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缸內直噴的豐田卡羅拉1.2T怠速不穩解析

2021-04-28 21:10:54王志欣劉聰娜盧欣欣張沙沙
時代汽車 2021年8期
關鍵詞:發動機故障

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/

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