一辆行驶里程约5.5万km、配置V67GR自然吸气发动机,D-4S燃油双喷射,排量3.5L的年一汽丰田普拉多。故障现象:怠速着车正常,行驶十几分钟后自动熄火,再次启动发动机故障现象依旧,同时仪表上的发动机故障灯点亮,车身稳定防侧滑故障灯点亮。故障诊断:该故障车辆在别处修理厂换完燃油泵后,故障没有解决,向我店求助。笔者接到故障车辆后经过反复试车,故障现象与客户反映基本一致。连接检测仪读取发动机系统故障码(如图1所示)。然后清除故障码,重新启动发动机可以正常着车,发动机运行10分钟左右就出现了失速抖动情况,随后发动机熄火时故障灯亮起,读取故障码依旧为上述故障码。PA00低压燃油系统压力—太低;P系统太稀(气缸列1);P发动机失速历史;P启动功能故障;P怠速不稳定;P700燃油油轨/系统压力—太低。读取该车动态数据流(如图2所示),刚开始启动着车时,低压燃油压力为kPa,高压燃油压力为23.3MPa,燃油泵控制占空比为25%。发动机运行十几秒之后,低压燃油压力开始逐渐下降,直到0kPa,偶尔出现负值;而高压燃油压力也逐渐下降,直到发动机熄火,燃油控制占空比为50.02%;同时长期燃油修正数据显示40.62%,说明ECM正在加浓混合气。结合本车故障码和动态数据流,说明这台车是因为燃油压力低导致混合气过稀,最终导致本车故障现象,我们以PA00为切入点进行探究。此时此刻,我们有必要对故障码设置和燃油双喷射系统的原理科普一下。此车燃油泵ECU采用三相脉宽调制(PWM)控制,ECM对燃油泵ECU进行占空比控制,实现无极可变燃油压力控制。ECM根据燃油压力传感器数据作为燃油泵工作情况的反馈检测。如果传感器反馈油压低,ECM向燃油泵ECU发出增压信号(增大占空比),燃油压力仍然下降或者过低时,ECM设置故障码PAD-4S燃油双喷射系统即直接喷射4行程汽油发动机高级版(D-4S)系统,采用直接燃油喷射(将高压燃油直接喷入燃烧室)和进气口燃油喷射(将燃油喷入进气口),ECM根据发动机转速和发动机负荷控制进气口喷射和直接喷射喷油器的喷油量和喷油正时,实现最佳控制。发动机在中小负荷范围内,采用直接喷射和进气口喷射或其中之一以产生均匀混合气,因此有助于使燃烧稳定,使系统实现了低油耗和低排放。发动机在大负荷范围内,仅采用直接燃油喷射,通过喷入气缸的燃油蒸汽冷却进气,提高进气效率和抗爆震性能(如图3所示)。发动机冷启动后,立即选择进气口喷射,以使燃烧室内的混合气均匀。气缸直接喷射喷油器总成在压缩过程中进行燃油喷射,以使火花塞周围的混合气分层。这不仅延迟了点火正时,还升高了废气温度,从而有助于冷启动后催化剂的预热;由此,减少发动机机油稀释,实现低油耗,改善排放量和高功率输出。综合上述,燃油泵占空比数据很高达到了50.02%,说明ECM已经控制燃油泵ECU增大燃油压力,此时燃油压力数据显示为0kPa,正好对应了故障码PA00的故障描述。因为该车采用D4-S双喷射系统,车辆启动后高压油轨内的燃油压力最高能达到20MPa以上的压力,当车辆低压燃油系统供给出现故障时,ECM禁止高压喷射模式,采用进气口喷射,当低压侧燃油压力不足时,高压油轨内的燃油残余压力能够持续满足进气口喷射10分钟以上。为进一步验证,接上燃油压力表进行燃油压力测试,刚启动时燃油油压正常kPa(标准数据如表1所示),过10分钟左右燃油压力下降至10kPa,由此说明动态数据和燃油压力表显示一致,燃油压力属实不足。结合燃油泵控制电路图分析,能够导致燃油压力不足的原因如下:(1)燃油系统外部泄漏或主燃油阀内部泄压;(2)燃油泵控制ECU电源或搭铁以及FPC控制线路故障;(3)燃油泵控制ECU本身故障;(4)燃油泵本身故障;(5)低压油泵驱动线路屏蔽线故障;(6)ECM故障。如图4所示,点火开关至IG位置时,2号EFI-MAIN继电器5号脚输出12V给燃油泵供电,通过3号脚搭铁。ECM通过FPC线控制燃油泵ECU可变燃油驱动信号,燃油泵ECU整流变成三相交流电,再通过占空比的大小来改变交流电的频率,从而对燃油泵进行无极可变控制。本着由外及内、由简单到复杂的步骤进行检查。目测未发现燃油系统外部燃油泄漏现象,考虑燃油泵是新件,基本可以排除。接下来对屏蔽线以及燃油泵负极搭铁进行检查。燃油泵屏蔽线搭铁良好无破损,检查燃油泵ECU负极对车身搭铁0Ω搭铁良好。燃油泵ECU插头如图5所示,对燃油泵ECU1号脚B+端子进行检查,点火开关IG电压为12.03V为正常值(如图6所示)。本想该车辆故障现象为怠速10分钟左右发动机失速熄火,等故障重现时再次测量,无意中发现万用表的读数下降到0V。经过反复测试发现,每次点火开关至IG位置时,燃油泵ECU电源都会有10秒左右的供电,然后又下降到0V。这显然是不对的,正常点火开关IG状态下燃油泵ECU的电源电压应该保持12V以上。为了进一步判断故障点,故障出现时点火开关IG位置,对2号EFIMAIN继电器电源输出3号脚进行电压测量,为12.03V,保持了十几秒一直没下降,为了验证是否为虚电又在测量点3号脚上加载了个5W功率试灯点亮电压未下降,说明继电器电压正常。问题出在2号EFIMAIN继电器3号脚到燃油泵ECU1号脚之间的线路上。检查燃油泵ECUS14插头无氧化腐蚀。拆开饰板,发现客户加装了防盗暗锁,此暗锁串联在燃油泵ECU控制电源中(如图7所示)。测量暗锁输出端电压,点火开关IG时为12.09V,过了10秒钟左右电压下降至0V.恢复原车线路,启动车辆进行试车,观察数据流,如图8所示。维修至此,此车故障彻底排除。故障总结:此车故障因加装导致。在此提醒广大汽车维修工作者,不建议做类似的加装。第一,加装配件质量得不到保证,比如故障时车辆正在高速公路行驶或者正在超车时,那将是非常危险的。第二,破坏原车线路,特别是大功率电源线,时间长接头氧化出现虚连,虚连处电阻增大分压,使燃油泵ECU出现供电不足;同时虚连处出现过热,更严重可能线路自燃,安全隐患非常大。
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