油雾化情况良好，因此认为喷油器没有问题。
    察看数据流中的进气量信号也在正常范围内。
检查气缸压力正常。检查火花塞，是新的原厂配件。
    接下来，使用博世公司的FSA740对次级点火系统进行检查，发现1、3缸存在点火能量不足、燃烧时间过短的问题，如图3所示。如图4所示，明显看到1、3缸的燃烧持续时间较短，而2、4缸正常。图4所示的点火柱状图更容易得到准确的燃烧时间。由于该发动机采用单缸独立点火控制方式，在检查1、 3缸点火线圈供电电压正常后，确认1、3缸点火线圈效能衰退。更换1、 3缸的点火线圈，得到如图5和图6所示的波形，图中1、 3缸的燃烧时间均恢复正常，但图5中出现了各缸次级击穿电压不一样高的问题。原地加速，感觉比开始时略有好转。但路试，还是加速无力。





    同时，还对曲轴位置传感器与凸轮轴位置传感器进行了检查，得到如图7所示的正常波形。

    工作进行到这时，发现确实非常困难了。机械方面，气缸压力、进气歧管真空度均正常，排气也非常通畅，可变配气系统工作也没有问题。电路方面，点火正时正常，次级高压波形正常。油路方面，油压正常，喷油器喷油雾化看起来也正常。在进行流量测试时，各缸喷油器喷油量基本一致。究竟原因出在哪里呢？一时没有了头绪。
    考虑了一段时间，笔者认为既然机械、电路、油路目前均未发现异常。还是从数据流上进行深入分析。
    图8所示是车辆路试中记录的各项数据的曲线图。图中长期燃油修正值始终在+10％以上。大部分工况下接近＋20%。这里将其中的部分数据摘录下来，得到如表1所示的10个点的数据。



    从表1中所示的数据来看，大部分情况下，1缸与2缸侧的长期燃油修正值均接近+20%，这说明长期存在系统混合气过稀的情况，而短期燃油修正值的变化也是集中在正值范围内。这说明目前确实存在混合气稀的状况。
    再结合更换完点火线圈后，测得的次级点火平列波形来看（图6），各缸混合气确实存在过稀的情况（混合气稀时击穿电压会升高）。

    虽然前面已经对喷油器的喷油状态进行了测试，但考虑到这种测试是针对原车的喷油器单方面做的测试，并不代表新的喷油器的状态。所以，从一部事故车的发动机上拆下一组喷油器，安装在该车上，经路试发现，前述的加速不良故障不再出现。这说明故障是由喷油器不良所致。
    但是在前面的检测过程中，针对喷油器的测试，在雾化及喷油均衡方面没有发现异常。那么故障就是在喷油量方面出现了问题。为了验证这一点，笔者将一只好的喷油器与该发动机的喷油器进行了喷油量测试，测试的结果发现，好的喷油器与该车喷油器存在接近10%的差距，也就是说，在同等压力和时间下，该车的喷油器喷油量要少近10%。喷油量测试如图9所示。

    根据上面的检查结果，确定故障的原因就是喷油器不良所致。由于对喷油器已经分别进行过免拆清洗及超声波清洗，因此，有理由认为，故障是喷油器本身的功效降低所导致的供油量不足。
    目前，各个厂家对于EFI系统喷油器额定喷油量没有一个标准的数据，不像柴油发动机，厂家对于不同喷油器都有标准的检测程序和标准的喷油量数据，这也使得我们在针对燃油系统进行检测时，有种束手无策的感觉。只能根据各缸喷油器的喷油量差异来大致判断喷油器是否良好。没有一个衡量喷油器好坏的标准，增加了我们对故障判断的难度。以丰田为例，维修手册上对于喷油器测试的标准是，燃油泵压力为350kPa，凯美瑞2AZ-FE发动机，每15 s 70～73 cm3，各缸之间差异不大于10cm3；而新皇冠5 GR-FE发动机，每15s 60～73c m3，各缸差异不大于13Cm3。这是可以有据可查的，还有很多车型是没有具体参考数据的。即使有参考的数据，我们看到上面的5 GR-FE发动机，其数据范围很广，具体到实际喷油器上，也无法精确测量判断。所以，现在厂家应站出来，把各种车型的实际喷油量数据统一拿出来，让我们有一个具体的参照标准，以提高我们对故障的诊断准确性，不要再让技术人员变成换件工。
    造成发动机加速不良、高速无力的原因有很多，不同车型、不同发动机，其故障表现各有不同。具体到实际故障排除时，应根据实际情况分别分析对待。例如，故障原因有时是排气不畅，有时是燃油泵压力低，有时是火花塞不良或点火线圈不良，有时可能是进气系统泄漏等。
    针对种种不同的原因，笔者认为还是应该从发动机的基础组成及基本控制原理出发，根据不同的故障现象，选择合适的检测仪器，当然前提是要有一个清晰的诊断思路。这样就能够拨开层层迷雾，发现真正的故障所在。
    最后附上笔者总结的针对相关系统故障常用的检测仪器设备，希望对大家有所帮助。限于篇幅，这里不做详细论述。发动机控制系统与检测诊断设备对应图如图10所示。
 

    相关资料：2005年丰田大霸王原厂维修手册