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第1.5节 凯美瑞240G发动机结构及特点
凯美瑞240G车型使用的是编号为2AZ-FE四缸全铝发动机(如图1-11所示),发动机采用了每缸四气门设计,压缩比9.8:1,在双顶置凸轮轴和VVT-i技术的驱动下可获得123马力/6000转的最大功率,224牛米/4000转的最大扭矩,最高时速202公里/时,0至100公里/时加速时间为9.3秒,在目前国产同级别车型中这样的数字已属于较高的水平。可能是节约成本的缘故,凯美瑞的发动机并没有发动机罩,因此发动机舱比较零乱,但从动力上来说,对于日常使用发动机的动力完全够用,即使打开空调,发动机也有足够的动力储备。低速行驶时,发动机的噪音并不明显,是那种沙沙的声音,听起来有些悦耳,在高速时车内噪音以风噪为主,但车内人员还可以正常交谈,音响也无需提高音量。由于中庸的定位,因此凯美瑞的油门反应并不像雅阁那么灵敏,发动机的动力输出也没有那么激进,但把转速控制在2000转/分左右,缓慢加油车速飙升的也很明显,在市内起步、加速、超车不会输给同级对手。
图1-11 凯美瑞240G发动机
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第二章 发动机典型故障诊断与排除
第2.1节 发动机自动熄火故障的诊断与排除
一、发动机自动熄火的故障现象
故障现象: 发动机运转或汽车行驶过程中自动熄火,而再起动并没有多大困难的现象。
二、发动机自动熄火故障分析
进气管路真空泄漏;怠速调整不当、节气们体过脏、怠速系统控制不良等造成的怠速不稳;燃油压力不稳定,例如电动燃油泵电刷过度磨损或接触不良,或燃油泵滤网堵塞等;废气再循环阀门阻塞或底部泄漏;燃油泵电路、喷油器驱动电路等电路有接触不良等故障;燃油泵继电器、EFI继电器、点火继电器不良等;点火系工作不良。例如高压火弱,火花塞使用时间过久,点火正时不对,点火线圈接触不良或热态时存在匝路导致没有高压火花或高压火花弱,低压线路接触不良,绝缘胶损坏间歇搭铁等;节气门位置传感器不良;空气流量计或进气压力传感器有故障;冷却液温度传感器、氧传感器有故障;曲轴位置传感器有故障,如无转速信号(插头末插好、曲轴位置传感器信号线断、传感器定位螺钉松动、间隙失调、传感器损坏等);曲轴位置传感器信号齿圈断齿,会引起加速时熄火,曲轴位置传感器内电子元件温度稳定性能差,会导致信号不正常,会引发间歇性熄火故障;ECU有故障。
三、发动机自动熄火故障诊断步骤
先进行故障自诊断,检查有无故障码出现。如有,则按所显示的故障码查找故障原因。要特别注意会影响点火、喷油、怠速、配气相位变化的传感器和执行器(如发动机转速及曲轴位置传感器、凸轮轴位置传感器、冷却液温度传感器、节气门位置传感器、怠速控制阀等)有无故障。如发动机自动熄火发生在怠速工况,且熄火后可立即起动可按怠速不稳易熄火进行检查。采用故障模拟征兆法振动熔丝盒,各线束接头,看故障能否出现。然后进一步检查各线事业接头有无接触不良,各搭铁线有无搭救铁不良,目视检查线事业绝缘层有无损坏和间歇搭铁现象。采用故障模拟征兆法改变ECU、点火器等工作环境温度,重现故障,进而诊断故障原因。试更换点火线圈、火花塞等。在不断试车过程中,有多通道示波器同时监测发动机转速及曲轴位置传感器、空气流量计、电脑的5V参考电压等信号。如果在熄火前有喘振、加速不良的现象再慢慢熄火的话,故障可能发生在供油不畅上。可接上燃油压力表,最好能将压力表用透明胶固定于前挡风玻璃上,再试车确定。如存在熄
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火时油压力过低的现象,则应检查油箱、电动燃油泵、燃油滤清器、油压调节器及燃油泵控制电路。试车时接上专用诊断仪,读取故障出现前后的数据,进行对比分析,从而找出故障。按故障逐个检查排除。 四、发动机自动熄火故障诊断要点
在对电控系统引出的故障诊断时,千万不要忘记先进行基本检查。例如:在试图诊断电控单元控制的燃油喷射系统故障之前,一定要确保进气管路无泄漏,配气正时、点火正时。如果存在这些不良现象,发动机的抗负荷交变能力就差,在工作状况突变的情况下可能熄火,如加速熄火、制动熄火、开空调熄火、挂档熄火等。有些汽车的间歇性故障是难于诊断的,除非是检查汽车时正好显示故障。因此,当进行诊断测试时,故障症状不出现,故障就难以诊断。解决方法是放车到维修站,由技师驾车在可能出现出问题的状态下行驶,直到故障出现。这种方法就不凑巧了,因为这样故障短时间不出现,就得无休止地驾车。还在一种方法就是故障出现就打电话给维修站,这一方法对长时间熄火无法起动很受用。一般就来这种现象只会越来越严重,如一时无法确诊,也可待故障明显后再作检查。检查不定时的怠速熄火故障时,有时换火花塞是必要的。当怀疑空气流量计不良(如空气流量计热线过脏;内部电路连接焊点脱落、接触不良等)时,可用示波器检查空气流量计信号电压波形。当怀疑进气压力传感器不良时,应先检查传感器真空胶管,看是否破裂,弯折,是否有时漏气,有时不漏气,使进气压力传感器信号时而正常,时而不正常,造成发动机收加速踏板时熄火。还应检查对喷油量影响较大的传感器。冷却液温度传感器不仅对喷油量有影响,也对修正点火提前角的信号之一,应要重视。有时某些车型的氧传感器信号电压无变化,容易造成发动机加速时熄火。如果在较高速行驶中先出现加速不良而造成的熄火,要重点检查油路;如果较高速过程中突然熄火则重点检查电路方面,高压火花是否过弱是必要检查项目之一。突然熄火、间歇熄火还应该对控制点火的主要传感器发动机转速用曲轴位置传感器进行检查。故障模拟试验方法。在故障诊断中最困难的情形是有故障,但没有明显的故障征兆。在这种情况下必须进行彻底的故障分析,然后模拟与用户车辆出现故障时相同的条件和环境,进行就车诊断。这样有助于故障处理。
