缸內直噴的豐田卡羅拉1.2T怠速不穩解析

王志欣　劉聰娜　盧欣欣　張沙沙

摘 要：一輛2020款豐田卡羅拉1.2T汽車，行駛里程為1000KM ，出現怠速不穩甚至熄火，經過專用診斷儀測試，汽車的高壓燃油壓力最高為16MPA，小于正常的20PMA，而且高壓壓力值隨著怠速時間延長逐漸下降，甚至達到0.2MPA，啟動時不容易著車，反復啟動著車正常，高壓壓力無規律波動，更換高壓油泵故障仍出現，高壓油泵屬于日本兩個汽車配件廠生產，此故障曾在同類車型出現，豐田制造廠已經啟動調研程序。

關鍵詞：高壓 壓力 豐田卡羅拉1.2T 高壓油泵 數據流 怠速

1 前言

一輛2020款豐田卡羅拉1.2T汽車，行駛累計里程為1000KM，出現怠速不穩甚至熄火，該車曾因此更換過噴油器、高壓油泵，但是故障依然出現，此類故障出現頻率較高， 4S店維修遇到了瓶頸，目前豐田已經啟動了調研程序。

首先來了解一下缸內直噴發動機的特點及應用情況：

缸內直噴發動機的優點是經濟性能好，升功率較大，能實現稀薄燃燒，空燃比能夠達到40：1，壓縮比高達12，與同排量的一般發動機相比功率與扭矩都提高了10%，近年來隨著各項電子系統的控制技術的進步，電子控制單元對于進氣量與噴油時機的判讀與控制也更加精準，燃燒效率大幅提升，發動機能夠產生更大動力，對于環保和節能都有益。缸內直噴發動機對燃油質量要求比較高，需要使用更高標號的燃油。目前缸內直噴發動機技術得到了廣泛的普及和應用，不同品牌的汽車簡稱不同，但是工作原理雷同，奔馳簡稱CGI/ BlueDIRECT、表1列舉了不同品牌缸內直噴發動機的故障案例。

寶馬簡稱為HPI、奧迪渦輪增壓的缸內直噴發動機簡稱為TFSI、大眾渦輪增壓的缸內直噴發動機TSI、通用簡稱為SIDI、福特簡稱為EcoBoost、本田簡稱Earth Dreams Technology（地球夢）、尼桑簡稱DIG、馬自達簡稱SKYACTIV（創馳藍天）、現代簡稱GDI等。雖然缸內直噴發動機在不同品牌的汽車簡稱不同，但是結構、組成和工作原理雷同，所以研究豐田卡羅拉缸內直噴發動機怠速不穩的故障，具有一定的代表性和現實意義，為其他車型解決類似故障可以提供一定的參考。

2 豐田卡羅拉1.2T的燃油高壓壓力數據采集

豐田卡羅拉1.2T發動機屬于帶渦輪增壓的缸內直噴發動機，豐田簡稱D4，為了快速診斷汽車故障，汽車維修技師和筆者使用了豐田專用的診斷儀（圖1所示）進行了數據流采集，發動機高壓燃油壓力啟動時為17MPA，筆者、客戶與維修技師一起目睹了高壓油壓從17MPA無規律的降壓和升壓（表2所示），最后逐漸降壓據慢慢降到了0.2MPA。

圖3所示為故障車輛啟動后的初始高壓壓力數據，可以看到高壓燃油壓力只在17MPA。表1中是數據流讀取視頻截取的部分高壓數據，從中我們可以分析高壓壓力的變化特征。

為了對比分析，我們啟動一個正常的豐田卡羅拉1.2T發動機，使用豐田專用診斷儀分析了該車的高壓數據流，結果發現該車的高壓油壓怠速初始值16MPA左右，在啟動后數據時降時升，油壓在20MPA以下變化，該車怠速正常。在汽車服務顧問的協調下我們更換了故障車輛的高壓油泵，并啟動車輛，采集高壓數據流（表2所示），高壓燃油壓力值仍然為17MPA左右，在加速時油壓可以達到30MPA，然后怠速狀態時油壓逐漸降低至16MPA左右。更換過高壓油泵（圖2所示）的1.2T卡羅拉怠速還正常嗎？經過跟蹤調查，故障依舊。

此類故障在豐田卡羅拉、豐田霸道曾經出現過，且這些車輛均為缸內直噴發動機，經測試一輛豐田霸道車怠速時高壓數值最低降到了9MPA。

3 故障分析

通過表2數據流分析，發動機整體與高壓系統分析（圖6所示），豐田卡羅拉1.2T發動機能夠建立起燃油高壓壓力，加速時高壓能夠達到30MPA，即使油壓達到0.2MPA后，汽車能夠通過反復啟動著車，這意味著高壓油泵的驅動部分不存在故障;高壓油泵安裝有燃油壓力調節器（圖4、圖5所示），燃油壓力調節器屬于占空比電磁閥控制方式，通過數據流分析，電磁閥在反復泄壓、增壓，從而看到了怠速油壓變換頻繁，無規律的降壓和增壓，即使新車也如此;在高壓油軌（圖5所示）上安裝有燃油壓力傳感器，此傳感器需要經受幾十兆帕的高壓負荷，如果設計、選材、制造等出現問題，將會導致信號數據的不可靠性，發動機控制單元接收到此信息，將會導致燃油壓力調節器無規律調節高壓油壓。

4 結論

建議豐田汽車制造廠家，首先考慮通過試驗改變燃油壓力調節器的占空比的控制參數，其次要驗證燃油壓力調節器、燃油壓力傳感器的材料、加工工藝，設計的科學性和可靠性，并拿出改進方案。

參考文獻：

[1]https：//image.so.com

[2]https：//www.so.com/