皇冠3.0轿车高速发抖的故障诊断
故障现象
一辆皇冠3.0斩车在怠速时车速稳定,转速正常,工作性能良好。但在加速的过程中,出现发动机发
抖、转速突然降低现象。
故障分析
在进行高级轿车故障诊断分析时,当遇到存在故障现象但无故障码、各系统工作正常的情况时,应考
虑某些元件的工作波形与标准值是否相符(见下图正常波形与标准波形的比较)。由于电脑自诊断系统存在
着一定的局限性,当电脑检测到某一时间内输出信号没有发生变化时,就不判定有故障,故障将不以故障码的形式存在,这通常称为电脑自诊断时域系统的局限性(如在1秒内,电脑接收到A, B两个输入信号时,判定系统工作正常,但在A, B范围内工作不良时,电脑不判定故障)。用万用表进行检查,也检测不到这一微小的波动。在利用波形分析诊断时,波形反映了工作元件在整个过程中的变化过程,将这一波形与标准波形进行分析比较,故障现象便很快排除。
故障诊断与排除
上述故障可能由油路和进气系统产生。经检查,发动机在工作过程中,油压随加速稍微上升,正常;
油路中没有漏油现象。进气歧管无破损,进气系统没有漏气。检查进气歧管绝对压力传感器,其输出信号特性与标准值相符合。用万用表检查节气门位置传感器(电位器型)的输出电压信号,未见异常。用故障自诊断法检查故障码,无故障码存在。
发动机内无故障码存在,各部分良好,但却有故障现象存在。经仔细思考分析,可能是车内存在的某
些故障没有存于电脑ECU中,导致发动机故障码不存在。再用示波器对发动机进行诊断。经诊断分析,节气门位置传感器的输出波形在发动机整个工作过程中有微小的波动。判定节气门位置传感器损坏,更换节气门位置传感器,故障排除。
皇冠牌30轿车(无分电器点火)DLI系统的组成与检测
摘要:皇冠牌3.0轿车采用的是同时点火方式无分电器点火(DLI)系统,详细介绍了该系统的各组成部件及其检测方法,并给出了DLI系统的故障诊断流程框图。
无分电器点火(DLI)系统又称直接点火系统,它取消了传统点火系统或常规电子点火系统中的分电器总成,直接将点火线圈次级绕组两端与火花塞相连,即把点火线圈产生的高压电直接送给火花塞进行点火。目前采用的无分电器电子点火系统有同时点火方式和单独点火方式2种,皇冠牌3.0轿车采用同时点火方式DLI系统。
图1 皇冠牌3.0轿车DLI系统接线图
1. 皇冠牌3.0轿车DLI系统的组成
皇冠牌3.0轿车DLI系统的组成如图1所示,该系统主要包括曲轴位置传感器、发动机电子控制器(ECU)、点火电子组件、点火线圈、火花塞等,其中3个点火线圈供6个缸点火,即2个缸共用1个点火线圈。
1.1 曲轴位置传感器
曲轴位置传感器主要由正时转子G1、G2和Ne等组成。如图2所示,它可分成上、下两部分,上部分产生G1、G2信号,下部分产生Ne信号,都是利用带有轮齿的转子旋转时,使信号线圈内的磁通发生变化,从而在信号线圈里产生交变的感应电动势,再将它放大后送入发动机ECU。G1、G2信号是用来判别气缸顺序及检测活塞是否接近于上止点,Ne信号是用来检测曲轴转角及原始点火时间的信号,由于Ne正时转子具有24个凸齿,所以每当正时转子旋转1周(曲轴旋转720°)后,就会在信号线圈Ne中产生24个具有正、负半周的感应电动势波形。由此可知,每当Ne正时转子转过15°时,曲轴转动30°,因此便能准确地测出曲轴转角。Ne信号除了作点火基准信号外,还可以在电子燃油喷射装置中作汽油发动机的转速信号。也就是说,假设G1、G2信号分别检测到第6缸和第1缸活塞处于上止点,但是第6缸和第1缸能否点火,还要看Ne信号是否能够发出。
1.2 发动机ECU
发动机ECU接收来自曲轴位置传感器的G1、G2、Ne信号,向点火电子组件输出IGT、IGdA、IGdB信号。IGdA、IGdB信号是发动机ECU输送给点火电子组件的气缸判别信号,它存于发动机ECU的存储器中,发动机ECU根据G1、G2及Ne信号按表1选择IGdA、IGdB的信号状态,以确定各缸的点火顺序。
IGT是点火正时信号。当发动机ECU接收到G1或G2信号时,发动机ECU便以它们为基准,根据Ne信号控制其后的3次点火信号(图3),在由曲轴位置传感器所发出的G1信号与G2信号之间,Ne信号若以4个周波为1组,则共有3组Ne信号,即当从点火的原始位置(也即G1信号产生之后的第1个Ne信号)开始,第6缸点火,那么与之相对应的Ne信号就分3次给出点火信号,则G1和G2信号总是点火的出发点或转换点。当G1信号发出时,也恰好给出第1个Ne信号,故由第6缸点火转为第1缸点火。尔后,再隔3组Ne信号(每组4个波形),即又发出G1信号时,第6缸再次点火。如图4 中的黑五角星所示。2缸和5缸、3缸和4缸的点火与此相似,可依此类推。
1.3 点火电子组件
点火电子组件内有气缸判别、闭合角控制、安全信号发生等电路,其主要功能是接收发动机ECU发出的IGT、IGdA、IGdB信号,并依次驱动各个点火线圈工作。另外,它还向发动机ECU输出安全信号IGF。其具体工作过程如下。
点火电子组件中的气缸判别电路根据气缸判别信号IGdA、IGdB的信号状态,确定应该接通的驱动电路,并将IGT点火信号送往与此驱动电路相接的点火线圈,完成对相应气缸的点火。
