背景
车型:雷克萨斯LS400。
现象
起动后出现怠速不稳,当档位处于N档或P档时,空负荷加油,发动机转速起伏波动较大,并有发动机故障灯闪烁等现象。
分析
雷克萨斯LS400乘用车发动机有一个曲轴位置传感器和两个凸轮轴位置传感器。发动机每运转一周,曲轴位置传感器要输出12个发动机转速脉冲信号(Ne)至发动机ECU,而发动机每运转两周,各有一个凸轮轴脉冲信号(G1和G2)分别由两个凸轮轴位置传感器输出至发动机ECU。因而在相邻的G1和G2脉冲信号区间内应有12个Ne脉冲信号输入至ECU。ECU则根据输入的G1、G2和Ne脉冲信号来确定点火正时、配气正时和喷油正时。由于正时带跳齿,ECU接收到有偏差的G和Ne脉冲信号,造成配气正时、点火正时和喷油正时混乱,发动机运转不良,故障灯亮的故障。
方案
首先,因发动机故障灯点亮,对发动机进行故障自诊断信息查询。用跨接线跨接发动机故障自诊断连接器的TE1和E1端子,由组合仪表上故障灯闪烁的次数读出故障代码分别为:13、25和26。通过查阅维修手册得知其含义分别为:故障代码13——凸轮轴位置传感器脉冲信号(G)或发动机转速脉冲信号(Ne)异常;故障代码25——混合气过稀;故障代26——混合气过浓。 为了避免错误故障代码或历史故障代码的干扰,关掉点火开关,拆下EFI熔断器10 s以上清除故障代码,然后再装回EFI熔断器,起动发动机,空负荷加油,故障依旧。此时再重新跨接TE1和E1端子,读取的故障码代为13。由此可知,故障代码13(G或Ne脉冲信号异常)与该车的上述故障有很大的关系。 据该车型的维修手册查明,造成故障码G或Ne脉冲信号异常的原因有以下三个方面:一是曲轴位置传感器和凸轮位置传感器的线路或传感器本身的故障;二是正时皮带跳齿或松弛;三是发动机ECU故障。 按照先简单后复杂,分步检查的原则,首先检查曲轴位置传感器和凸轮位置传感器的线路和传感器的电阻。 通过对曲轴位置传感器和凸轮轴位置传感器的线路检查,未发现问题。然后又在冷态(–10℃~50℃)和热态(50℃~100℃)两种状态下测量了传感器的电阻值,在冷态时曲轴位置传感器和凸轮轴位置传感器的电阻均在835-1400Ω之间,在热态时它们的电阻值在1 060-1 645Ω之间,都在标准范围之内,说明该传感器线路及传感器本身均完好。 接下来检查正时带是否跳齿或松弛,用发动机综合分析仪检测曲轴位置传感器和凸轮轴位置传感器的信号波形,发现在两个相邻的凸轮轴位置传感器脉冲信号(G1和G2)之间,有时有多于12个Ne脉冲信号波形,有时有少于12个Ne脉冲信号波形,而正常应刚好有12个Ne信号波形。根据这个波形检测结果,可以判断故障发生原因是正时带跳齿或松弛。 我们把曲轴带轮和正时护罩拆开,发现正时带果然比正常位置已跳过一齿,和检测结果一致。再分别检查正时张紧轮和正时带,发现正时带已老化需更换。更换好正时皮带后,重新起动发动机,发动机怠速平稳,故障灯熄灭,故障消除。
备注
现代汽车故障的产生的原因涉及面较广,不仅有机械方面的因素,如本例正时带跳齿,也有电子设备和线路的问题,如传感器效性能失准或失效,线路不良等,维修人员在从事检修作业时,一定要有机电一体化的概念,这样才能快速有效地找到故障的部位和部件。