丰田佳美24型发动机故障分析

丰田佳美24型发动机故障分析

使用情况车辆类型：丰田佳美2.4，发动机类型：2az（四向独立燃烧），行驶距离6.5万公里，消耗2年多。使用情况:在城市路况使用,每天行驶100km左右。最近一个星期经常无规律性发动机故障灯亮,灯亮时发动机抖动,好像缺缸,严重时发动机会熄火。重新启动后又一切正常。点火制约因素据客户讲在其他4S店修理时调的DTC(故障代码的简称)为P0352,2缸点火线圈初级/次级电路,P0353,三缸点火线圈初级/次级电路。于是将2、3缸更换了2个新的点火线圈。第二天故障重现,换了另一家4S店修,将剩下的1、4缸点火线圈与另一辆正常车对换,故障仍旧发生。笔者接车后试车一切正常。用丰田专用检测仪IT-II调DTC。当前无DTC,只有历史DTC为P0351,P0352,P0353,P0354,1～4缸点火线圈初级/次级电路(当发动机运转时,电脑发出点火信号IGT后未能收到点火反馈信号IGF时设置该DTC)。查看定格数据(设置DTC时储存的数据流)EngineSPD700r/min,VehicleSPD0,CoolantTemp90℃,说明故障是在热车停车怠速时发生的。经长时间怠速试车未出现故障。于是外出试车,1小时后故障又再现,发动机故障灯亮,同时有两个缸一直不工作,马上调DTC为P0351、P0353,1、3缸点火线圈初级/次级电路,重新启动后又一切正常。查看定格数据EngineSPD2875r/min,VehicleSPD91km/h,CoolantTemp84℃,CALCLond14.6%,StopLinghtSWON,说明故障是在减速制动时发生。现在故障码有时是四个缸的点火线圈初线/次级电路,有时是二个缸的点火线圈初线/次级电路。笔者认为不会四个点火线圈同时发生故障,客户也讲在其他4S店换过点火线圈。接下来就可能是线路故障或发动机电脑故障。由于有时只有二个缸的故障码。根据线路图(图1)分析四个点火线圈共用一根正极线,一根负极线和一根IGF(点火反馈信号)线,如果出故障就会同时有四个缸的故障码。因为有时有四个缸的故障码,四根IGT(点火控制信号)线同时出故障的可能性几乎没有。最大的可能性是发动机电脑故障。为保险起见,我又拆开发动机线束检查了点火线圈正极线、负极线和IGF线在线路中的汇合点,每根线束的通断和插头的连接,未发现故障。重新按定格数据中的情况试车,试了一天也未试出故障。怀疑线路中的插头针脚接触不好导致故障产生,在检查发动机线路时几次拆装又能正常接触,无意间把故障给排除了。第二天准备交车前偶然间加一次大油门,发现故障又出现了,调DTC为P0351,P0354,1、4缸不工作不敢熄火,马上测量1、4缸的点火线圈电源线,搭铁线间的电压,IGF,IGT的波形,一切正常。拔出1、4缸点火线圈插入火花塞,电火花工作正常。这说明电脑已给出1、4缸点火线圈IGT信号,且收到IGF信号。熄火后检查汽缸压力一切正常,但为什么1、4缸不工作?根据汽油机工作的三要素:良好的点火、适合的混合汽、正常的汽缸压力,难道是不喷油?重新启动后又一切正常。回想刚才加大油门出现故障,于是将发动机提速到4000r/min以上故障又再出现,还是P0351,P0354,1、4缸不工作。马上检查喷油脉冲,发现1、4缸没有喷油脉冲。为了排除线路故障又到电脑插头处进行测量1、4缸喷油波形。怀疑是进入故障保护模式(电脑设置点火系统DTC后为保护排放系统停止喷油),清除DTC后仍无喷油脉冲。由此笔者判断为发动机ECU故障,且将不喷油故障误报为点火系统故障。那么点火系统有没有故障呢?重新启动,发动机工作正常时,将1、4缸点火线圈插头拨掉,发动了许久发动机ECU也未记录DTC,也未点亮故障灯。而正常的佳美车点火线圈插头拨掉1s就记录DTC并点亮故障灯。于是更换了发动机ECU。启动后将发动机提速到4000r/min以上时故障又再出现,还是1、4缸不工作,调DTC还是原来两个故障码。将1、4缸点火线圈插头拨掉,发动了许久发动机ECU也未记录DTC,也未点亮故障灯。新的电脑为什么不能检测故障呢?难道是电脑的工作电压不稳定导致?