丰田汉兰达轿车发动机怠速不良故障分析与排除

杨晨霞

摘 要：随着人们对汽车性能要求的日益提高，电控发动机的工作状况日益受到关注，作为发动机运行中最常见的故障之一怠速不良，频频发生，尤其在寒冷季节该故障发生率更高，该文结合丰田汉兰达轿车行驶中发生怠速转速下降直至熄火的故障加以分析，利用故障诊断设备，通过查询维修手册，与正确数据进行对比，最终判断分析并将故障排除，对实际生产工作具有一定的指导意义。

关键词：电控发动机 电控单元 故障分析 故障排除

中图分类号：U47 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2016）01（a）-0054-02

发动机怠速工况指的是在正常运行期间，发动机在无负荷、对外无功率输出的情况下运转，此时节气门开度应尽可能小些，使供给气缸内的可燃混合气燃烧之后所做的功，能够足以克服发动机内部的阻力，且能够维持发动机在最低转速下稳定运行，因此该工况下要求电控单元应该提供浓度较小负荷工况时更浓的可燃混合气，以维持发动机怠速稳定运转。

1 故障现象

该车是一辆丰田汉兰达轿车，车型为GSU45四轮驱动型，发动机为2GR-FE型，排量为3.5 L，进气系统为自然吸气式，行驶状况为8年9万公里，故障现象为使用过程中当发动机转速回到怠速工况后工作不良，发动机出现喘抖的现象，转速下降直至将要熄火的状态。

2 故障原因分析

由于电控发动机与传统发动机结构有很大区别，引起发动机怠速转速低直至熄火的原因很多，因此我们通常可以从燃油供给系统，进气系统，点火系统，节气门体等相关部件进行故障分析。

2.1 燃油供给系统及其控制电路

燃油供给系统为发动机可燃混合气形成提供一定数目的高压燃油，主要包括电动燃油泵，电磁喷油器、燃油分配管、电压调节器、燃油滤清器。燃油泵为整个系统提供燃油动力源，当燃油泵及控制电路出现故障，使发动机燃油泵转速下降，因为油泵性能的好坏直接影响工作状况，例如油泵损伤、密封件损坏等造成泄露故障，都不能提供正常燃油压力，所以即便电控单元控制喷油器按照设定的时间喷射时，如果喷射压力达不到，影响燃油系统供给，造成混合气过稀，并且此状态也要结合氧传感器信号的反馈来确定。同时，燃油滤器芯堵塞，压力调节器故障，喷油器喷油量也会导致系统油压下降影响喷油量，发动机怠速熄火，例如喷油器本身及其控制电路，喷油器由于积碳等原因堵塞油孔，由于磨损导致关闭不严都会影响喷油量，喷油器内部线圈电阻发生断路或短路故障导致无法正常工作，以上部件都会影响燃油系统供油压力，因此要对燃油系统相关部件及油路进行清洁，清理或更换电动燃油泵。

2.2 进气系统及相关控制部件

该系统保证发动机进气中有新鲜气体保证混合气浓度，电控单元对于进气系统相关部件是否存在脏堵及泄漏无法感知，导致发动机工作失常，应该查看该系统中各部位例如发动机机油量测量尺处，加油口盖，连接软管是否脱裂，节气门体连接部位等发生漏气，造成发动机混合气的浓度偏稀，转速下降，尤其是空气流量计部位之后的进气系统，空气滤清器脏堵会影响进气效率，同时空气流量计也是一个重要检查部位，发动机空燃比的控制是以空气流量计检测到空气的实际数目再去决定喷油量，如果该传感器或相关电路出现故障势必影响进气量准确度的获得，因此可以用万用表对传感器及相关控制电路进行检查是否发生线束和部件短路或短路故障，因此对进气系统相关部件进行检查并清洁、更换。

2.3 点火控制系统及控制电路

当点火系统高压部分出现故障时，点火电压偏低和点火时间不准确，往往与该系统高压部分组成的零部件的老化分不开及性能下降有直接关系，比如当火花塞点火能量不足，不能将混合气全部点燃，就会影响发动机正常运转，火花塞使用时间过长了它的阻抗比较大的时候会使点火能量集聚的时间比较长，跳出的火花与电脑控制点火时间有一定偏差造成点火跳火时间向后偏移了一段时间所以造成，点火时刻向后偏移，导致点火过晚，造成活塞上下做功的行程，变短了，提供的动力效果偏低，发动机熄火，因此应该考虑点火线圈，点火控制器，分缸线等部件，例如如果分缸线电阻过大将导致大部分火花能量都损失在分缸线了，因此造成怠速不稳，过低。

2.4 节气门体及控制部件

节气门体从电路方面或机械方面都会导致怠速不稳，节气门通过控制开度控制怠速转速，一般当汽车行驶2～4万km时，由于环境的影响，造成节气门体上会由于积碳导致，即使节气门是按照要求打开但造成节气门横截面积受到影响，关闭不严，影响节气门控制，不能准确计算进气量，影响发动机转速，在电子控制方面，如果节气门位置传感器出现故障，不能正确反映怠速工况下节气门打开的位置，电控单元不能良好地感知到节气门位置大小，误判断节气门打开大小，对于电动机的控制就不能实现与实际相符合的状态，就不能结合发动机转速及符合对怠速进行很好控制，所以节气门位置传感器及其控制线路应该进行检查。