安全信号IGF是将点火电子组件切断点火线圈初级电流的信息反馈给发动机ECU的信号,使点火电子组件具有安全功能。当IGF信号连续中断3-5次后,发动机ECU就判定点火系统有故障,并立即停止喷油器的工作。
1.4 点火线圈
DLI系统采用小型闭磁路点火线圈,其次级绕组的两端与2个气缸上的火花塞相连接,见图5。
其结构有两个特点:一个特点是点火线圈初级绕组的一端与电源正极连接,而另一端与点火电子组件内功率晶体管的集电极连接。当功率晶体管导通时,初级绕组通电,在其周围的环形铁心中建立磁场;当功率晶体管截止时,次级绕组电流迅速切断,磁场立即消失,在次级绕组内感应出的高压电使火花塞跳火。另一个特点是电路中串联了一只高压二极管,其作用是防止点火线圈在功率晶体管导通时使火花塞误跳火。因为此时点火线圈次级绕组产生约1000V的电压,如处于进气行程末期或压缩行程初期,该电压很可能引起火花塞跳火。
一般情况下,当汽油发动机处于压缩行程时,气缸内部的压力很高,即便此时在火花塞电极两端加上很高的电压,也难以将此间隙击穿而产生火花放电;可是,当汽油发动机处于排气行程时,气缸内部的压力接近于大气压,若此时火花塞电极间加上很高的电压,则很容易产生火花放电,而处于压缩行程和排气行程的2个火花塞相串联后,再加上很高的电压时,由于排气行程的火花塞容易产生火花放电而呈现出的阻力很小,故人部分高压都加在处于压缩行程的火花塞上,迫使该火花塞电极间隙击穿而构成放电回路,这便形成两缸同时点火的局面。此时,一个气缸在排气末期点火(无效点火),另一个气缸在压缩末期点火(有效点火)。
2 皇冠牌3.0轿车DLI系统装置的检测
2.1 曲轴位置传感器的检测
曲轴位置传感器电路如图6所示。可用以下2种方法检测曲轴位置传感器。
a.拔下曲轴位置传感器的泞线连接器,当发动机转动时,用万用表的电压档检测曲轴位置传感器上G1、G2端子间是否有脉冲电压信号输出,如没有脉冲电压输出,则必须更换曲轴位置传感器。
b.将点火开关置于OFF位置,拔下曲轴位置传感器的导线连接器,用万用表的电阻档测量曲轴位置传感器上各端子间电阻值,如电阻值不在表2规定的范围内,则必须更换曲轴位置传感器。
2.2 点火线圈的检测
拔下点火线圈线束连接器,用万用表欧姆档检测点火线圈各绕组的电阻值,如不符合表3的要求,必须更换点火线圈。
2.3 点火电子组件的检测
点火电子组件电路图如图7所示。起动发动机,用万用表电压档检查点火电子组件各端子间的电压,其电压值应符合表4的规定,如不符合,则必须更换点火电子组件。
2.4 火花塞的检测
可用以下2种,方法检测火花塞。
a.用万用表欧姆档测量火花塞绝缘电阻,以此来判断火花塞能否继续使用,其绝缘电阻应大于10MΩ。
b.连续5次将发动机转速提高到4 000 r/min,然后熄火,拆下火花塞,检查其电极状况,若电极干燥,火花塞可用;若电极潮湿,则需要更换火花来。
3 皇冠牌3.0轿车DLI系统的故障诊断
当DLI系统出现故障时,可以按图8所示的步骤查找及排除故障。
丰田皇冠空气流量计故障排除
故障现象:
一辆丰田皇冠5M-E电喷轿车,冷起动时性能良好,起动后发动机怠速工作正常,而当转速增至2000r/min时,发动机却突然熄火。
故障检查与排除:
首先检查喷油泵,工作压力为0.23MPa,正常。更换EFI控制板,故障依旧,说明EFI正常。检查空气流量计,拔下空气流量计上的电线插头(见图1),用万用表测量空气流量计插座上各端对空气流量计接地端E2的电阻值。正常时,电阻值VB为270Ω;Vc为180Ω;Fc对地E1的电阻值为∞,THA电阻值随温度变化而变化,在-20℃时为10~20kΩ,0℃时为4~7kΩ , 20℃时为1.8~3kΩ, 40℃时为0.9~1.3kΩ。 Vs端的值在0~180Ω之间随负荷变化而变化。根据上述规定值,检查后发现:Vs端对地电阻值为∞,说明空气流量计内部有断路现象,更换了新的空气流量计后,故障随之排除。
故障分析:
空气流量计内部线路与插座的连接如图2,其工作原理如图3。当发动机负荷增大时,空气流量增大,使流量计翼片偏转角增大,电位计由的滑臂与翼片转轴同时偏转,使接线头“Vc”与“Vs”间的电阻减小,Us电压值降低,Us /UB的电压比值随之降低。电控单元根据空气流量,从而控制发动机的转速。本例中,由干Vs端内部断路,Vs端电压始终为0V。当发动机负荷增大时,Vs=Vc-Vs=Vc, 即Us电压值与Vc的端电压相等,而不是一个逐渐变小的值。此时,空气流量计不能向EFI传递变化的空气流量信息,使EFI电控板以为此时的进气量为零,故指令喷油器停止工作,所以造成发动机熄火。
丰田皇冠轿车行驶中突然熄火后再也发动不着
一辆装用2JZ-GE发动机的丰田皇冠3.0轿车,行驶中突然熄火,然后再也发动不了。
检修时,首先用燃油压力表检查油路,拆开供油管的管接头螺栓,把油压表串接其中,拨开燃油压力调节器的真空管,搭启动机3s,测得油压为295kPa,在标准范围内。5min后油压为185kPa,符合标准147kPa以上:在搭启动机的过程中,用手触摸喷油器,感觉有动作,因此可判断油路没问题。接着检查点火系统,做跳火试验,中央高压线无火花,为此作如下检查:
a.拔掉中央高压线,用万用表侧其电阻,符合标准。
b.拔掉点火线圈和点火器的线接头,打开点火开关,用万用表测得两者的电源线电压均为12v,属正常。
