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1、 第十章 发动机故障分析排除 第一节 发动机故障检查分析方法 1UZ FE 发动机所产生的故障，在外部表现上与化油器式发动机的故障基本相同，其故障分析的基本思路也相似，每个系统的检查都是按以下三个要素进行：(1)高气缸压缩压力；(2)正确的点火正时和强大的火花；(3)良好的空气燃油混合气。要特别记住，EFI(电子控制汽油喷射)系统的故障率是比较低的，必须确定故障原因是否真正出在 EFI 系统。首先要查明故障是否出在影响压缩压力的起动系统或发动机本身；或是出在影响正确点火正时和火花强度的点火装置(火花塞、高压线、点火线圈、分电器、点火器)上。然后对控制空气燃油混合气的 EFI 系统进行检查。检查
2、起动系统、发动机或点火系统的方法，与检查化油器式发动机基本相同。而 EFI系统的检查方法，则不同于化油器的检查。图 101 列出了 ECU控制系统的故障分析排除的基本程序；图 102 是利用万用表和丰田电脑控制系统(TCCS)检测器进行故障分析排除的程序。为了迅速地查找故障源，首先必须了解故障出现时的情形、条件、如何发生以及是否已检修过等与故障有关的情况和信息。为此，必须认真听取客户对故障现象的描述。尽管客户的描述可能有误或不全面，也可能是自相矛盾的，但它常常有可能把握住问题的关键。最好的做法是：在听取客户的初步意见之后，思索下，进行初步诊断检查是否有故障代码，随后询问些有关的问题，并根据以往
3、的经验来帮助确定或否定初步诊断的结论，同时，认真填写“发动机控制系统客户所述故障检查分析表”(如表 101 所示)，便于以后检查分析时参考。在检查诊断代码时，如果不能确认故障代码，在基本检查中也不能确认故障原因，则应按表 102 中的数字顺序进行故障分析排除。表 102 中标有*号的电路可用丰田电脑控制系统(TCCS)检测器进行检查。*可用丰田手持式检测器或分接盒进行诊断 图 101 ECU 控制系统故障诊断程序图：可用 TCCS检测器进行诊断的步骤 图 102 用万用表和丰田电脑控制系统(TCCS)检测器进行故障诊断程序图 表 101 发动机控制系统客户所述故障检查分析表 检 查 员 姓 名
4、：_ 第二节 配线和连接器故障的检查方法 配线或连接器故障不外乎开路或短路。开路：这可能是配线脱开、连接器接触不良、连接器端子拔出等造成的 图 103 连接器故障示意图 备注：导线在中间折断是很罕见的。大多在连接器处脱开。尤其应仔细检查传感器和执行器的连接器。连接器端子生锈、端子间夹有异物、连接器插头和插座之间接触压力下降等，都有可能造成接触不良。只需将连接器拔出后再插上次，便可改变其连接状况，可能使其恢复正常接触。所以在故障排除分析时，如果检查配线和连接器时未发现不正常，但故障却在检查后消失，则可认为故障原因在配线或连接器。短路：这可能是由于配线与车身接地之间短路，或开关内部短路等造成的。备
5、注：配线和车身接地之间短路时。应彻底检查配线是否卡在车身内、夹紧方式是否正确 1检查导通(检查开路)(1)脱开 ECU 侧和传感器侧的连接器。(2)测量连接器各适用端子间的电阻。电阻：不大于1 欧姆 备注：上下、左右轻轻晃动配线，同时测量电阻。将表笔插入连接器时，应从其背面插入。对于不能从背面插入的防水连接器，插人测试器表笔时小心不要使端子弯曲。2检查电阻(检查短路)(1)脱开两端的连接器。(2)测量连接器各适用端子与车身地线之间的电阻。两端的连接器都要检查。电阻：不低于1 兆欧 备注：上下、左右轻轻晃动配线，同时测量电阻。3目测检查及检查接触压力 (1)脱开两端的连接器。(2)检查连接器各端