2.5 空调系统对于发动机怠速的影响

空调系统对发动机怠速的影响，具体影响到使发动机怠速转速过低的原因是，当发动机收到空调起动信号时，由于负荷增加发动机电脑自动将节气门缓慢打开，带旁通气道的发动机会使旁通气道开大，进一步使发动机的转速提高，动力性提高，然后使得发动机在原先转速的基础上提高它的动力性，我们明显能体会到发动机怠速转速的提高，如果不知道空调打开了，而实际中空调已经打开了，这主要就是发动机没有收到空调的信号或信号线发生断路或短路故障，但是空调自己已经运行了，而发动机按照原先设定的一个目标的控制去控制发动机转速，而实际上发动机转速已经转速自然比原先转速会更低，但发动机的负荷已经比原来增加了，这样发动机的转速自然会比原先过低，造成怠速转速过低。

3 故障检查与排除

该车是一辆丰田汉兰达轿车，发动机为2GR-FE型，故障现象是行驶中，发现怠速工作不良，发动机出现喘抖，转速下降直至熄火。接车后我们进行了路试，发现该车存在怠速工作不良现象，结合该现象首先考虑影响怠速转速的因素，首先考虑燃油系统压力，因为如果系统压力不足会影响到喷油器的喷油量，在系统中接入燃油压力表，通过检测发现燃油压力表指数符合标准数据，说明燃油系统压力异常，接着使用智能检测仪执行主动测试，判断油泵继电器工作性能，将其连接在DLC3诊断接口上，点火开关置于ON位置，并打开检测仪，进入系统检测油泵继电器，通过检测判断，发现能听见操作继电器工作的哒哒声，说明油泵操作继电器工作状态正常，然后检测继电器端子电压，从发动机室继电器盒上拆卸燃油泵继电器，通过检测电压判断工作性能，用万用表分别检测油泵继电器端子2和端子3与车身搭铁情况，端子2为油泵调速继电器控制线圈的电源供电端子，端子3为油泵调速继电器开关电源供电端子，将起动发动机，检测发现电压为12.3 V，标准电压应为11～14 V，结果正常，下一步检测燃油泵调速继电器，从发动机室继电器盒上拆卸燃油泵调速继电器，分别检测端子3与端子4、5端子之间电阻值，端子4为油泵调速继电器向油泵提供大电流输出端子，使油泵高速旋转，端子5为油泵调速继电器串联油泵附加电阻向油泵小电流供电端子使油泵低速旋转，在端子1和2上施加蓄电池电压，正常电阻值应是10 kΩ或更大，如果不施加电压正常电阻值为小于1 Ω，正常，继而检测燃油泵电阻值，通过检测阻止正常，既然燃油泵继电器，及油泵本身无故障，下面考虑其控制电路方面，检查线束和连接器，油泵继电器和燃油泵之间线束，拆卸油泵继电器，断开燃油泵连接器，检测油泵继电器端子4和油泵的端子4电阻应小于1欧，导线正常无断路故障，检测油泵继电器端子4或油泵的端子4与搭铁之间电阻标准值应该为10 kΩ或更大为正常，安装油泵继电器，检测燃油泵继电器和燃油泵电阻器之间线束和连接器，连接燃油泵电阻器和燃油泵，燃油泵和车身搭铁之间，分别做短路和断路检测，都正常继而怀疑是ECM，先将点火开关置于on档，分别检测+B和+B2与搭铁端子之间的电压，正常值分别为11～14 V，又检测B3-1与车身搭铁之间的电阻，正常值为小于1 Ω，但是经检测发现线束摆动状态下电阻值为忽大忽小无法稳定，说明ECM搭铁线束安装不牢靠故造成搭铁接地不实，容易受车身震动影响，打开后看到线束端子有松脱的部位，怀疑是线束连接器脱落或搭铁短路，更换后，通过试车故障排除。

通过以上对该故障出现的原因分析及故障排除思路，笔者认为当系统出现故障时，引起的故障原因往往非常之多，如果不能十分熟悉汽车电控系统各部分的结构及控制原理，不熟悉相关检测方法和原则时，对于一些疑难杂症可能无法解决，因此排故时我们可以按照由易及难、由简到繁的原则，先思考后执行的原则，先外部检测后拆检内部的原则等，分步去考虑，这样我们在排除故障时往往能少走弯路，快速找到故障原因部位，取得事半功倍的效果。

参考文献

[1] 丰田HIGHLANDER ASU40，GSU45系列维修手册[Z].2009.

[2] 贾建波，张思杨，王洪章.汽车故障诊断与排除[M].西安交通大学出版社，2014.

[3] 李国阳.汽车发动机怠速不稳故障诊断与维修[J].中国新技术新产品，2013（13）：128-129.