c.关掉点火开关,用万用表电阻挡侧最点火线圈两端子与点火器之间的连线电阻,均为零,表明导通良好。
d.把万用表的2个表笔分别接在点火线圈的2个端子,测得其初级电阻为0.34Ω,符合标准0.36~0.55Ω(冷机),把万用表的一个表笔接点火线圈的电源端子,另一表笔接中央高压线插孔,测得其次级电阻为11.5kΩ ,符合标准9.0~15.4kΩ,点火线圈正常。
e.把点火线圈和点火器的线接头装回,把数字万用表的红表笔接点火器的IGT端子(以线接头的进人端测量),黑表笔搭铁,拨到电压档,搭启动机3s,测得电脑有一脉冲的点火信号电压输出给点火器,正常。同样侧点火器的反馈信号,即IGF信号电压,结果发现无此电压,表明点火器内部有故障。更换1只新的点火器,故障排除了。
线路氧化引起的发动机加速不良
故障现象:
一辆2008年2月出厂的皇冠轿车因仪表上的故障灯报警,发动机加速不起而进厂报修。该车配置的是5GR-FE 2.5L V型6缸顶置双凸轮电喷24气门(DUAL VVT-i)发动机,A760E型6速手自一体式变速器,行驶里程为35000km。
故障诊断:
据介绍,该车前两天因怠速不稳清洗了节气门体,没想到的是清洗完毕后启动发动机,却发现仪表上的发动机故障灯、TRC主动车辆牵引力控制系统故障灯、VSC车辆稳定控制系统故障灯全部亮起,怠速保持在1250r/min,不能回到750r/min的正常值;踩下加速踏板,发动机最高转速很难超过2500r/min,车辆只能缓慢前行。为了解决这个问题,前后更换了加速踏板、发动机ECU等诸多零部件,结果故障还是得不到解决。
先用诊断仪对全车电控系统进行诊断,在发动机电控系统中发现一个故障码:P2118,节气门执行器控制电机电流范围/性能。用诊断仪无法清除故障码,TRC、VSC及发动机故障灯仍然报警,很显然,这是电控系统一直有故障存在。用试灯对全车的保险丝进行检查,所有保险丝完好无损。根据以往的维修经理,产生这种故障现象的常见原因有以下几种:①节气门体内部故障;②加速踏板传感器的信号不良;③发动机ECU内部故障。因此,先对节气门体重新进行检查,通过诊断仪读取节气门体怠速工况下的数据流:Throttle sensor volt%——18.0%(标准值应为15.6%);Throttle ensor#2volt——50.0(标准值应为47.8);Idleposition——on(标准值应为off)。
很显然,节气门位置传感器的电压信号和怠速开关的信号在发动机怠速工况下已产生信号偏离。由于加速时发动机的转速只能勉强上升到2500r/min,并且将加速踏板踩到底,上述三项数据的变化都不大,无法用数据流对节气门体进行进一步的检查。手头正好有一个传感器和电机都正常的节气门体,将原车的节气门体插头接上这个旧的节气门体后打开点火开关,踏下加速踏板,发现节气门体的阀板同样无法打开,仪表上的故障灯仍然无法消除,读取数据流和以前的一模一样,说明节气门体没有问题。
接下来对加速踏板的数据流进行监控,点火开关ON时加速踏板的数据如下:Accel sens.No.1 volt%——15.6%~70.9%,Accel sens,No.2volt%——32.1%~86.6%。
数据随加速踏板的开度变化从小到大变化平稳,完全在标准范围内,加速踏板传感器也正常。看来真的是发动机ECU出了问题。大家知道,换发动机ECU需要对车钥匙进行匹配,必须有百分之百的把握才能更换。
在确定发动机ECU有故障之前,我们必须先对相关线路进行检查,根据线路图(如图所示),我们对发动机ECU到节气门体总成的线路进行逐条测量,发现每条线路的阻值都在1Ω以下,但在拆装发动机ECU的C和E号插头时,发现此车的左前部曾出过事故,发动机ECU内有一个编号为EB1的插头上的线有一部分是直接短接过去的,剥开绝缘胶布对电线接头进行检查,发现很多线头接点上都附着一层白色的氧化物,其中一条粉红色的电源线几乎完全断开,这条线与发动机ECU的C插头5号插脚相连,是电子节气门的电源线。将这条线接好后启动车辆,发动机怠速随即下降到正常怠速,对所有故障码进行清除,仪表上的故障灯熄灭,试车时发动机加速有力,故障灯不再报警。几天后电话回访,客户反映良好,故障完全排除。
故障分析:
电子节气门控制系统有一个专用的电源电路,当电压过低(低于4V)时,发动机ECU就判定电子节气门控制系统有故障,此时发动机ECU进入失效保护模式,在失效保护模式中,发动机ECU切断流向节气门执行器的电流,并且复位弹簧使节气门开度返回至6°后,ECU通过控制燃油喷射(间断性燃油切断)和点火时调整发动机输出功率,使车辆能勉强开到维修点。这便出现开始的怠速偏高、加速不良的故障现象。因为以前事故修复时线路没处理好,在油漆磨灰时有灰水流到线路接点上,致使线路老化,时间稍长便出现接触不良和断路现象。
电控发动机热启动困难、油耗增加的诊断与排除
摘要:本文主要介绍皇冠3.0桥车,由于发动机冷却液温度传感器故障,使该车在热车启动时,冷却液温度传感器电阻偏大,造成热启动时混合气过浓难启动的故障诊断与排除。
关键词:水温传感器;热启动困难;诊断过程
发动机电子控制系统的功能是通过电子控制单元(EGU)分析来自各种传感器的信号,监测发动机的工况变化,并不断调整喷油量和点火正时等,使发动机处于最佳的工况。各种传感器信号相互交叉共同控制,一旦出现故障,会影响到多个方面。在排除故障时应从原理入手,运用科学的分析方法,对故瘴车辆进行检测分析,以达到准确、经济、有效的找出故障点。
