丰田凯美瑞发动机加速不畅故障检修

谭永谦 周海江

摘 要：针对一辆2008年的丰田凯美瑞轿车加速不畅，偶尔急加速时甚至会导致熄火的故障进行检修，经过排查，原因在于水温传感器元件老化后造成感应数据失真，导致该故障的发生，在更换水温传感器后，故障排除。

关键词：加速不畅；故障检修；发动机

中图分类号：U472文献标识码：A

doi：10.14031/j.cnki.njwx.2018.07.003

0 引言

汽车电子控制燃油喷射系统设有多个传感器、执行器和电子控制模块。系统工作时，发动机控制模块接收各种传感器的修正信号，使发动机在各种工况都可以获得精准的进气、供油和点火。在这个过程中，任意一种故障症状的出现，与其相关的原因却可以有众多，即使是相同的故障症状也可以由不同的故障原因引起，这就使我们在维修中很容易走弯路，浪费大量的时间。

1 故障现象

据车主所述：刚着车时发动机工作正常，但行驶不到2 km发动机就会出现加速不畅，甚至偶尔在加速时会熄火，该车的行驶里程为110 830 km。

经试车，发动机热车后出现如车主所述现象，甚至连30 km/h的车速都不能达到，并且仪表盘上的发动机故障指示灯（CHECK ENGINE）长亮。短接诊断插座里的TE1与E1触点读取故障码是25。点火开关置于OFF位置，把发动机保险丝盒中的EFI保险丝（20 A）拔下30 s后装回，进行ECU重新设置，然后再试车，发动机故障指示灯再次点亮，读取故障码依然是25。

2 故障分析

该车搭配了直列4缸16气门双顶置凸轮轴的2AZ-FE发动机，排量为2.4 L，多点顺序喷射。由于该车在刚着车时工作正常，通过做跳火试验（各火花塞点火强劲，火花呈浅蓝色）排除了点火系统可能存在的故障。该发动机出现的加速不畅的故障是出现在热车时，经查维修资料得知所显示故障码25的含义是“混合气过稀故障”，在热车后的加速工况中，导致混合气过稀情况有以下几点原因：

（1）燃油中水分过多或燃油压力不足；（2）喷油器或供油管路有堵塞；（3）空气流量计或真空度传感器、节气门位置传感器故障；（4）进气温度传感器或冷却液温度传感器故障；（5）怠速阀故障或进气管路有泄漏故障；（6）氧传感器故障；（7）ECU故障。

3 故障排除

（1）根据所读取到的故障代码25（混合气过稀）以及分析的导致混合气过稀几点可能原因，决定先从燃油系统查起。

经询问车主得知该车的汽油是在正规油站加注，观察燃油表油量达3/4以上，着车后观察尾气排放情况，没发现过多的水蒸气排出现象，冷车启动后打开水箱盖观察冷却液情况，没发现有气泡冒出的“冲床”现象，且热车后并没有出现水温高的情况，由此可断定燃油中没有因水分过多导致混合气过稀的情况。

（2）燃油压力测试：释放燃油系统压力，将油压表连接在输油管的进油管接头处，启动发动机，测得怠速运转结果如表1。

由以上测试结果可知燃油压力调节器及燃油压力正常。

（3）节气门位置传感器测试：该车采用的是电子节气门装置，节气门位置传感器集成在电子节气门体内，其电路原理如图1所示。

拆开传感器线束连接器，用万用表电压档分别检测VTA1、VTA2与E2端子电压情况，如表2。

所测得的电压结果符合标准，且能随节气门（油门）开度的大小相应地变化，响应平顺，无卡滞现象，节气门位置传感器工作正常。

（4）发动机进气歧管漏气检查。观察节气门体锁紧螺柱未见有松动和旷动的现象；进气歧管处听不到漏气的声音，没发现机械损伤、裂纹、漏气、腐蚀等现象；冷车时提高发动机转速至2500 r/min运行片刻后马上返回怠速工况，怠速转速约为720 r/min（标准为700±50 r/min）且运行平稳。因此，进气管路及怠速控制功能正常。

（5）该车故障现象出现在发动机温度升高后加速工况时系统供给的混合气太稀，必定与发动机温度有关。因此，对影响修正发动机喷油量的两个主要温度传感器（进气温度传感器与冷却液温度传感器）着重进行检查。

