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【维修实例】2009年丰田考斯特发动机故障灯报警
1
故障现象



一辆2009年四川一汽丰田汽车有限公司生产的丰田考斯特,VIN码为LFMHS58199S******,发动机型号2TR,排量2 694ml,行驶里程165 042km。车主反映发动机故障灯报警、加速不良。另据车主介绍,该车一直未在4S店维护,使用的也不是丰田纯牌零件,而且没有按照保养里程进行保养。


       

2
故障诊断与排除



接车后,笔者对该车进行了如下检测和维修:

1.用诊断仪检测存储故障代码:P0171系统状态过淡(1列)。

DTC 检测条件:发动机暖机且空燃比反馈信号稳定时,燃油修正误差,严重偏稀,极端修正(约35%以上),异常持续90s以上(双程检测逻辑)。


2.查阅修理手册,引起混合汽过稀的故障原因如下:①进气系统,PCV阀、软管以及连接器;②燃油系统,喷油压力、喷油器总成;③点火系统,火花塞积炭;④电控系统,ECM、空气流量计、空燃比传感器及电路、空燃比传感器加热器及电路、水温传感器、A/F继电器、A/F熔丝;⑤排气系统,排气管漏气。


3.使用诊断仪,读取数据列表(表1),经分析认为短期燃油修正系数、长期燃油修正系数及大气压力数值明显异常。


表1 故障状态下的数据列表


4.通过观察上面数据列表,低中速时短期燃油修正值与长期燃油修正值相加是60.7%,已经达到故障码的检测条件,从大气压数值71kPa(标准为100±5kPa)分析,可推断空气流量计异常(表2)。


表2 空气流量计异常判断表


5.根据数据列表推断系统偏稀要因、推断低负荷运转系统偏稀要因及检查顺序如表3所示。


表3 故障推断表


6.作如下检查:①从车上拆下空气流量计,目视检查,发现空气流量计热丝部分无异物附着,判断为正常。②检查有无空气异常吸入,听声音大致判断节气门之后是否漏气,结果未发现明显漏气;用喷雾型防锈润滑剂喷洒节气门之后进气管,观察发动机转速,短期燃油修正系数无明显变化。③检查PCV软管连接情况,PCV阀和软管连接正常无损坏。④检查进气软管无损坏,无真空泄漏,与真空助力泵相连的负压管连接正常,无裂缝。⑤踩下制动踏板,无空气异常吸入进气系统现象,观察发动机转速,短期燃油修正系数无明显变化。


7.以上检查均正常,但数据流显示的大气压及MAF数值明显不准确,故障肯定还是出在进气系统,于是拆下空气滤清器壳,检查空气流量计前面的滤网,非常干净,无堵塞现象。检查空气滤清器时发现滤芯非常脏,而且从外观就感觉该滤芯不正常,于是从库房领出一个原厂的空气滤清器进行对比(图1),发现该车使用的不是原厂空气滤芯,而且有“假冒伪劣”之嫌,与原厂空气滤芯相比,滤芯壳体铁丝网尺寸、滤芯材质都有很大区别。


图1 故障车与原厂空气滤芯对比


8.更换空气滤芯,启动发动机查看数据列表(表4),经分析认为短期燃油修正、长期燃油修正及大气压力数值正常,为看得清楚将图3转换成表4。


表4 正常情况数据列表


更换空气滤芯后,该车故障被彻底排除。由于使用假冒伪劣滤芯,在滤芯脏污堵塞后导致进气量严重不足、混合气过稀、加速不良、故障灯报警。



3
维修小结



需熟练运用维修手册和诊断仪数据流来判断故障点,要遵循维修手册中的步骤进行排查,对故障点位置的排查思路也要清晰。混合气过稀故障的描述燃油修正值与反馈补偿值有关,而与基本喷油持续时间无关。燃油修正包括短期燃油修正和长期燃油修正,短期燃油修正值指用于将空燃比持续保持在理论值的燃油补偿值。来自空燃比传感器的信号指示空燃比与理论空燃比相比是浓还是稀,这使燃油喷射量在空燃比偏浓时减少,在空燃比偏稀时增加。


各发动机间的差别、日积累月造成的磨损和故障环境的改变都会使短期燃油修正值偏离中间值。长期燃油修正控制总体燃油补偿,用于补偿短期燃油修正造成的与中间值的长期偏离。判断空燃比并进行喷射量修正的空燃比控制,能够充分用于发动机故障诊断(图2)。