1 故障现象
一辆皇冠3.0轿车,发动机型号为2JZ-GE。冷启动正常,当发动机运行一段时间,热态下启动发动机,则须多次才能着车。该车到我校办汽车维修厂维修,车主反映:该车近段时间油耗比以前大。人工调取故障码,显示电控系统无故障码。
2 故障分析
2.1 从汽油发动机的工作原理可知,要使发动机能顺利着车,必须具备以下条件:
2.1.1 供给的混合气要符合工作状况所需的空燃比(浓度);
2.1.2 工作时要有合适的气缸压缩压力和喷油压力;
2.1.3 点火时要有足够的电火花能量与点火正时。
2.2 根据汽油发动机的工作原理及该车在启动时的控制原理分析,造成冷车启动正常、热车启动困难的根本原因有两方面:
2.2.1 点火系统某部件过热,使点火能量降低;
2.2.2 混合气的浓度不满足工况的要求。
3 故障检测与诊断
3.1 点火能量测试
影响点火能量的原因有:点火线圈性能减弱,发动机ECU故障等。为了判断故障,在发动机冷、热状态下做对比跳火试验,拨下喷油器插头,防止淹缸,拆下火花塞测量电极间隙为0.8mm,间隙正常。连接好高压分缸线,短时间启动启动马达,观察火花塞跳火。按以上方法,分别在冷、热机时观察火花塞跳火火花颜色。结果:两次跳火,火花都显黄蓝色。证明发动机冷,热状态下火花能量没有大的差别,初步判定故障不在点火系统。
3.2 影晌混合气浓度因素的分析与检测
该车在热机启动及启动后一段时间有轻微的“叭、叭…”排气管放炮,有黑烟冒出。因点火系统正常,推测是由于混合气过浓而导致热启动困难。为证明上述推断,对发动机进行如下检测:
3.2.1 空气供给系统的检测
2JZ-GE发动机采用步进电机怠速控制阀,用万用表测量步进电机S1,S2,S3,S4与+B1,+B2的电阻为14欧。通电检测,其工作正常,没有卡滞现象;节气门体正常,气道比较干净。
3.2.2 然油喷射系统
把燃油压力表连接在汽油滤清器至发动机输油管中间,再打点火开关ON位多次,压力表读数为295KPa,与标准值相比正常,停5分钟后燃油压力没有降低,热机启动,油压表值无跳动现象,说明燃油压力正常。用听诊器对喷油器进行检测,结果6个喷油器都发出“嗒、嗒、嗒……”清脆的声音,喷油器出故障的可能性不大。
根据以上分析与检测,燃油系统硬件方面没问题,故障可能在控制方面。该发动机启动喷油量由发动机冷却液的温度和进气温度来决定,故冷却液温度传感器和进气温度传感器故障也会导致混合气浓度改变,不符合要求。
为证明上述推测,对发动机冷却液温度传感器、进气温度传感器进行检测:
以车测量冷却液温度传感器和进气温度传感器为例。启动发动机到水温正常80摄氏度左右,用万用表检测发动机ECU端子THW和E2间电压为2.4V 。端子THA和E2间电压为2.1 V。拨下冷却液温度传感器插头,测量冷却液温度传感器电阻为1.67千欧,电脑供给电源为5V,回路正常。拨下进气温度传感器插头,测量进气温度传感器电阻为1.58千欧,电脑供给电源为5V,回路正常。根据皇冠3.0维修数据判定进气温度传感器正常、冷却液温度传感器故障。为进一步确认为水温传感器故障,对水温传感器进行加热法检测,测量。结果如表一。结果显示冷却液温度传感器故障。
测量结果表一
┌────────┬─────────┬────────┐
│测量温度(摄氏度)│标准电阻值(干欧) │对应电阻值(干欧)│
├────────┼─────────┼────────┤
│BO │0.2-0.4 │ 1.67 │
├────────┼─────────┼────────┤
│60 │0.4-0.7 │ 1.70 │
├────────┼─────────┼────────┤
│40 │0.9-1.3 │ 1.73 │
├────────┼─────────┼────────┤
│20 │2.0-3.0 │ 1.8O │
└────────┴─────────┴────────┘
4 故障排除
根据冷却液温度传感器的负温度变化特征,该车冷却温度传感器在热车启动时输给发动机ECU冷车信号,ECU按发动机冷启动时的喷油脉宽来控制喷油,导致混合气过浓,热启动困难。在运行中发动机ECU检测到冷却液温度在80摄氏度以下,不满足控闭环控制的条件,故氧传感器不作反馈修正,而使油耗增加。冷却液温度传感器故障,但其输出的信号值没有超出发动机ECU储存的冷却液温度的最大值和最小值。故发动机ECU不认为是故障,不储存故障码。
更换冷却液温度传感器后试车,冷、热车启动都正常,用废气分析仪检测排放废气,HC,CO都正常,故障排除。
5 结论
通过以上分析,终于排除了这辆皇冠3.0轿车热启动困难的故障。从中得出结论,造成这一故障的主要原因是冷却液温度传感器故障,导致传递给ECU冷车信号,所以ECU增加喷油量,造成热车启动时混合气过浓难启动,不满足控闭环控制的条件,故氧传感器不作反馈修正,而使油耗增加。
无法操控中控门锁按键,无法正常使用反光镜折叠
故障现象:
车辆无法操控中控门锁按键,无法正常使用反光镜折叠。行车过程中仪表蜂鸣器不规则间断鸣叫,仪表无故障灯提示,左前门电动车窗总开关不规则控制其他几个门窗等。