①该车的进气温度传感器是集成在空气流量计内，其电路如图2。

把该流量计的线束连接器拆开，用两根导线接在空气流量计的THA和ETHA插头上，用万用表电阻档测量这两个端子之间的电阻可以检验进气温度传感器的工作状况，常温下测得其阻值为2.1 kΩ，用电吹风对其进气口吹热风（温度约为60 ℃），测量阻值结果显示为0.6 kΩ；插回线束插头，打开点火开关，用电压档测得电压为1.8 V；参照维修资料得知该热敏电阻在20 ℃时电阻为2～3 kΩ，60 ℃时电阻为0.4～0.9 kΩ，工作电压为1～3 V。经过比较，两次模拟测量的阻值和电压值都是在标准范围内。再用诊断仪检查空气流量计数据，怠速为2.60 mg/s，无负荷加速时为3.41～9.13 mg/s，标准数据为：怠速：0.54～4.33 mg/s，高速空转：3.33～9.17 mg/s。因此，该空气流量计及进气温度传感器工作正常。

②该车的冷却液温度传感器安装在冷却液的出水口处，在ECU中有一标准电阻与该传感器中的热敏电阻串联，并由ECU提供标准电压，E2端子通过E1端子搭铁，当热敏电阻随着冷却液的温度变化时，ECU通过THW端子测得的分压值随之变化，根据此分压值来判断冷却液的温度，从而对喷油量进行修正，使发动机获得最佳的燃油喷射量。冷却液温度传感器结构电路如图3所示。

仔细观察檢查该传感器线束接头，未有松旷现象，拔下接头，未见接触脚有油污、氧化腐蚀现象，用万用表电压档测量接头电压值约为5 V；着车，对该传感器进行动态电压值测量，随着冷却液温度的变化，其电压值在0.38～4.78 V之间变化。

拆下传感器，将其置于装有冷却液并带有温度计的加热容杯中，使传感器的感应端浸入冷却液中，模拟发动机冷却液温度变化对其测量：在冷却液温度为22 ℃时测得电阻值为2 kΩ，将冷却液加热到60 ℃时电阻值为0.6 kΩ，90 ℃时为0.2 kΩ，110 ℃时仍然为0.2 kΩ。参照冷却液温度传感器与温度关系（图4），该传感器中热敏电阻值在温度为22 ℃和60 ℃时都在正常范围内，而在90 ℃和110 ℃时电阻值无变化都为0.2 kΩ（这样即会造成在90 ℃时输出电压和110 ℃时的输出电压相同）。正常情况下，其电阻值的变化应能随冷却液温度的变化而呈线性变化。

初步断定该传感器存在故障，但冷却液温度传感器故障，自诊断系统应该判定并且存储该传感器的故障码，可是前面所读取故障码只有25（混合气过稀）。通过查阅有关的资料，自诊断系统判定某传感器是否有故障是利用值域判定法，即当电控單元接收到传感器的输入信号超出规定的数值范围时，自诊断系统才会确认该输入信号出现故障，并存储故障码。正如该车冷却液温度传感器正常使用的温度是-20～120 ℃内，输出电压为0.18～4.88 V，只有当电控单元检测到信号电压小于0.18 V或者大于4.88 V时ECU才判定该传感器故障。从上面测得的电阻值可知该传感器没有完全失效，可能由于老化或腐蚀等原因致使其输出特性出现偏移，但输出电压（0.38～4.78 V）是在自诊断系统判定是否故障的界限内，所以自诊断系统并不能判定其有故障且生成相应的故障码。

在热车急加速工况下，发动机需要使用浓的混合气，以获得大功率的输出，但由于该车冷却液温度传感器的数据失真，传感器没把所监控到的正常工作温度以正确相应的电压值输送给ECU，反而给ECU一个错误的电压值，误导ECU认为发动机的温度过高。而在发动机真正温度过高时，一方面会对发动机造成严重机械性的损害，另一方面空气密度低直接影响到空燃比，所以要求减少发动机的供油量，防止混合气过浓。正是因为ECU接收到冷却液温度传感器输入的发动机温度过高的错误信息，结果对喷油量进行了错误的修正，迅速减少了喷油量，导致混合气过稀，而实际该工况真正需要的是浓的混合气以满足急加速要求。最终致使发动机加速不畅，甚至造成熄火。

最后，更换了该冷却液温度传感器，清除发动机故障码后启动，发动机恢复正常工作。经过反复路试，加速性能良好，发动机故障指示灯不亮。至此，故障完全排除。

4 结论

在以上故障检修中，体会到对电控发动机维修时必须全面深刻熟悉发动机电子控制燃油喷射系统的结构原理，并凭借该车型的维修资料，运用科学的分析方法和维修技巧、经验进行诊断，方可迅速排除故障。

参考文献：

[1]谭本忠.丰田凯美瑞维修手册[M].北京：化学工业出版社，2013：7-13.

[2]文恺.丰田汽车电路维修速查手册[M].北京：化学工业出版社，2014：14-20.