在发动机保持4000r/min以上的状态下测量了电脑的所有电源线和搭铁线,一切正常。新的电脑为什么不能检测故障呢?我不停的问自己这个问题,唯一的解释就是发动机电脑已收到1、4缸的IGF信号。可是两个缸点火线圈插头已拨掉了,难到是2、3缸点火线圈发出了假的IGF信号“欺骗”了发动机电脑?拔掉四个缸的点火线圈插头,一打启动马达,马上出现DTCP0351,P0352,P0353,P0354,四个缸点火线圈初级/次级电路。单插入3缸的点火线圈插头,打启动马达就只剩下DTCP0352,2缸点火线圈初级/次级电路。点火系统故障从中笔者学到了三条经验。2.当出现间歇性故障时,可对故障码所指部件人为制造故障来验证系统的故障码诊断功能是否正常,从而快速发现故障。案例中如果早点拨掉点火线圈插头发现电脑不报DTC,就可更快地排除故障。3.当电控系统检测到故障进入故障保护模式时,有时清除DTC并不能结束故障保护模式,需要关闭点火开关后才能结束故障保护模式。本车修理中发现不喷油时也怀疑是因点火系统DTC进入故障保护模式,清除DTC后仍无喷油脉冲。由此判断为发动机ECU故障将不喷油故障误报为点火系统故障。其实发动机电脑并无故障,只要关闭点火开关重新启动就恢复正常。故障代码不是针对失火的检测,而是点火控制电路的。关于失火的故障,原因有很多,点火、喷油、包括机械系统发生故障等等。而本故障的机理,是电脑根据IGF点火反馈信号,对点火电路进行的检测,在修理书的最后一项排除步骤中,写的是更换点火线圈,而不是ECU。当我们看到书中提到的检测项目内容后,就应该意识到对喷油器电路检测是多余的。在拔下1、4缸点火线圈插头后,为什么不再次对点火电路进行测试而武断的认为是ECU故障?虽然存在上述一些问题,但看的出作者在维修该车时,还是下了一番工夫的,能够发现别人没有发现的问题,并且作出了经验总结,值得表扬、肯定。看来是3缸点火线圈同时发出3个IGF信号给电脑,导致1、4缸点火线圈插头拨掉后发动机电脑仍不能检测到故障。于是将3缸点火线圈更换掉,发动机加速到5000r/min以上,一切正常。故障的真正原因是3缸点火线圈的IGF信号错乱,在低转速时频率和时间与1、4缸相重,发动机电脑未发现异常,加速到4000r/min以上后,频率相互间产生干扰,于是就随机产生点火线圈初级/次级电路DTC。仔细查看更换下来的3缸点火线圈,发现外形与正厂零件稍有不同,可能客户在外面更换的不是正牌丰田零件。1.在排除间歇性故障时,不能一味地按定格数据中的状态试车,大负荷高转速状态对车辆要求很高也许能很快试出故障。这辆车其实每次转速超过4200r/min就会出现故障,只是客户在使用中很少出现这种状态。我们试车时也未试到这么高转速,浪费了许多宝贵时间。点火系统故障看过整篇文章,排除过程一波三折,花费了很多的人力、物力,非常简单的一例故障,为什么排除起来这么难呢?作者详细地描述了故障排除的整个过程,包括该车在另外的4S站进行过的作业,看到这里,我心存疑问,所有维修过该车的维修站人员,都严格按照修理手册作业了吗?首先,让我们来看看原厂关于该点火器电路的定义。电路简介:采用了直接点火系统(DIS)。取消分电器以后,DIS提高了点火正时精度,减少了高电压损失,加强了点火系统的整体稳定性。DIS是一个汽缸配备一个线圈的单缸点火系统。在单缸点火系统里,点火线圈是与次级绕组的尾部帽连的。在次级绕组里产生的高电压是直接送到火花塞的。火花塞的火花从电极中心输送到接地电极中心。ECM决定了点火时刻以及每缸的输出点火信号(IGT)。基于IGT信号,晶体三极管切断通往点火线圈中的基本线圈的电流。同时,点火器也发送一个点火确认信号(IGF)作为一个非安全测量值输送给ECM。应该说上文中已经将故障机理讲得非常清楚了,但为什么,还要因为喷油器的波形“检测异常”,而认为ECU将喷油器故障判定为点火系统故障呢,从而判定是ECU故障呢?另外,作者列举使用示波器检查了喷油器的波形。阅读到此,笔者禁不住要问一句,既然能够用示波器检测喷油器波形,为什么不在故障出现时,检测最应该检测的点火系统IGT及IGF波形呢?这令人费解。针对这种部