6、子有无锈蚀或夹有异物等。(3)检查端子卷边部分有无松动或损坏，然后检查端子在锁紧位置是否牢固。备注：轻轻拉动时端子不应脱出。(4)准备个测试插头端子，并将它插入插座，然后拉出。备注：如测试端子比从其他插孔 更 易 拔出，则可证明该插孔接触不良。第三节 发动机故障诊断排除实例 一、实例一 故障现象：发动机怠速发抖。故障检查：拆下 8 个火花塞，发现左侧气缸火花塞发黑，更换左侧气缸火花塞，装复后试车，故障仍然存在。把高压线从火花塞上提起约 10 mm，发现左侧气缸跳火的“叭、叭”声不均匀，因此怀疑分电器有问题。拆下左侧分电器，发现分电器壳和转子安装螺栓上有跳火痕迹，证明分电器有漏电现象。故障排除：
7、更换左侧分电器，故障排除。故障分析：因左侧分电器漏电，造成火花塞点火不良，左侧气缸工作不均匀，使发动机怠速发抖。二、实例二 故障现象：发动机怠速发抖。故障检查：拆下火花塞检查，电极及瓷芯呈浅棕色，说明点火系统正常，发动机各气 正时和强大的火花良好空气燃油空混合要特别记特住电子控制汽喷射系统故住电子别记障率是比正时和的火花良好燃子较低强必须确燃定比原因比度点住装置和空塞高压压线圈强住电分器上然确后对进行检住查起动发析排除压基本程序电好利用万表丰田正脑测为了迅电速地找正源?合正利用?起空油?正?合?油?分统缸工：作基本正常。拆下喷油器做喷油量测试，发现在相同时间内第 1 缸和第 4 缸喷油量明显少
8、。故障排除：更换第 1 缸和第 4 缸喷油器，故障现象消失。故障分析：因部分喷油器阻塞，喷油量减少，造成气缸工作不均匀，引起发动机怠速发抖。三、实例三 故障现象：发动机发抖。故障检查：人坐在车内，明显感觉到车内有发动机发抖引起的振动现象。检查火花塞、喷油器、气缸压缩压力，都正常。再进一步检查，当发动机急加速或急减速时，发抖更加明显，因此怀疑发动机安装支架有问题。故障排除：更换发动机安装支架，故障现象消失。故障分析：发动机安装支架有减振和隔振作用，当其失效时，会引起发动机抖动。其抖动传人车箱内并有明显感觉。四、实例四 故障现象：发动机冷车运转正常，热车严重发抖。故障检查：在发动机热车发抖时，立即
9、拔下高压线做跳火试验，发现右侧气缸无火花。用手触摸右点火器，有烫手的感觉，迅速冷却点火器后进行跳火试验，有高压火花产生。故障排除：更换右点火器，故障现象消失。故障分析：检查结果显示故障出在点火器。热车右列气缸无火花，点火器冷却后又有火花，其原因在于控制点火线圈初级通断的功率晶体管热稳定性差，发动机热车后，造成(晶体)结热穿透，初级电路不能断开，导致右列气缸不做功。由于晶体管装在点火器内，故点火器冷却(无须发动机整体冷却)后，晶体管性能恢复，发动机运转恢复正常。参考 IUZFE发动机是 8 缸电控多点喷射发动机，发动机各气缸工作均匀，怠速相当平稳。对化油器式发动机来讲，怠速有少许抖动是属正常现象
10、，但这对 1UZ FE发动机来讲就算是不正常现象。发动机怠速发抖的实质是发动机各气缸工作不均匀。引起各气缸工作不均匀的原因有点火、喷油和气缸压缩压力以及燃烧不稳定等。检查怠速发抖的原因要遵循先简后繁的原则，首先检查点火系统，包括火花塞、高压线、分电器、高压线圈、点火器。然后检查喷油系统，包括喷油压力和喷油器喷油量。最后检查气缸压缩压力。如果喷油压力低，进气系统真空泄漏、EGR阀常开会引起混合气过稀，燃烧不稳定，发动机怠速发抖。只有在以上检查都正常时，才检查 EFI 系统。发动机安装支架起减振和隔振作用，当其失效时，会引起发动机抖动，并且在车内有明显感觉，这一点也要特别注意。五、实例五 故障现象