故障诊断:
接车后,对车主所述故障现象进行了确认。于是调取所有控制单元故障码,在网关ecu存有当前故障码5个,历史故障码8个,其他系统正常。记录下所调出故障码然后清除,关闭点火开关再打开,重新调取故障码。发现当前故障码变为3个,并且与前次调取的故障码不重复。再次清除调取,当前故障码又变为6个,并且与前次基本不重复。于是便多次调取,发现每次调取的故障码数量和内容很少出现重复,故障码数量基本在3~8个不等。全部信息大致内容为某个控制单元与网关失去通信。对比发现,在故量码中出现的控制单元全部集中在车身BEAN网线上,鉴干此种状况可能出现故障原因为通信错误或网关损坏。于是找来新的网关ECU,用替代法将新的网关ECU装上试验,故障依旧,检查网关ECU的电源及接地端均正常,于是排除网关报坏的原因。剩下只有通信错误,造成通信错误的原因有某个控制单元损坏或信号干扰。但控侧单元损坏造成的通信错误应该有故障码出现,并且故障码不会反复变化,于是逐个拆除这条网线上的控制单元进行试驶,故障依旧。只剩下信号干扰这个原因,于是开始查找干扰源,但此车没有加装任何大功率无线电设备,服务站周围也没有磁场干扰。无意间在后排的点烟器上发现一个微型的电压逆变器,将逆变器拔掉试验,故障全部消失。
皇冠3.0轿车前进档打滑的现象,倒档正常
故障现象:
一辆皇冠3.0轿车,装备A42DL型自动变速器。该车变速器大修后行驶不到5000km,出现前进档打滑的现象,但倒档正常。
故障检查与排除:
检查自动变速器外部,没有发现问题。于是,对变速器重新进行分解。A42DL型自动变速器共有3组离合器,即前离合器、后离合器和O/D直接离合器。前离合器损坏,可引起1档、2档、3档和超速档打滑;后离合器损坏,可引起倒档、3档和超速档打滑;O/D直接离合器损坏,将使所有档位都不能正常工作。根据该车的故障现象,在拆检时重点应对前离合器进行检查。经检查,发现离合器活塞密封圈损伤,引起液压密封不严,活塞运动行程过小,摩擦片打滑,从而造成自动变速器前进档打滑,不能正常工作。因此,密封圈损坏是引起该车前进档打滑最直接的原因。从该车密封圈损坏的形式看,应该是装配时人为造成的。更换前进档离合器密封圈,并对自动变速器的其它部位进行保养、清洗,装复后故障不再出现。
皇冠3.0轿车发动机制动,转速和车速均急剧下降
故障现象:
一辆丰田皇冠3.0轿车,变速器型号为A340E。该车大修变速器后,行驶中车速达到60km/h,发动机转速在1800r/min时,变速器升入4档时,车子突然出现发动机制动现象,同时发动机转速和车速均急剧下降。
故障检查及排除:
将车子拖回厂里进行检查,发现该车的ATF油有明显的烧糊现象。再次对自动变速器进行解体检查,发现其超速档制动片严重烧蚀,但其它各档离合器片无异常。经过认真检查,发现该车的超速档单向离合器装反。
自动变速器在4档工作时,其超速档制动片接合,将太阳轮固定,动力由超速行星架传给齿圈,实现超速传动比,此时单向离合器应处于打滑状态。
当超速档单向离合器装反时,自动变速器升入4档后,动力由超速行星架进来,经超速档单向离合器直接传到超速档制动片上,此时超速档制动片接合,相当于将输入轴与变速器壳体相连,因此在高速状态下,自动变速器一升入4档就出现发动机制动现象,同时发动机转速急剧下降,致使超速档制动片烧蚀。将超速档单向离合器按正确的方向重新装配后试车,故障现象消失,车辆提速恢复正常。
丰田2JZ-GE发动机气门驱动机构与气门间隙的调整
丰田2JZ-GE发动机是近年来装配在丰田皇冠轿车上的发动机之一。它不仅应用了脉冲增压原理,提高了发动机高速和中、低速的扭矩,而且还采用了每缸4气门、顶置双凸轮轴直接驱动气门的先进技术,提高了发动机的允气效率,使发动机的性能大为提高。
l 气门驱动机构
丰田皇冠2JZ-GE发动机为水冷直列6缸电控直喷式发动机。每缸4个气门,即双进双排。顶置双凸轮轴直接驱动,其中一根驱动进气门,另一根驱动排气门。双凸轮轴的传动采用时规皮带,由曲轴直接驱动,因而加长了时规皮带。较长的时规皮带容易引起皮带的跳动和跳齿,因此必须设置皮带张紧器。否则一旦发生皮带跳动,不仅影响发动机的点火正时,而且容易使皮带产生疲劳而断裂。
丰田2JZ-GE发动机的气门结构由气门、气门导管、气门油封、上下气门弹簧座、气门弹簧、气门锁片、气门挺杆和气门调整垫片等组成。由于没有摇臂机构,因而其构造简单,并且降低了发动机的高度和造价。同时,减轻了气门驱动的惯量,延长了气门全开时间,提高了气缸的充气效率和废气排放效率。
这种气门结构的缺点是气门升程比摇臂式气门低,气门间隙的调整比较困难。
2 气门间隙的测量
丰田2JZ-GE发动机气门间隙的调整比一般的摇臂式气门发动机困难,调整前必须先测量气门间隙。在发动机处于冷机状态下,首先将蓄电池负极、进气管、真空胶管、油门及自动变速器控制线拆下,接着再拆下节气门位置传感器和怠速控制器的电缆线。然后将节气门体上的管道、真空胶管及电缆全部拆下,再将节气门体从发动机和进气室上拆下。最后拆下第三节时规皮带外盖(即上面一节)、火花塞盖板、高压电缆、火花塞及气缸盖上的凸轮轴室盖。这时,凸轮轴及气门便完全暴露出来。
测量气门间隙时,首先转动曲轴,使皮带轮上的刻槽对准时规皮带盖上正时板的“0”刻线,如图1所示。同时使凸轮轴的时规皮带轮上的刻槽对准时规皮带盖上的凸槽,如图2所示。并按图3所示顺序,依次检查并拧紧(扭矩为20 N·m)凸轮轴上所有轴承盖的螺栓。
