一辆行驶里程约16万km、装备3 VZ-FE型发动机,A540E型自动变速器的雷克萨斯ES300轿车。该车出现行驶中急加速不良、油耗增多、排气管冒黑烟故障。
故障诊断:首先跨接诊断座中的TE1和E1端子,打开点火开关,通过观察仪表板上的故障指示灯读取发动机电控系统故障码,故障灯以2次/s的频率持续闪烁,这表明发动机电控系统正常。
导致油耗增加和加速不良等故障的常见原因有火花塞和点火线圈等点火系统部件工作不良,节气门体和怠速控制阀脏污以及燃油系统工作不良等,此车故障原因可能涉及多个系统。于是决定进行发动机的常规检查,对节气门体和怠速控制阀进行清洗,更换火花塞、燃油滤清器以及点火器,测量燃油压力正常,但装复后故障依旧。对点火系统线路进行检查,再起动时居然无法着车。
为什么对点火系统进行检查后就无法着车了呢?检查点火系统时,为了观察点火能量是否足够,进行了高压线跳火试验,开始时能看见很强的高压电火花,后来就观察不到跳火了。仔细观察点火器上连接的线路,发现点火器上的5条线路的外皮都因为老化的原因而破损,于是怀疑进行高压线跳火试验时操作不当,导致高压电打到点火器的破损线路上,从而损坏发动机ECU。该车点火系统线路如图1所示,从图可知,发动机ECU向点火器输出电压信号(IGT信号),点火器控制点火线圈初级绕组接地。当需要点火时,发动机ECU断开IGT信号,点火器断开点火线圈初级绕组接地,从而使点火线圈次级绕组产生高压电。与此同时,点火器向发动机ECU发送约5V的脉冲电压(IGF )作为点火确认信号。根据分析,将点火开关拧到起动挡,用万用表测量点火器2号脚,结果无点火电压输出,看来发动机ECU没有将点火信号输送到点火器。测量点火器2号脚到发动机ECU 24PIN线束插头A的18号脚之间的线路,没有断路现象。
根据检查结果,结合进行跳火试验后就没有高压电的情况,决定解体发动机ECU。当打开发动机ECU外壳后,从电路板的外观可以看到有3个电容击穿,还有1个电阻损坏。更换相同型号的电容和电阻后装复,起动发动机时ECU仍无点火信号输出。再次将发动机ECU拆下,通过ECU的线束插头A和印刷电路板检查点火信号。当查到点火功率三极管时,发现与其相连的印刷电路被高压电击穿,测量断点之前电路,有信号输出,检测三极管没有损坏。于是将被击印刷电路接好,起动发动机,测量点火器的2号脚有点火电压输出为0. 8~1. 5V、但发动机仍不着车,更换点火器后发动机可起动,路试与原故障现象一样。接着再读发动机故障码,结果仍无码输出。进一步分析故障特征,并用万用表测量诊断座中的OX1端子、OX2端子与E1端子之间电压,结果OX1、 OX2的电压值均在0. 8~0. 9V之间变化,由此判断混合气过浓。
该车3 VZ-FE发动机采用L型燃油喷射系统,首先检测系统中的空气流量计和节气门位置传感器。该车采用6线(7PIN)翼板式空气流量计,开启点火开关,测得空气流量计4号脚(VC)电压为5. 0V、 5号脚(E2)接地良好,6号脚(VS)电压为1. 5V,可标准VS电压应是3. 7V,测得空气流量计6号脚(VS)输出电压在1. 0~2. 0V之间变化。当发动机转速在3000r/min时几乎无变化,而VS电压发动机3000r/min时标准值应为0. 3~1. 0V,由此判断空气流量计损坏。细查空气流量传感器已调整过,且不可调回,使空气流量计始终输出负荷状态下的信号,ECU收不到正确信号来控制喷油,为此只好更换空气流量传感器。
打开点火开关检查节气门位置传感器,测得3号脚(VTA)电压在0. 8~3.6V之间变化,测2号脚(IDL),节气门关闭时电压为12V,开时也为12V,这是一种异常现象。测各端子电阻,4号脚(VC)与1号脚(E2)之间电阻值为4. 4kΩ、 3号脚与1号脚之间阻值随节气门开大而增大,关闭时2号脚与1号脚之间导通,分析在规范内,判断节气门位置传感器正常,关键在于调整。经调整再测2号脚的电压,节气门关闭时电压为0V,全开时为11. 2V,符合要求。之后起动发动机试车,故障现象完全消失,一切正常,故障终于排除。