11、：发动机运转时，左侧气门室发出一种类似气门摇臂轴松旷的异响，尤其在怠速运转时，响声更为突出。在其他修理厂多次修理并更换气门挺杆后，仍不能排除。故障检查：用长螺丝刀听诊，异响发生部位确是在左气门室。检查确认气门间隙正常；凸轮轴凸轮光滑平顺，无磨损痕迹，卸下凸轮轴，检查凸轮轴轴颈及轴承，其配合间隙等也都正常。故障分析：1UZ FE 发动机采用的是顶置式双凸轮轴配气机构，两凸轮轴之间用轮传动。由于凸轮轴的负荷不均匀(凸轮轴的工：作条件所决定)，齿轮间的微小啮合间隙都会产生配气机构的噪声，因此，设计者在这对齿轮上加装厂套消音装置。这套装置是在从动齿上迭装了只辅助齿轮，用弹簧力使从动齿抵住主动齿以消除啮
12、合间隙，避免产生噪音。然而，在汽车使用段时间后，消音装置被油垢卡死，或弹簧力减弱，就失去了消音效能，配气机构便产生噪音。这是一种很隐蔽的故障原因，容易被忽视。正时和强大的火花良好空气燃油空混合要特别记特住电子控制汽喷射系统故住电子别记障率是比正时和的火花良好燃子较低强必须确燃定比原因比度点住装置和空塞高压压线圈强住电分器上然确后对进行检住查起动发析排除压基本程序电好利用万表丰田正脑测为了迅电速地找正源?合正利用?起空油?正?合?油?分统 故障排除：拆下排气凸轮轴上的辅助齿轮，清除其上的油垢，更换弹簧。装复后，在自由状态时辅助齿轮与排气凸轮齿轮(从动齿轮)相互错开大约 13 齿为正常，这样与进气
13、凸轮齿轮(主动齿轮)啮合时在弹簧预紧力的作用下起到消除啮合间隙，避免噪音产生的作用。如此处理后，发动机异响消失。六、实例六 故障现象：发动机运转段时间后，加速困难，运转无力，但怠速运转正常。故障检查：故障自诊断显示无故障记录；检查点火系统，正常、检查油路油压、怠速，正常；高速时明显偏低，更换汽油滤清器后故障仍然一样，故诊断为燃油泵及输油管路有堵塞。故障排除：拆下油箱和油泵，清洗燃油泵滤网和油箱后，故障排除。故障分析：燃油泵滤网堵塞，造成泵油量不足，在发动机怠速时，由于喷油量少，尚可维持喷油压力，故怠速可正常运转。而当加速时，喷油量增大，泵油量不足则造成喷油器喷油压力下降。由于喷油量不足，混合气
14、稀薄而使发动机加速困难，运转无力。故障在发动机运转一段时间才出现，是因为在发动机熄火后，燃油泵滤网上的脏物因无油泵吸力又脱离了滤网，随汽油悬浮流动，返回了油箱，使滤网堵塞减轻或消除，故而发动机又可正常工作。发动机工作时，由于油箱内脏物存在，脏物又可能被吸人滤网，将滤网堵塞。因此，当发动机运转一段时间后，故障又出现。七、实例七 故障现象：不能启动。故障检查：此车进修理厂时报修启动困难，但经过检查后，毫无启动征兆。通过检查发现，无高压火花，喷油器无喷油脉冲信号，进一步检查曲轴位置传感器，凸轮轴位置传感器等，均正常，最后怀疑 ECU已损坏。故障排除：更换电脑(ECU)，发动机能起动。故障分析：造成起
15、动困难的原因是燃油压力调节器损坏，起动时燃油压力低所造成。但在进厂检查过程中，曾用刮火法检查点火电路的通电情况，强大的电压将 ECU的电子元件击穿。因此，电脑(ECU)的损坏是检修中的错误操作造成的。此例说明，用刮火法检查电路通断的方法在电脑控制汽车中是绝对禁止的。八、实例八 故障现象：车辆中、低速行驶正常，当加速至大约 80km h 时，发动机好似突然火，车速降低，当车速降至 40km h 以下，车辆又能正常加速行驶。如此反复循环。故障检查：该车进修理厂时的故障是怠速不稳，曾拆下节气门位置传感器进行检查。最后排除了怠速不稳的故障后，又出现上述故障。根据上述故障的特点，判断故障原因是在节气门位