按图4所示,用厚薄规测量第1缸进排气门、第4缸进气门及第5缸排气门的间隙,并将测量结果记录下来。再次转动曲轴2/3圈(240°),按图5所示,依次测量第3缸进排气门、第5缸进气门、第6缸排气门的间隙,同时将测量结果进行记录。最后再转动曲轴2/3圈(240°),按图6所示,依次测量第2缸进排气门、第4缸排气门、第6缸进气门的间隙,将测量结果进行记录。这样,6个气缸的进排气门间隙便全部测量完毕。
在发动机冷车状态下,气门的标准间隙如下:
进气门间隙:0. 15 mm一0. 25 mm;
排气门间隙:0. 25 mm一0. 35 mm。
如果测量的间隙不符合上述标准,应进行调整。
3 气门间隙的调整
在调整气门间隙时,应按图7所示,转动曲轴,使需要调整的气门所对应的凸轮顶部向上,然后用起子转动气门挺杆,使其相对的两凹槽平行于凸轮的运动方向。用专用工具如图8所示,压下气门挺杆并顶住,再用磁力棒吸出调整垫片,然后用千分尺测量其厚度。把测量结果记录下来,再用以下计算公式求出该气门所需要的新垫片的厚度:
进气门垫片:N进=T+(A-0.20)
排气门垫片:N排=T+(A-0.30)
式中,T为旧垫片的厚度,mm; A为测量出来的气门间隙,mm; N进、N排为该气门所需要的新垫片的厚度,mm。
丰田汽车公司所提供的这种发动机的新气门调整垫片共有17个尺寸(即有17片、17个号码),从2.50mm~3.30 mm,每增大0.O5 mm一个号码,其号码与相应的厚度可从调整垫片选择表查出。选择新垫片的厚度应使其接近计算值。
如果不用计算方法求出所需要的新垫片的厚度。也可用查表的方法来找到。具体的方法是在测量出气门间隙和旧垫片的厚度后,在进气门(或排气门)的调整垫片选择表中的横行查出旧垫片的厚度值,再在竖行中查出所测出的气门隙值,旧垫片厚度值所对应的竖行与气门间隙值所对应的横行相交的号码,便是所需要的新的气门调整垫片厚度,其厚度可从右下表中查出。例如,已测量出进气门的旧垫片厚度为2.80 mm,该进气门间隙为0.45mm。从进气门的调整垫片选择表中的旧垫片厚度这一行查到2.80 mm,再从气门间隙这一行查到0.45mm,这一数值在0.441 mm~0.46 mm这一行里。2.80 mm竖行与0.44 mm~0.46 mm的横行所相交的号码是N0.48,它便是所需要的新的进气门垫片。其厚度可从右下表中查出:N0.48的厚度为3.O5 mm。
用表查找所需要的新的排气门垫片的方法同上,只不过必须在排气门的调整垫片选择表中查找。
放置新垫片的方法与取出旧垫片的方法相同,都必须把气门挺杆压下,然后把新垫片放入挺杆上面的垫片座中。放入新垫片时,必须把新垫片上有号码的一面朝下,放人新垫片前,最好用千分尺校核一下新垫片的厚度。
更换好新气门垫片后,应按上述拆卸程序的倒序装好凸轮轴室盖、火花塞、高压电缆、节气门体及其管路。在安装凸轮轴室盖时,应重新装好前轴承的成形密封垫片。在安装节气门体时,必须把进气室上的垫片装好。
最后将油门线装好。在安装自动变速器控制线时,应按规定调整好控制线的长度,使其头部的铅封伸出限制器(即塑胶套)在1 mm以内。
发动机怠速抖动故障
摘要:主要介绍了装备2JZ—GE型发动机的一辆丰田皇冠轿车,在怠速时抖动严重的故障,通过对故障现象进行分析、检测,找出故障原因并对其进行修复。
关键词:怠速:EGR(废气再循环)阀;发动机怠速抖动
1 故障现象
一辆丰田皇冠轿车,装备2JZ—GE型发动机,行驶里程为90000km,怠速时发动机抖动严重,在发动机转速升高后,抖动现象随之消失。首先打开点火开关,发动机故障指示灯点亮,发动机能起动,起动后怠速运转时,发动机严重抖动,故障灯熄灭,转速表指示为800r/min左右,踩下油门踏板,发动机转速升高,抖动故障随之消失。
2 故障分析与检测
造成2JZ—GE型发动怠速时抖动的原因一般有以下几个方面:进气系统有漏气、燃油压力太低、空气滤清器堵塞、节气门位置传感器、怠速控制阀和进气歧管压力传感器故障等。由于该车故障灯没有点亮,故先对发动机做了以下检查:
(1)打开发动机罩盖,检查发动机的每条管路,均无发现漏气现象。
(2)燃油压力太低,将会引起发动机供油不足。将发动机熄火,把燃油压力表用三通管连接在汽油滤清器至喷油器输油总管中间,起动发动机。怠速时,油压表的燃油压力为268kPa。加速时燃油压力为268kPa~290KPa。均在规定范围内,说明燃油压力正常。
(3)检查火花塞和跳火情况,无异常现象,均在正常范围内。
(4)检查节气门位置传感器,打开点火开关,当节气门微开时,IDL—E2间的电压为12V,节气门全关时为0V;VTA—E:之间的电压随节气门开度的变化而变化,电压值在0.5~4.5V之间;vc—E2之间的电压为5V。说明节气门位置传感器正常。
(5)用万用表检查进气歧管压力传感器信号,打开点火开关不起动发动机,E2与PIM之间的电压为3.6V,起动发动机怠速运转时为1.75V,在加速过程中E2与PIM之间的电压随发动机转速的变化而变化。说明压力传感器是正常的。
