豐田佳美24型發(fā)動機(jī)故障分析

使用情況車輛類型：豐田佳美2.4，發(fā)動機(jī)類型：2az（四向獨(dú)立燃燒），行駛距離6.5萬公里，消耗2年多。使用情況:在城市路況使用,每天行駛100km左右。最近一個星期經(jīng)常無規(guī)律性發(fā)動機(jī)故障燈亮,燈亮?xí)r發(fā)動機(jī)抖動,好像缺缸,嚴(yán)重時發(fā)動機(jī)會熄火。重新啟動后又一切正常。點(diǎn)火制約因素?fù)?jù)客戶講在其他4S店修理時調(diào)的DTC(故障代碼的簡稱)為P0352,2缸點(diǎn)火線圈初級/次級電路,P0353,三缸點(diǎn)火線圈初級/次級電路。于是將2、3缸更換了2個新的點(diǎn)火線圈。第二天故障重現(xiàn),換了另一家4S店修,將剩下的1、4缸點(diǎn)火線圈與另一輛正常車對換,故障仍舊發(fā)生。筆者接車后試車一切正常。用豐田專用檢測儀IT-II調(diào)DTC。當(dāng)前無DTC,只有歷史DTC為P0351,P0352,P0353,P0354,1～4缸點(diǎn)火線圈初級/次級電路(當(dāng)發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時,電腦發(fā)出點(diǎn)火信號IGT后未能收到點(diǎn)火反饋信號IGF時設(shè)置該DTC)。查看定格數(shù)據(jù)(設(shè)置DTC時儲存的數(shù)據(jù)流)EngineSPD700r/min,VehicleSPD0,CoolantTemp90℃,說明故障是在熱車停車怠速時發(fā)生的。經(jīng)長時間怠速試車未出現(xiàn)故障。于是外出試車,1小時后故障又再現(xiàn),發(fā)動機(jī)故障燈亮,同時有兩個缸一直不工作,馬上調(diào)DTC為P0351、P0353,1、3缸點(diǎn)火線圈初級/次級電路,重新啟動后又一切正常。查看定格數(shù)據(jù)EngineSPD2875r/min,VehicleSPD91km/h,CoolantTemp84℃,CALCLond14.6%,StopLinghtSWON,說明故障是在減速制動時發(fā)生。現(xiàn)在故障碼有時是四個缸的點(diǎn)火線圈初線/次級電路,有時是二個缸的點(diǎn)火線圈初線/次級電路。筆者認(rèn)為不會四個點(diǎn)火線圈同時發(fā)生故障,客戶也講在其他4S店換過點(diǎn)火線圈。接下來就可能是線路故障或發(fā)動機(jī)電腦故障。由于有時只有二個缸的故障碼。根據(jù)線路圖(圖1)分析四個點(diǎn)火線圈共用一根正極線,一根負(fù)極線和一根IGF(點(diǎn)火反饋信號)線,如果出故障就會同時有四個缸的故障碼。因?yàn)橛袝r有四個缸的故障碼,四根IGT(點(diǎn)火控制信號)線同時出故障的可能性幾乎沒有。最大的可能性是發(fā)動機(jī)電腦故障。為保險(xiǎn)起見,我又拆開發(fā)動機(jī)線束檢查了點(diǎn)火線圈正極線、負(fù)極線和IGF線在線路中的匯合點(diǎn),每根線束的通斷和插頭的連接,未發(fā)現(xiàn)故障。重新按定格數(shù)據(jù)中的情況試車,試了一天也未試出故障。懷疑線路中的插頭針腳接觸不好導(dǎo)致故障產(chǎn)生,在檢查發(fā)動機(jī)線路時幾次拆裝又能正常接觸,無意間把故障給排除了。第二天準(zhǔn)備交車前偶然間加一次大油門,發(fā)現(xiàn)故障又出現(xiàn)了,調(diào)DTC為P0351,P0354,1、4缸不工作不敢熄火,馬上測量1、4缸的點(diǎn)火線圈電源線,搭鐵線間的電壓,IGF,IGT的波形,一切正常。拔出1、4缸點(diǎn)火線圈插入火花塞,電火花工作正常。這說明電腦已給出1、4缸點(diǎn)火線圈IGT信號,且收到IGF信號。