图2 喷射量修正的空燃比控制


空然比修正值如图3所示,先看SFT(短期修正值),①区与②区在“-”、“+”两侧(减量侧、增量侧),为异常状态。再看SFT+LFT(长期修正值),③区与④区为实现理论空燃比,修正值大幅度偏向“-”、“+”侧,为异常状态,DTC记忆故障码;⑤区空燃比修正幅度比通常(±15%以内)大,可能为异常状态(可能存在发动机零件变化、电子元件参数变化);⑥区空燃比修正幅度正常,为正常状态,此时空燃比控制在理论空燃比。


图3 空然比修正值


专家点评



焦建刚


第一点,作者查阅故障车的数据流,并结合进气量数据与大气压力数据来说明进气信号异常,还写出了燃油修正系数与进气压力之间的关系表,与作者商榷,表2的严谨性如何?是否有理论依据或实验数据来支撑?建议在做此结论之前,应说明引用理论的依据,如果是自己总结的经验,应以经验数据进行说明备注。


第二点,作者对故障原因的分析结论是不正确的,请看作者写的这段话“更换空气滤芯后,该车故障被彻底排除,由于使用假冒伪劣滤芯,在滤芯脏污堵塞后导致进气量严重不足、混合气过稀、加速不良、故障灯报警”。虽然故障车所有数据都指向混合气稀,但作者却简单的将空气滤清器堵塞与混合气稀划了等号。


虽然作者最后对燃油修正系数进行了解释,但我认为并没有真正搞懂燃油修正系数与进气量之间的关系。我们对作者提供的数据简单做个对比,问题滤清器:转速899r/min,进气量3.34mg/s,喷油量2.81ms;正常滤清器:转速795r/min,进气量3.57mg/s,喷油量2.68ms。排除喷油器堵塞的原因,引起喷油器喷油脉宽不同是单位时间进气量的数据不同所致,脏堵的滤清器,单位时间进气量小,电脑就会减少喷油量。但空气滤清器发生堵塞的极大可能是不均匀堵塞,这次遇到的可能是空气流量计检测部位堵塞严重,这种可能性是最大的,因为空气导流的问题,在空气流量计部位容易产生更大的吸力,这个部位发生堵塞的概率更高。但其他部位呢?有可能堵塞严重,也有可能堵塞不严重,这样,电脑就无法按照空气流量计的信号精确的检测计算进气量了。


按照理论上的情况,如果滤清器各部分堵塞情况一致,空气流量计检测的进气量数据与实际进气量一致,那么就会出现喷油量与进气量相匹配的情况。虽然发动机功率会严重下降,但燃油修正系数绝对不会呈现正值,这是因为,当实际进气量与检测进气量一致时,电脑按照节气门开度信号进行的修正系数,会适当增加喷油量,最终的结果就会变成喷油量大于实际的进气量,短期及长期燃油修正系数就要向减少喷油量变化,就会恰恰与作者的说法相反。如果发生这种情况,作者又该如何解释呢?


干净与脏的滤清器,进气量数据相差较大,很容易得出滤清器堵塞的结论,但前提是要发现滤清器堵塞的故障,作者这一点是值得表扬的。


为了说明问题,我们继续对2 000r/min的进气量与喷油量进行分析,以堵塞时的进气流量是6.14mg/s,此时喷油量实际是3.04ms。但当我们把短期及长期燃油修正系数代入后,即:实际喷油量=电脑根据进气量计算喷油量×(短期燃油修正系数+长期燃油修正系数)。你会发现,此时的喷油量降到了1.89ms(3.04ms除以1.607),如果按照作者前面说的“滤芯脏污堵塞后导致进气量严重不足、混合气过稀”,就无法解释了。


本案例实际情况是电脑检测到的进气量信号不正确,小于实际进气量,按照进气量计算的喷油量导致混合气过稀,电脑启动燃油补偿,直至增加到60.9%,其原因也是空气滤清器堵塞的部位与程度的原因所致,这是本例故障原因的分析结论。


关于燃油修正系数与进气量之间关系,感兴趣的读者朋友们可以阅读我以前发表的文章,我通过对电控汽油发动机数据流分析,介绍了燃油修正系数与进气量之间的关系。

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