一輛豐田4S-FE發(fā)動機,工作一直很正常,,某次維修后,,啟動機帶動發(fā)動機正常運轉,但無法啟動。現(xiàn)場維修人員經檢查發(fā)現(xiàn),,發(fā)動機故障指示燈一直不亮,,啟動時沒有高壓火,也沒有噴油,。幾經維修,,都無法排除故障,因為反復啟動,,以致啟動機滾燙,,發(fā)動機都沒有絲毫著火跡象。 故障診斷:筆者參與維修后,,首先驗證故障表現(xiàn): 將點火開關轉到ON位及啟動時,,故障指示燈均不亮(正常的狀況是在點火開關ON位時點亮);點火開關OFF位時拔出高壓總線,,插上備用火花塞,,將火花塞按在缸體上,啟動發(fā)動機,,火花塞沒有火花,;點火開關OFF位時拔出各缸噴油器導線連接器,在上面插入發(fā)光二極管,,啟動發(fā)動機,,發(fā)光二極管沒有閃爍,證明沒有噴油脈沖,。故障表現(xiàn)確實如同維修人員所說,。 維修人員都是有經驗的技術人員,他們已經多次檢測相關的元件,、線路,,都沒有發(fā)現(xiàn)問題,最后更換電腦,,仍然沒有解決問題,。為了少走彎路,有必要根據維修經驗,,梳理思路,,確定合理檢查程序,尋找問題所在,。 (一)調取故障碼,,利用ECU自檢功能提供故障線索 將點火開關轉到ON位,在檢查端子上短接TE1和E1,,觀察故障指示燈,,發(fā)現(xiàn)沒有點亮,,也沒有故障碼輸出。懷疑指示燈故障,,將指示燈到ECU上W端子的連線拔出,,直接搭鐵,指示燈亮,,這說明指示燈及其電路正常,。利用解碼儀讀取故障碼和數據流,結果顯示無法與ECU建立聯(lián)系,,進入不了,。這種辦法只好放棄。 (二)檢查ECU電源,、搭鐵情況 一般來說,,這類不點火,不噴油,,且診斷儀也無法連接的情況,,對ECU來說,基本上都是電源供電的問題,,因為ECU本身故障的概率很低,,供電不正常,ECU自然就無法正常工作,。再一次檢查ECU主熔斷器,,沒有熔斷,用萬用表測量,,點火開關ON位時,,ECU上的BATT,、 +B,、 +B1端子均有13.2V的正極供電,在9-14V的正常范圍內,,檢查ECU本身的搭鐵線E1,、E01、E02及外圍電源線的搭鐵線,,均良好,,仔細檢查ECU的導線連接器,沒有發(fā)現(xiàn)接觸不良的現(xiàn)象,,各種電源線,、搭鐵線、信號線等導線都能聯(lián)通電腦內部,,線路也不存在短路,、搭鐵、粘連等情況。至此,,這方面也沒有問題,。 (三)檢測曲軸位置及轉速傳感器及其電路 按維修經驗看,因為曲軸位置及轉速傳感器是發(fā)動機的主控傳感器之一,,它提供曲軸位置及轉速信號給ECU,、 ECU才可以確定發(fā)動機此時的基本噴油量和基本點火提前角,發(fā)動機才可以啟動,。沒有這個信號,,ECU無法控制,發(fā)動機沒有噴油,,也沒有點火,,是無法啟動的。這是檢查重點,。檢測結果是:傳感器感應線圈電阻為171Ω,,線圈和轉子間隙為0.3mm,在正常范圍之內,;轉動時有脈沖信號輸出,,沒有松曠、崩缺,、生銹,、臟污、油跡等異?,F(xiàn)象,,線路、連接器檢查也沒有發(fā)現(xiàn)問題,。那么傳感器及其線路基本可以確定是正常的,。 (四)檢查噴油、點火電路及元件 噴油,、點火電路及元件都屬于執(zhí)行器方面,,由ECU來控制工作,檢查之前,,先將點火開關轉到OFF位,,拔掉ECU線路連接器。點火開關ON位時,,噴油器,、點火器、高壓線圈的電源電壓均是13.2V (3者共用1條電源線),,正常,;噴油器去ECU的# 10,、#20線,點火器去ECU的IGT,、 IGF線,,點火器去高壓線圈的C線,檢查也良好,;將#10,、#20線引出來在缸體上劃火,聽到4個缸的噴油器有震動響聲,,證明噴油器動作良好,,線路正常;在IGT線上輸入1個人工脈沖信號(從蓄電池正極引出1條線,,串接1個電阻,,再劃在裸露的IGT線上),高壓總線對缸體強烈跳火,,證明點火器,、高壓線圈及其線路連接、電源,、搭鐵沒有問題,。再將點火開關轉到OFF位,ECU重新插上,,啟動發(fā)動機,,仍然是故障指示燈一直不亮,沒有高壓火,,也沒有噴油,。