熄火后檢查汽缸壓力一切正常,但為什么1、4缸不工作?根據(jù)汽油機(jī)工作的三要素:良好的點(diǎn)火、適合的混合汽、正常的汽缸壓力,難道是不噴油?重新啟動后又一切正常?；叵雱偛偶哟笥烷T出現(xiàn)故障,于是將發(fā)動機(jī)提速到4000r/min以上故障又再出現(xiàn),還是P0351,P0354,1、4缸不工作。馬上檢查噴油脈沖,發(fā)現(xiàn)1、4缸沒有噴油脈沖。為了排除線路故障又到電腦插頭處進(jìn)行測量1、4缸噴油波形。懷疑是進(jìn)入故障保護(hù)模式(電腦設(shè)置點(diǎn)火系統(tǒng)DTC后為保護(hù)排放系統(tǒng)停止噴油),清除DTC后仍無噴油脈沖。由此筆者判斷為發(fā)動機(jī)ECU故障,且將不噴油故障誤報(bào)為點(diǎn)火系統(tǒng)故障。那么點(diǎn)火系統(tǒng)有沒有故障呢?重新啟動,發(fā)動機(jī)工作正常時,將1、4缸點(diǎn)火線圈插頭撥掉,發(fā)動了許久發(fā)動機(jī)ECU也未記錄DTC,也未點(diǎn)亮故障燈。而正常的佳美車點(diǎn)火線圈插頭撥掉1s就記錄DTC并點(diǎn)亮故障燈。于是更換了發(fā)動機(jī)ECU。啟動后將發(fā)動機(jī)提速到4000r/min以上時故障又再出現(xiàn),還是1、4缸不工作,調(diào)DTC還是原來兩個故障碼。將1、4缸點(diǎn)火線圈插頭撥掉,發(fā)動了許久發(fā)動機(jī)ECU也未記錄DTC,也未點(diǎn)亮故障燈。新的電腦為什么不能檢測故障呢?難道是電腦的工作電壓不穩(wěn)定導(dǎo)致?在發(fā)動機(jī)保持4000r/min以上的狀態(tài)下測量了電腦的所有電源線和搭鐵線,一切正常。新的電腦為什么不能檢測故障呢?我不停的問自己這個問題,唯一的解釋就是發(fā)動機(jī)電腦已收到1、4缸的IGF信號?？墒莾蓚€缸點(diǎn)火線圈插頭已撥掉了,難到是2、3缸點(diǎn)火線圈發(fā)出了假的IGF信號“欺騙”了發(fā)動機(jī)電腦?拔掉四個缸的點(diǎn)火線圈插頭,一打啟動馬達(dá),馬上出現(xiàn)DTCP0351,P0352,P0353,P0354,四個缸點(diǎn)火線圈初級/次級電路。單插入3缸的點(diǎn)火線圈插頭,打啟動馬達(dá)就只剩下DTCP0352,2缸點(diǎn)火線圈初級/次級電路。點(diǎn)火系統(tǒng)故障從中筆者學(xué)到了三條經(jīng)驗(yàn)。2.當(dāng)出現(xiàn)間歇性故障時,可對故障碼所指部件人為制造故障來驗(yàn)證系統(tǒng)的故障碼診斷功能是否正常,從而快速發(fā)現(xiàn)故障。案例中如果早點(diǎn)撥掉點(diǎn)火線圈插頭發(fā)現(xiàn)電腦不報(bào)DTC,就可更快地排除故障。3.當(dāng)電控系統(tǒng)檢測到故障進(jìn)入故障保護(hù)模式時,有時清除DTC并不能結(jié)束故障保護(hù)模式,需要關(guān)閉點(diǎn)火開關(guān)后才能結(jié)束故障保護(hù)模式。本車修理中發(fā)現(xiàn)不噴油時也懷疑是因點(diǎn)火系統(tǒng)DTC進(jìn)入故障保護(hù)模式,清除DTC后仍無噴油脈沖。由此判斷為發(fā)動機(jī)ECU故障將不噴油故障誤報(bào)為點(diǎn)火系統(tǒng)故障。其實(shí)發(fā)動機(jī)電腦并無故障,只要關(guān)閉點(diǎn)火開關(guān)重新啟動就恢復(fù)正常。故障代碼不是針對失火的檢測,而是點(diǎn)火控制電路的。關(guān)于失火的故障,原因有很多,點(diǎn)火、噴油、包括機(jī)械系統(tǒng)發(fā)生故障等等。