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丰田4S-FE发动机动力不足、运转不稳、油耗大
来源:汽车维修  作者:佚名  2018-04-20 08:31:05

    一台丰田4S-FE发动机,有一段时间开始出现动力不足、运转不稳、油耗大、易熄火的故障,有时排气管冒黑烟,进气管回火,虽然还能凑合使用,但检测不出故障原因。直至某天熄火后,再也无法启动。检查各缸跳火情况,正常,拆卸火花塞检查,发现裙部发黑,沾满汽油。将火花塞清洁擦干,检测正常,装回启动,有着火的迹象,就是无法启动,、最后火花塞淹死。如此反复试车,有时轰鸣几声后再无反应。观察故障指示灯,没有点亮。利用解码仪检测数据流,没有发现异常数据。

    故障分析:
    发动机要能顺利启动,必须满足以下条件:
    1.良好的混合气。
    2.强烈的火花。
    3.足够的气缸压力。
    4.正确的点火、配气正时。
    既然已经发现火花塞淹死的现象,先从这里入手排查,这涉及到混合气的控制。火花塞经常淹死,意味着混合气过浓导致没有燃烧,或混合气正常但不燃烧。原因可能是喷油量过多,或进气量过少,也可能是火花塞不点火,不正时,对于这种D型发动机,进气量是由进气压力传感器检测,所以进气量的因素影响不大。
    造成喷油量过多的原因有:
    1.燃油压力过高。
    2.喷油器泄漏、雾化不良。
    3.进气压力传感器线路或本身故障。
    4.节气门位置传感器线路或本身故障。
    5.水温传感器、气温传感器线路或本身故障。
    6.ECU线路或本身故障。
    7. STA信号常电。
    8.冷启动喷油器线路或本身故障。
    造成火花塞不点火及不正时的原因有:
    1.火花塞积碳、间隙过大或损坏。
    2.高压线路电阻过大、漏电等。
    3.低压线路接触不良。
    4.点火器线路或本身故障。
    5.蓄电池电压过低。
    7.转速传感器线路或本身故障。
    8.ECU线路或本身故障。
    9.机械方面问题。
    经过仔细对比,逐项排查,没有发现以上的故障。再检查其它部位,各缸火花塞火花强烈,气缸压力都在10kg/ cm2以上,点火、配气正时准确无误。利用另外一台正常工作的ECU,替代后故障依旧。翻来覆去查不出故障原因,维修只好停止。
    按理说,以往故障所有的可能因素,都已经排查了,故障的排除是顺理成章的事情,但这次遇到的情况非同一般,说明还有其他的故障可能性,仔细研究解决,有可能从中发现规律性的东西。
    利用ECU本身的自诊断功能来发现线索,但故障指示灯不亮,没有故障码储存,检测数据流,重点观察启动时的喷油脉冲,都在正常范围内。
    看来必须回过头来,从发动机控制原理这个最基本也是最重要的因素出发,研究分析故障的成因,寻找解决的方法。
      电控发动机的主要控制原理:发动机以ECU为控制中心,以空气流量和发动机转速为控制基础,以喷油器、点火控制器、怠速控制阀为主要控制对象,以保证发动机各种工况获得最佳的空燃比和点火正时,从而获得良好的发动机性能,动力性、经济性、污染排放达到最佳状态。
    丰田4S-FE发动机,其ECU在控制方面属于比较初级的一种,结构简单,程序简化,易于实现但精度不高,发动机转速不稳定时控制精度更差。这是因为,发动机在基本喷油控制、基本点火控制两大最重要的控制方面,ECU仅仅利用G信号(气缸上止点信号)及PIM信号(进气压力传感器信号)来控制,而不是由G信号和NE信号(曲轴位置及转速信号)、PIM信号联合控制,喷油量、喷油正时及点火正时控制精度较差。G信号只在每个气缸工作间隔角度产生,不连续,信号转子只有4个齿,发动机每个工作循环(曲轴转动两圈、凸轮轴转动一圈)只产生4个G信号,既为ECU提供每缸活塞上止点信号,也供ECU估算曲轴的转速,相当于NE信号。
      因此,每个G信号控制一个缸的喷油和点火,4个G信号即可控制4各缸的喷油和点火。各缸G信号每一次出现后,ECU就控制该缸进行一次喷油和一次点火。也就是说,喷油频率、点火频率和G信号出现的频率一致。
    既然PIM信号正常,那么G信号出现问题,也可能引起喷油出现问题。但同样也能引起点火方面的问题,现在点火没有异常,这又证明G信号没有问题,分析结论跟故障表现互相矛盾。
      因为提供G信号及NE信号的曲轴位置及转速传感器,安装在分电器里面,进行检查的时候,没有发现外观及机械上的问题;但笔者注意到这台发动机的分电器和其它4S-FE发动机的分电器明显不同,显得要高一些。对比发现,这台发动机分电器里面装有2个信号转子,上下安装在分电器转轴上,上面的转子为4个齿,下面的转子则有24个齿(如图1所示)。而其它同类型发动机的分电器里只有1个信号转子,为4个齿。经过了解,原来这台发动机为早期老款的发动机,后面的则为相对新款的。这和故障的发生有没有关系?

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