既然執(zhí)行器方面沒故障,前述的檢查也沒有發(fā)現(xiàn)問題,,故障應該出在ECU及其控制方面,。懷疑ECU損壞,用1臺工作正常的同類發(fā)動機ECU替換,,故障依舊,,這說明不是ECU的問題,。 (五)檢查進氣壓力傳感器及線路 豐田4S-FE發(fā)動機屬于D型發(fā)動機,,其進氣量的檢測是通過進氣壓力傳感器(半導體壓敏電阻式)來間接檢測的,因此,,進氣壓力傳感器也是發(fā)動機的主控傳感器,,也影響ECU對基本噴油量和基本點火提前角的確定,對發(fā)動機的工作是否正常影響極大,,按理必須檢查,。但進氣壓力傳感器及線路有故障,,ECU自診斷功能就會起作用,利用備用功能控制發(fā)動機,,并儲存故障碼,,點亮故障指示燈,也不至于同時沒油沒火,。 雖有疑問,,還是決定檢查進氣壓力傳感器(按技術資料只能進行電壓檢查),沒想到就有發(fā)現(xiàn),,發(fā)動機停機點火開關ON位時檢查:VC-E2的電壓為2V,、 PIM- E2的電壓為0.85V,而正常范圍為VC-E2的電壓為4.5~5.5V,、 PIM-E2的電壓為3.3~3.9V,,相差很大,這不禁令人眼前一亮,,以為終于找到故障了檢查線路良好,,搭鐵正常(拔掉進氣壓力傳感器,連接器上2側VC- E2電壓檢測為4.9V)后,,可以肯定是進氣壓力傳感器存在故障,,導致其電源電壓VC及信號電壓PIM都異常,發(fā)動機才顯示出離奇古怪的故障,,更換進氣壓力傳感器就可以解決問題了,,人的心情變得輕松起來。 然而,,隨后的情景卻讓人大跌眼鏡,,發(fā)動機故障依舊!這有點不可思議吧,。難道是新配件有問題,?拿去在同類發(fā)動機上試車,一切正常,;重新測量新件的數據,,更加令人不解,停機時VC-E2的電壓為2V,、 PIM-E2的電壓為0.85V,,和舊件一模一樣;因為根據檢測數據,、維修經驗推導的結論和試車驗證的結果矛盾,,故障無從判定。 故障排除:筆者反復查閱各種資料,、案例,,對照相關電路圖反復研究和思考,,根據現(xiàn)象歸納推理,得出的判斷和驗證結果矛盾,,故障判定在肯定和否定之間來回搖擺,。難道要采用最笨的辦法,逐一檢查整個電控系統(tǒng),,工作量太大了,,顯得既不現(xiàn)實也不可能,更沒有技術含量,。還有沒有別的辦法呢,? 利用故障碼和數據流來縮小故障查找范圍,幫助盡快找到故障,,看來是不可能了,,ECU還有什么功能,是可以幫助查找故障的,?忽然想到ECU還有安全保險功能:就是當ECU檢測到電控系統(tǒng)的傳感器,、執(zhí)行器及其電路等出現(xiàn)故障時,會自動按其內存中原來設定的程序和數據,,使控制系統(tǒng)繼續(xù)工作(此時發(fā)動機的性能會下降,,或者停機)。 可以利用人為的力,、法使某個電控元件失效(拔掉),,讓ECU啟用安全保險功能,假如能讓發(fā)動機重新工作,,這個元件就是故障元件,。既然進氣壓力傳感器數據不明原因的異常,那就定為首選,。 點火開關OFF位,,拔掉進氣壓力傳感器,再轉回ON位,,原來一直不亮的故障指示燈竟然亮了,!啟動發(fā)動機,,先看到排氣管冒煙,,發(fā)出璞璞聲,,繼續(xù)啟動15s左右,接著轟的一聲著了起來,。將進氣壓力傳感器重新裝回,,又出現(xiàn)老故障。 看來故障就在進氣壓力傳感器上,,故障燈點亮時調取故障碼為31,、表示進氣壓力傳感器或其線路故障,這也印證故障所在,。但互相矛盾的事情還是無法解析筆者強烈感覺,,其中真正的故障原因尚未查出。 筆者拔掉導線連接器,,想測量進氣壓力傳感器上V C-E2,、 PIM-E2的電阻,卻有點迷糊了,,因一時記不清2側哪一個是VC腳,,哪一條是E2腳,因為正拿反拿進氣壓力傳感器,,VC,、E2都在PIM 2側。查看電路圖,,上面也沒有標明具體線腳方位,。正猶豫著,突然,,腦里冒出1個問號,,別人會不會也像自己一樣犯難,苦于區(qū)分這2個腳,?假如接線的話,,那豈不是很容易將VC、E2接反,?再看連接器的2條線,,均有隱蔽接剝的地方,不是原裝線,。