而本故障的機(jī)理,是電腦根據(jù)IGF點(diǎn)火反饋信號,對點(diǎn)火電路進(jìn)行的檢測,在修理書的最后一項(xiàng)排除步驟中,寫的是更換點(diǎn)火線圈,而不是ECU。當(dāng)我們看到書中提到的檢測項(xiàng)目內(nèi)容后,就應(yīng)該意識到對噴油器電路檢測是多余的。在拔下1、4缸點(diǎn)火線圈插頭后,為什么不再次對點(diǎn)火電路進(jìn)行測試而武斷的認(rèn)為是ECU故障?雖然存在上述一些問題,但看的出作者在維修該車時,還是下了一番工夫的,能夠發(fā)現(xiàn)別人沒有發(fā)現(xiàn)的問題,并且作出了經(jīng)驗(yàn)總結(jié),值得表揚(yáng)、肯定?？磥硎?缸點(diǎn)火線圈同時發(fā)出3個IGF信號給電腦,導(dǎo)致1、4缸點(diǎn)火線圈插頭撥掉后發(fā)動機(jī)電腦仍不能檢測到故障。于是將3缸點(diǎn)火線圈更換掉,發(fā)動機(jī)加速到5000r/min以上,一切正常。故障的真正原因是3缸點(diǎn)火線圈的IGF信號錯亂,在低轉(zhuǎn)速時頻率和時間與1、4缸相重,發(fā)動機(jī)電腦未發(fā)現(xiàn)異常,加速到4000r/min以上后,頻率相互間產(chǎn)生干擾,于是就隨機(jī)產(chǎn)生點(diǎn)火線圈初級/次級電路DTC。仔細(xì)查看更換下來的3缸點(diǎn)火線圈,發(fā)現(xiàn)外形與正廠零件稍有不同,可能客戶在外面更換的不是正牌豐田零件。1.在排除間歇性故障時,不能一味地按定格數(shù)據(jù)中的狀態(tài)試車,大負(fù)荷高轉(zhuǎn)速狀態(tài)對車輛要求很高也許能很快試出故障。這輛車其實(shí)每次轉(zhuǎn)速超過4200r/min就會出現(xiàn)故障,只是客戶在使用中很少出現(xiàn)這種狀態(tài)。我們試車時也未試到這么高轉(zhuǎn)速,浪費(fèi)了許多寶貴時間。點(diǎn)火系統(tǒng)故障看過整篇文章,排除過程一波三折,花費(fèi)了很多的人力、物力,非常簡單的一例故障,為什么排除起來這么難呢?作者詳細(xì)地描述了故障排除的整個過程,包括該車在另外的4S站進(jìn)行過的作業(yè),看到這里,我心存疑問,所有維修過該車的維修站人員,都嚴(yán)格按照修理手冊作業(yè)了嗎?首先,讓我們來看看原廠關(guān)于該點(diǎn)火器電路的定義。電路簡介:采用了直接點(diǎn)火系統(tǒng)(DIS)。取消分電器以后,DIS提高了點(diǎn)火正時精度,減少了高電壓損失,加強(qiáng)了點(diǎn)火系統(tǒng)的整體穩(wěn)定性。DIS是一個汽缸配備一個線圈的單缸點(diǎn)火系統(tǒng)。在單缸點(diǎn)火系統(tǒng)里,點(diǎn)火線圈是與次級繞組的尾部帽連的。在次級繞組里產(chǎn)生的高電壓是直接送到火花塞的?；鸹ㄈ幕鸹◤碾姌O中心輸送到接地電極中心。ECM決定了點(diǎn)火時刻以及每缸的輸出點(diǎn)火信號(IGT)?；贗GT信號,晶體三極管切斷通往點(diǎn)火線圈中的基本線圈的電流。同時,點(diǎn)火器也發(fā)送一個點(diǎn)火確認(rèn)信號(IGF)作為一個非安全測量值輸送給ECM。應(yīng)該說上文中已經(jīng)將故障機(jī)理講得非常清楚了,但為什么,還要因?yàn)閲娪推鞯牟ㄐ巍皺z測異?！?而認(rèn)為ECU將噴油器故障判定為點(diǎn)火系統(tǒng)故障呢,從而判定是ECU故障呢?另外,作者列舉使用示波器檢查了噴油器的波形。閱讀到此,筆者禁不住要問一句,既然能夠用示波器檢測噴油器波形,為什么不在故障出現(xiàn)時,檢測最應(yīng)該檢測的點(diǎn)火系統(tǒng)IGT及IGF波形呢?這令人費(fèi)解。針對這種部