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丰田卡罗拉1ZR-FE发动机复合型故障诊断

作者:汽车维修技师 2022-07-19 收藏成功收藏本文

一辆行驶里程约9万km的2014年丰田卡罗拉。故障现象有:发动机怠速工况不稳,发动机喘震,怠速时3-5min会白动熄火,发动机故障灯起。

检修描述:一辆行驶里程约9万km、装备1ZR-FE发动机的2014年丰田卡罗拉轿车。故障现象有以下情况:发动机怠速工况不稳,发动机喘震,怠速时3-5min会白动熄火,发动机故障灯起。

故障检测:首先判断引起该类故障的常见原因,①混合气浓度;②火花塞故障;③主控传感器信号故障。

根据初步判断,使用诊断仪进行故障码读取,故障码及内容如图1所示,故障码3种状态均存在,故可以肯定此故障码为硬性故障码。

丰田卡罗拉1ZR-FE发动机复合型故障诊断1

接着读取其相关数据流,发现进气温度显示为-41℃,数据流与故障内容相吻合,依据其ECM内部电路结构,对于热敏电阻型的温度传感器,高输入意味着线路存在断路,如图2所示。短期燃油修正值-6.25%(正常值为-8.6%至-5.2%),属于正常,-41℃对短期修正值影响不大。此时发动机怠速正常,但存在不稳的感觉。

丰田卡罗拉1ZR-FE发动机复合型故障诊断2

随着发动机温度不断升高,当转速跌至580r/min时,发动机自动熄火,读取数据流如图3所示。测试时也发现除之前出现的进气温度传感器信号呈故障状态外,其他几个数据出现了不同程度的偏离。

丰田卡罗拉1ZR-FE发动机复合型故障诊断3

1.MAF检测空气进入量达到了214.71gm/s,怠速工况下,此值是正常值的100倍(蓝色框);

2.发动机转速在580-800r/min之间不断跳动(红色框);

3.短期燃油修正值及长期修正值都接近临界值(黑色框);

4.A/F(空燃比)信号则为1.23、提示混合气过稀,对应短期修正值,不断增加喷油量(黄色框)。

再次读取故障码时,增加了“P0103质量空气流量电路高”故障码,而此故障码提示为空气流量短路或者断路。依照两个故障码的提示,对本体进行检查。检查进气温度传感器热敏电阻为1.84kΩ,如图4所示,属于正常。

丰田卡罗拉1ZR-FE发动机复合型故障诊断4

MAF检测电路属于整体电路,故考虑准备整体换试。同时依据故障码提示,怀疑MAF与ECM之间存在断路故障,于是对MAF插头B2 -L的5条线进行通断性及对地导通性检测,各项数值正常。

装复后,着车,一边观察数据流一边观察车辆状况,当用手无意问触摸到MAF B2插头时,发动机突然自动熄火了,距离着车才十几秒。此次人为动作导致熄火给整个诊断提供一个重要指引,会不会是哪里接触不良导致发动机怠速不稳且自动熄火呢?怠速工况214.71gm/s的空气进入量明显一是不合理的。因为正常怠速2.6-3g/s的空气进入量,若空气流量为0.0gm/s时,表明VG(信号线)电路断路或短路;若检测值为270.71gm/s或更多时,表明E2G(搭铁线)电路存在断路。那么目前214.71 gm/s又说明什么呢?通过查阅维修手册,1-270.71gm/s的,此数据在固有的诊断流程中被划分为间歇性故障,所以才会出现接触B2插头怠速自动熄火的一幕。

考虑到间歇性故障较难诊断,对其进行换件试车是最直接有效的办法。更换一个运作正常的MAF后,同时用手进行模拟拨动B2插头,发动机运转正常,数据流均处于正常范围,如图5所示。

丰田卡罗拉1ZR-FE发动机复合型故障诊断5

随后清除故障码,再读取故障码,MAF故障码P0103已经消除,但是P0113故障码依然存在。清除不了P0113故障码,这只是说明B2插头内部的1号、2号针孔与进气温度传感器的(THA、E2)两针脚之间连接处存在故障,而且故障码P0103在发动机怠速正常时的一段时间内也没有出现,这只说明了B2插头中的3号、4号、5号与置换的MAF中的+B、E2G、VG之间的连接没有问题,但不能够说明原车MAF没有问题,因为在未进行换件之前,出现了P0103,如图6所示。

丰田卡罗拉1ZR-FE发动机复合型故障诊断6

随着发动机抖动熄火,气缸失火次数的数据流也随之出现。气缸失火也有可能是上述两个故障出现后的衍生产物,于是将4个火花塞全部拆下来检查,发现4个火花塞均沾满了积炭及机油,还能闻到“生油”(未完全燃烧的混合气)味。损坏最严重就是4缸火花塞,中心电极处已经松动,影响了点火。如图7所示,左边为故障火花塞,右边为比对车辆的火花塞。

丰田卡罗拉1ZR-FE发动机复合型故障诊断7

至此,故障点已经初步明确,先更换B2插头及4个气缸的火花塞,着车后读取故障码,P0113没有出现,但P0103却出现了,此时发动机怠速工况不稳,但情况较之前有所改善。

故障排除:更换全新MAF,故障彻底排除。

维修小结:MAF B2插头内部1号、2号与进气温度传感器本体之问线路断路,最先表现出来的是故障灯点亮,但此故障与怠速自动熄火不吻合,因进气温度传感器的信号主要是修正功能,并不起到主控作用。随着诊断的深入,MAF信号在检测及传输的过程中也出现了问题,导致发动机在控制出现了混乱,数据也出现了不同程度的偏离。MAF信号的偏离造成了缸内棍合气比例失调,最后也导致丁气缸失火的故障现象。此次维修作业持续的时间较长,主要是观察和数据比对。认真阅读维修手册内容,理解电控发动机诊断机理对于诊断故障是非常有好处的。

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