如果真是接反了,,結果怎么樣,會不會導致這種離奇的故障,?心里一震,,決定驗證一下,把2側的2條線調轉連接,,中間的線不變,,插上進氣壓力傳感器,結果發(fā)現(xiàn),,指示燈亮了再啟動,,發(fā)動機轟一聲著了起來。這回,,故障原因真的找到了,。 再測量進氣壓力傳感器(停機時),,VC-E2電壓為4.9V、 PIM-E2電壓為3.7V,,非常標準,。此時故障指示燈一直點亮,讀取故障碼仍為31,,將EFI保險拔掉15s后插回,,故障碼消除,啟動發(fā)動機,,運轉正常,,故障燈熄滅,表明電控系統(tǒng)沒有故障,。至此,,發(fā)動機故障完全排除。 故障分析:綜合進行技術分析,,電控系統(tǒng)所有元件,、線路全部完好,故障根本的原因是連接線路時,,從ECU到連接器上VC,、E2這2條線調轉接反了,結果連接器連接進氣壓力傳感器的線路時,,vc線錯接在E2腳上,,E2線錯接在Vc腳上,導致ECU控制失常,,停止工作,,從而產生文中離奇的故障。這肯定是上次維修留下的“杰作”,,事后的調查也證實這點,。 至于線路反接為什么會導致如此嚴重的故障,這是由進氣壓力傳感器的結構及ECU的控制原理決定的,。 對進氣壓力傳感器內部電路來說,,VC腳到E2腳,和E2腳到VC腳,,極性,、電阻是不同的,導致工作時其加載的電壓Vc也不同,。停機時檢測,,正確的接線VC-E2電壓為4.9V,而錯誤的接線VC-E2電壓(傳感器上實際是E2-VC電壓)則為2V,也即是說,,反接時,,VC線相當于被部分短路, Vc的電壓會從5V下降到2V,。其信號電壓PIM-E2也由3.3~3.9V掉到0.85 而ECU的控制原理:VC是ECU調壓后輸出的電源線,,為ECU的微處理器及進氣壓力傳感器,、節(jié)氣門位置傳感器提供5V的工作電源,,同時由ECU上的E2集中搭鐵;當VC因為故障原因(主要是ECU以外的電路或元件短路或搭鐵)降到2V以下時,,ECU的微處理器就無法正常工作,。 結合2個因素,故障的原因就好理解了,,ECU雖不至于損壞,,但不能正常工作,其它元件,、線路正常也于事無補,。這樣造成發(fā)動機不噴油,不點火,,故障指示燈不亮,,解碼儀無法進入的故障,沒法啟動,,也無法讀取故障碼和數據流,。 為了驗證此事,筆者將其它豐田發(fā)動機的VC線直接(或帶電阻)搭鐵,,讓其電壓由5V變?yōu)?V(或2V以下),,結果ECU無一例外的停止工作,發(fā)生本文中的故障,。后來,,筆者在學校指導學生進行豐田發(fā)動機電控系統(tǒng)接線實操時,也遇到過幾次類似的故障,,同樣的力,、法解決了問題。 在VC短路的各種原因中,,本案是1個人為的特例,。由于故障非常隱蔽,意想不到,,加上一開始無法采用其它技術手段,,導致故障的排除過程一波三折。幸運的是,這種故障不至于造成任何元件的損壞,。 經驗教訓: (一)這種故障后果嚴重,,隱蔽難查,它會導致ECU完全失效,,自診斷功能喪失,,只能憑經驗排查,工作量大,,必須認真總結與反思,。 (二)之所以出現(xiàn)文中的錯誤,跟資料的是否健全有關,,許多資料有詳細準確的電路圖,,但沒有提供對應的電控元件的線腳方位圖,連線時容易出錯,;也和人的因素密切相關,,這類的故障完全人為所致,粗心大意,、一知半解的主觀因素最容易造成,。這就提示我們,接線時要格外小心,,要嚴格按照電路圖及元件線腳圖進行,。 (三)對于電控發(fā)動機,為了減少工作量,,少走彎路,,應盡可能利用ECU的自診斷等功能輔助判斷故障,靈活實施,。本次檢查即利用ECU的安全保險功能解決發(fā)動機不能啟動的故障,,從而為后面故障的徹底排除打下基礎。 (四)這類的故障,,從概率來看,,往往發(fā)生在有過維修記錄的發(fā)動機上,別人的經驗,,我們要吸取,,借鑒參考,但不能迷信,,維修中要有自己的分析判斷,,不能人云亦云,否則易被誤導,,陷入僵局,,多走彎路,。 (五)從ECU工作原理出發(fā)推導,凡是由ECU調壓和搭鐵的工作電源(如VC,、THW,、THA等),如果因故障導致對E2的電壓下降到某一數值,,可能會導致ECU停止工作,。 |
|