第2.2节 发动机加速不良故障的诊断与排除
一、发动机加速不良的故障现象
故障现象:踩下加速踏板后发动机转速不能马上升高,有迟滞现象,加速反应迟缓,或在加速过程中发动机转速有轻微的波动,或出现“回火”、“放炮”现象。 二、发动机加速不良的故障分析
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故障原因 原因主要是空燃比不当,点火性能和密封性能变差。主要原因有: (1)稀混合气(燃油压力低、喷油器、燃油滤清器、进气歧管真空泄漏等) (2)TPS、MAPS故障 (3)点火提前角不准确
(4)火花塞或高压线不良、高压火弱 (5)EGR系统工作不良 (6)排气管有堵塞现象 三、发动机加速不良的故障诊断步骤
故障诊断与排除
(1)自诊断,检查有无故障码,并注意观察动态数据流。 (2)检查点火正时。
(3)测量各缸高压线电阻并拆检各缸火花塞。
(4)检查进气系统是否漏气。用真空表测量并结合在进气歧管附近喷化清剂来检查。 (5)检查燃油压力。怠速和加速时均应符合要求。
(6)用示波器检查MAPS、TPS的输出电压波形,如有异常,应更换。
(7)拆卸、清洗喷油器,检查喷油器在加速工况下的喷油量,如有异常应更换喷油器。
(8)检查EGR系统的工作情况。 (9)检查排气管是否堵塞。
以上程序须全部检查完成,确保排除同时存在几个故障原因的故障。 四、发动机加速不良的故障诊断要点
1.发动机加速不良的常见原因分析
发动机加速不良通常是由于混合气过稀、过浓,点火系统故障,发动机机械系统故障等原因引起。
造成上述故障的具体原因有:燃油系统油压过高或过低,喷油器工作不良,传感器信号错误,点火高压低、能量小,点火正时不正确,气缸压缩压力低,排气管堵塞。
发动机加速不良一般有两种现象:一种是踩下加速踏板,发动机加速迟缓;另一种是踩下加速踏板,发动机转速不升反降。若果踩下加速踏板,进气量增加少,修正增加喷油量也少,或喷油器喷油量增加迟缓或量少,加速就迟缓;如果踩下加速踏板,进气量急剧增加,但由于传感器信号错误,喷油器喷油量不增加或增加量少,或高压火弱,就会使转速下降。
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若发动机在急速过程中,转速只是发生以下波动,而后马上可以加到高速,且能维持较长时间高速运转。这一般是在加速过程的瞬间出现断火现象,应重点检查点火系统。
若踩下加速踏板,转速不升反降且有熄火征兆,很难加速到高速。这一般为混合气过稀或高压火弱,当然也可能是排气管堵塞,其中前者最为常见。此时可在进气系统合适位置(若空滤器、节气门、真空管等处),一边喷点化清剂,一边迅速开启节气门,若此时转速可迅速提高则说明混合气稀(此时可从燃油压力低和导致喷油量少的可能原因着手)。若提高转速易熄火,且有时进气管回火,有时排气管放炮,则很可能是高压火弱或断火(怠速时运转平稳)。
2.进气管回火的分析
进气管回火:混合气在进气歧管内燃烧,燃气从进气口喷出的一种故障现象。原因较多,一般在供给系,点火系和机械系统等。
(1)供油系统。主要是由燃油供应不足,混合气过稀引起。
(2)点火系统。主要是由于点火过晚或火花能量低,使燃烧速度变慢。其伴随的现象有:加速时转速提高缓慢,急加速时回火现象明显,有时缓加速也有回火现象,同时排气管排气声发闷,发动机温度偏高。
若发动机空转时工作正常,急加速或急减速时有时回火;高速行驶时有不规则的回火现象;在不平路面行驶回火频繁,则可能是点火系统某些部位或部件出现搭铁不良。
对于同时点火的(G4GB),造成急加速回火的另一重要原因是火花塞工作不良。应注意重点检查。
(3)机械故障。若发动机低速运转时进气管回火,排气管有“突突”声,转速提高后症状减轻,此时应检查气缸压力。可能是进气密封不严,在高速时相对漏气率下降,回火相对在低速明显,高速时减轻。
如果发动机工作时,连续有节奏地出现回火,同时动力下降。某缸断火后回火现象消失,则多是由于排气门无法开启或开度过小,导致废气不能完全排除。
躲过发动机工作时,进气管连续回火,低速时更明显,相邻两缸中某缸断火,回火现象消失,则可能是因为相邻两缸之间的汽缸垫烧穿。可用断缸法查找。
(4)如PCM工作不良或元件及线路有故障,也会导致混合气过稀少,使进气管回火。 3.燃油压力的检测 (1)系统油压的检查
①拆卸后座椅椅垫,打开维修盖;
②如图2-1,分离燃油泵连接器A,随后起动发动机并等待,直至管路内燃油被耗尽为
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