16、置传感器中有异物，使怠速接点卡死，行车时出现切断燃油及“调速不匀”。故障排除：拆下节气门位置传感器，清除异物，装复后故障现象消失。故障分析：由于怠速接点卡死，ECU认为发动机处在节气门关闭的怠速状态。当 动机转速达到2 500rmin时，发动机会因燃油切断而失速，而当发动机转速降至1400rmin 时，燃油重新喷射。这个过程一再重复，导致“调速不匀”，出现上述故障现象。九、实例九 故障现象：汽车在行驶过程中突然熄火之后不能启动。故障检查：当起动发动机时，既无高压火花又无喷油信号。读取诊断代码，故障代码为 12，表明发动机起动后 2s 之内，无曲轴位置传感器(NE)信号或凸轮轴位置传感器(C1
17、和 G2)信号。进一步检查发现，曲轴位置传感器连接器脱落。故障排除：插好曲轴位置传感器连接器，故障排除。故障分析：曲轴位置传感器脱落，ECU无法感知发动机曲轴位置和转速，没有点火 信号和喷油信号输出，发动机也就无法启动。正时和强大的火花良好空气燃油空混合要特别记特住电子控制汽喷射系统故住电子别记障率是比正时和的火花良好燃子较低强必须确燃定比原因比度点住装置和空塞高压压线圈强住电分器上然确后对进行检住查起动发析排除压基本程序电好利用万表丰田正脑测为了迅电速地找正源?合正利用?起空油?正?合?油?分统 十、实例十 故障现象：发动机冷车时有发抖现象，但热车时能恢复正常。故障检查：发动机启动后，发动机
18、故障警告灯不熄灭，说明 ECU自诊断系统已检查出控制电路有故障。读取诊断代码，故障代码为 22，表明水温传感器电路开路或短路时间不少于 05s。检查水温传感器，发现连接器处导线已折断。故障排除：连接好折断的导线，故降现象消失。故障分析：ECU根据水温传感器的热敏电阻变化信号，增加燃油喷射量，以改善发动机冷态时的运转性能。当导线折断，没有水温传感器信号时，ECU启动故障防护功能，把冷却液温度设定在 80C，因而发动机冷态时得不到加浓，混合气变稀，引起燃烧不稳定，发动机有发抖现象。附录一 凌志 LS400 型轿车保养项目和日程 一、发动机 保养周期(按先达到的里程或月份计算 里程(x1000km)
19、1 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 月份 3 6 9 12 15 18 21 24 27 30 33 36 39 42 45 48 正时皮带 R：每 15 万 km 气门间隙 A A A A 空气滤清器 正常行驶 I R I R 恶劣工况 I：每 2 500km(或 1.5 个月)R：每 40000km(或 24 个月)发动机润滑油 正常行驶 恶劣工况 机油滤清器 正常行驶 恶劣工况 排气管和连接件 正常行驶 恶劣工况 怠速混合气 带 TWC 无 TWC 不可调 冷却液 燃油滤清器 燃油箱盖、燃油管和接头 火花塞 R：每 10 万 km 蓄电池 PCV阀、通风软管和接头 活性炭罐 说明 正时和强大的火花良好空气燃油空混合要特别记特住电子控制汽喷射系统故住电子别记障率是比正时和的火花良好燃子较低强必须确燃定比原因比度点住装置和空塞高压压线圈强住电分器上然确后对进行检住查起动发析排除压基本程序电好利用万表丰田正脑测为了迅电速地找正源?合正利用?起空油?正?合?油?分统