(6)打开点火开关,检测步进电机电源端电压正常,起动发动机和关闭点火开关时,用手触摸步进电机感觉到有振动,说明步进电机在工作。拆下节气门体,发现节气门内部积炭很多。对节气门通道进行清洗。检查怠速控制阀,拆下步进电机,用化油器清洁剂清洗步进电机和怠速旁通气通,又对步进电机进行通电试验,都没有发现步进电机有异常现象。
以上检查均未找到故障根源,于是怀疑排气再循环(EGR)系统出现故障,起动发动机对其进行了预热达正常工作温度,逐渐提高发动机的转速同时观察EGR阀的工作情况,发现无论发动机在任何转速下EGR阀都是不动作的。
3 废气再循环系统的工作原理
皇冠2JZ—GE型发动机设有废气再循环装置(简称EGR),其作用是有利于减少废气中的N0x排放量,进一步净化汽车尾气。
EGR的结构(如图l所示),它主要由EGR阀、EGR VSV、EGR真空调节器和真空软管等组成。
EGR的工作原理:节气门上开有E、R孔,通过软管将进气管的真空度引入到EGR真空调节器,E孔为负压的主要引入孔,R孔用于进一步加强负压的作用。来自节气门的负压经EGR真空调节器和VSV后被送到EGR阀的上端,使其膜片被吸向上,从而令阀开启。来自排气管的废气一部分经EGR阀进入进气歧管,实现了废气循环,另一部分被引入到EGR真空调节器的下部,用于调节R孔真空度的强弱影响,当废气循环量过大时,废气会将膜片推向上,削弱了R孔的负压作用,从而进一步减少了EGR阀上端的真空度,使膜片在回位弹簧的作用下向下移动而减少了EGR阀的开度,废气循环量也随之减少,从而实现了对废气循环量的控制,使其不大于15%。
VSV受ECU的控制,根据冷却液的温度、节气门开度和发动机转速等来控制VSV的开启。
由于EGR阀是不可拆的,所以只能更换一个新的EGR阀。起动发动机怠速运转时,发动机抖动现象完全消失。
丰田A760761E自动变速器动力传递路线分析
A760/761E自动变速器是电子控制6前进挡自动变速器,用于丰田公司的新款雷克萨斯、皇冠和锐志轿车,A760E和A761E自动变速器的动力传递路线和基本构造相同,只是配用不同型号的发动机。A760/761 E自动变速器的基本参数见表1.内部剖视图如图1所示。
在A760/761 E自动变速器内共有三个行星齿轮机构,其前排是一个双级行星齿轮机构.中间排和后排都是单级行星齿轮机构,这三个行星排的连接关系是:前排、中间排的齿圈连接在一起;中间排行星架与后排齿圈连接在一起;中间排和后排行星齿轮机构共用一个太阳轮;后排行星齿轮机构的行星架是动力输出端。因单级行星齿轮机构的运动规律和双级行星齿轮机构的运动规律不同.为方便读者更好地理解动力传递路线分析,分别将单级和双级行星齿轮机构的运动规律列于表2和表3。A760/761E自动变速器换挡执行元件的布置如图2所示,动力传递示意图如图3所示。在自动变速器内部共有12个换挡执行元件.包括4个离合器、4个制动器和4个单向离合器,各执行元件的作用如表4所示,不同挡位各执行元件的状态如表5所示。现将各挡位动力传递路线分析如下。
一.1挡动力传递路线
1 挡动力传递路线如图4所示,1挡时,离合器c1接合,单向离合器F4锁止.驱动中间/后排共用太阳轮;单向离合器F3锁止,单向固定后排齿圈/中间排行星架.则后排行星架同向减速旋转(输出)。1挡时,只有后排行星齿轮机构参与动力传递。
由以上动力传递路线分析可知, 单向离合器F4、F3锁止是1挡动力传递不可缺少的条件,当动力反向传递时,它们会处于超越滑转状态.故没有发动机制动。当需要有发动机制动时,离合器c4工作,直接驱动中间/后排共用太阳轮;制动器B4工作,双向固定后排齿圈/中间排行星架,单向离合器F4、F3锁止不再是动力传递不可缺少的条件,故有发动机制动。
二.2挡动力传递路线
2挡动力传递路线如图5所示。为能表达清楚,现将各行星齿轮机构的状态分别说明如下:
(1)前行星齿轮机构:制动器B3工作,单向离合器F2锁止,单向固定前排太阳轮;单向离合器F1锁止,单向固定前排行星架,则前排行星齿轮机构整体被单向固定。
(2)中间行星齿轮机构:离合器c1接合,单向离合器F4锁止,驱动中间/后排共用太阳轮:前排行星齿轮机构整体被单向固定,前排和中间排的齿圈连接在一起.则中间排的齿圈也被单向固定,中间排行星架/后排齿圈同向减速旋转。
(3)后排行星齿轮机构:离合器c1接合,单向离合器F4锁止,驱动中间/后排共用太阳轮;中间排行星架/后排齿圈同向减速旋转,则后排行星架同向减速旋转(输出)。
由以上动力传递路线分析可知,单向离合器F2、F1、F4锁止是动力传递不可缺少的条件,当动力反向传递时,它们会处于超越滑转状态,故没有发动机制动。当需要有发动机制动时,离合器c4工作,直接驱动中间/后排共用太阳轮;制动器B2工作,双向固定前排/中间齿圈。单向离合器F2、F1、F4锁止不再是动力传递不可缺少的条件,故有发动机制动。
由以上分析可知,2挡时前、中、后三个行星排都参与了动力传递,相对于1挡时的速比定性分析可以这样理解:1挡和2挡时,驱动部件相同,即共用太阳轮被驱动,但约束部件(后排齿圈)的状态不同。1挡时后排齿圈被固定:2挡时,后排齿圈被同向减速驱动,故2挡时后排行星架转速比1挡时要快。
三.3挡动力传递路线
3挡动力传递路线如图6所示,为能表达清楚,现将各行星齿轮机构的状态分别说明如下:
(1)前行星齿轮机构:离合器c3接合.驱动前排行星齿轮机构的太阳轮;单向离合器F1锁止,单向固定前排行星架.由表3可知,前排齿圈为同向减速旋转。
(2)中间行星齿轮机构:离合器c1接合,单向离合器F4锁止,驱动中间/后排共用太阳轮;前排与中间排齿圈连接在一起,与输入轴相比是同向减速旋转,则中间排行星架/后排齿圈同向减速旋转。
(3)后排行星齿轮机构:离合器c1接合.单向离合器F4锁止,驱动中间/后排共用太阳轮;中间排行星架/后排齿圈同向减速旋转.则后排行星架为同向减速旋转(输出)。
由以上动力传递路线分析可知,单向离合器F4、F1锁止是动力传递不可缺少的条件,当动力反向传递时,它们会处于超越滑转状态.故没有发动机制动。当需要有发动机制动时,离合器c4工作,直接驱动中间/后排共用太阳轮;制动器B1工作,双向固定前排行星架,单向离合器F4、F1锁止不再是动力传递不可缺少的条件.故有发动机制动。
由以上分析可知,3挡时前、中、后三个行星排都参与了动力传递,相对于2挡时的速比定性分析可以这样理解:在2挡和3挡时,共用太阳轮的状态相同;2挡时前排/中间齿圈被固定,而3挡时前排/中间齿圈为同向减速旋转,故3挡时中间行星架/后排齿圈比2挡转速要快,后排行星架转速(输出端)比2挡时要快。
四.4挡动力传递路线
4挡动力传递路线如图7所示,4挡时,离合器c1接合,单向离合器F4锁止,驱动中间/后排共用太阳轮:离合器c2工作.驱动中间排行星架/后排齿圈,后排行星齿轮机构中的太阳轮和齿圈被同时以输入轴转速驱动,则整个后排行星齿轮机构以一个整体旋转,传动比为1:1。4挡时,只有后排行星齿轮机构参与动力传递。
由以上动力传递路线分析可知,4挡时单向离合器F4锁止是动力传递不可缺少的条件,当动力反向传递时,F4会处于超越滑转状态,故没有发动机制动。当需要有发动机制动时,离合器c4工作,直接驱动中间/后排共用太阳轮,单向离合器F4锁止不再是动力传递不可缺少的条件,故有发动机制动。
五.5挡动力传递路线
5挡动力传递路线如图8所示,为能表达清楚,现将各行星齿轮机构的状态分别说明如下:
(1)前行星齿轮机构:离合器c3工作,驱动前排行星齿轮机构的太阳轮;制动器B1工作,固定前排行星架。由表3可知,前排齿圈为同向减速旋转。
(2)中间行星齿轮机构:离合器c2接合,驱动中间排行星架/后排齿圈以输入轴转速旋转:前排与中间排齿圈连接在一起,与输入轴相比是同向减速旋转,则中间排/后排共用太阳轮同向增速旋转。
(3)后排行星齿轮机构:离合器c2接合.驱动中间排行星架/后排齿圈以输入轴转速旋转;中间/后排共用太阳轮同向增速旋转,则行星架为同向增速旋转(输出),是超速挡。
由以上分析可知,5挡时前、中、后三个行星排都参与了动力传递,且没有单向离合器参与动力传递,故有发动机制动。
六.6挡动力传递路线
6挡动力传递路线如图9所示,为能表达清楚,现将各行星齿轮机构的状态分别说明如下:
(1)中间行星齿轮机构:离合器c2接合,驱动中间排行星架/后排齿圈以输入轴转速旋转;制动器B2工作,固定中间排齿圈,则中间排/后排共用太阳轮同向增速旋转。
(2)后排行星齿轮机构:离合器c2接合,驱动中间排行星架/后排齿圈以输入轴转速旋转:中间排/后排共用太阳轮同向增速旋转,则行星架为同向增速旋转(输出),是超速挡。
因6挡时没有单向离合器参与动力传递,故有发动机制动。
由以上分析可知,6挡时只有中、后两个行星排都参与了动力传递,相对于5挡时的速比定性分析可以这样理解:
(1)中间行星齿轮机构:在5挡和6挡时,中间排行星架都是以输入轴转速旋转,只是齿圈的状态不一样。6挡时中间排齿圈固定,共用太阳轮增速旋转;5挡时中间排齿圈与输入轴相比是同向减速旋转,共用太阳轮也是增速旋转,但比6挡时转速慢。
(2)后行星排:在5挡和6挡时,后排齿圈都是以输入轴转速旋转,共用太阳轮同向增速旋转.但在6挡时共用太阳轮转速比5挡时快,故6挡时行星架(输出轴)转速比5挡时要快。
七.倒挡动力传递路线
倒挡动力传递路线如图10所示,为能表达清楚,现将各行星齿轮机构的状态分别说明如下:
(1)前行星齿轮机构:离合器c3接合,驱动前排行星齿轮机构的太阳轮;单向离合器F1锁止,单向固定前排行星架,由表3可知,前排齿圈为同向减速旋转。
(2)中间行星齿轮机构:前排齿圈和后排齿圈连接在一起,同向减速旋转;制动器B4工作,固定中间行星架/后排齿圈;则共用太阳轮为反向(与输入轴转速方向相比)增速旋转。
(3)后排行星齿轮机构:共用太阳轮为反向增速旋转;制动器B4工作,固定中间行星架/后排齿圈,则后排行星架同向(与共用太阳轮转速方向相比)减速旋转(输出)。后排行星架(输出端)与输入轴相比总的转速和方向是:反向减速旋转(输出)。
在倒挡时,前排和后排行星齿轮机构在做同向减速运动;中间行星齿轮机构在做反向增速运动。
由以上动力传递路线分析可知,在倒挡时,单向离合器F1锁止是动力传递不可缺少的条件,当动力反向传递时,F1会处于超越滑转状态,故没有发动机制动。当需要有发动机制动时,制动器B1工作,双向固定前排行星架,单向离合器F1锁止不再是动力传递不可缺少的条件,故有发动机制动。
丰田皇冠12代 2.5用960E 3.0用760E 13代统一用960E
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