趙治國

（深圳市新鵬職業(yè)高級(jí)中學(xué)，廣東深圳518107）

淺談豐田PREVIA發(fā)動(dòng)機(jī)燃油供給系統(tǒng)故障分析及檢修

趙治國

（深圳市新鵬職業(yè)高級(jí)中學(xué)，廣東深圳518107）

結(jié)合實(shí)際工作中遇到的一輛豐田PREVIA轎車因燃油泵選擇不當(dāng)而引起的發(fā)動(dòng)機(jī)熱車后工作不良的故障檢修實(shí)例，介紹了EFI發(fā)動(dòng)機(jī)燃油供給故障診斷的常用方法，通過對(duì)燃油供給系統(tǒng)進(jìn)行檢測與分析，找到故障原因，排除了故障。

電控燃油噴射；故障診斷；檢修

0 前言

由十年前進(jìn)入市場開始，第一代Previa即成為歐美日豪華小客車的典范，贏得無盡口碑，多年來的銷量超出預(yù)期。如今在中國，Previa更是受歡迎的小客車，銷量逐年攀升，每一位曾經(jīng)駕乘Previa的人士，無不對(duì)其出色的表現(xiàn)稱好叫絕。然而其燃油供給系統(tǒng)卻非常復(fù)雜，而且其故障往往具有很強(qiáng)的隱蔽性，故障現(xiàn)象也各不相同，這就給故障排除帶來一定的難度。結(jié)合作者在實(shí)際工作中檢修的一輛豐田PREVIA轎車EFI發(fā)動(dòng)機(jī)燃油供給系統(tǒng)故障過程，介紹了EFI發(fā)動(dòng)機(jī)燃油供給系統(tǒng)故障的診斷及排除方法。

1 豐田大霸王EFI發(fā)動(dòng)機(jī)燃油供給系統(tǒng)故障檢修

1.1 故障現(xiàn)象

一臺(tái)豐田PREVIA轎車因等人，在太陽底下開著空調(diào)長時(shí)間怠速運(yùn)轉(zhuǎn)后，發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)越來越不穩(wěn)定，而后加油發(fā)動(dòng)機(jī)反而熄火。熄火后再也著不了車，但等發(fā)動(dòng)機(jī)稍涼后再起動(dòng)卻又能正常工作。據(jù)司機(jī)反映，此車在非常炎熱的天氣中行駛時(shí)間長了，發(fā)動(dòng)機(jī)就會(huì)變得無力。此車在別廠修過，剛換過油泵。

1.2 故障排查

著手維修時(shí)，模擬故障出現(xiàn)時(shí)的環(huán)境，讓車開著空調(diào)在太陽底下怠速運(yùn)轉(zhuǎn)兩個(gè)多小時(shí)后，發(fā)動(dòng)機(jī)故障開始出現(xiàn)時(shí)作者做了如下的檢查與分析：

（1）觀察儀表盤，故障燈未亮，機(jī)油報(bào)警燈未亮，水溫正常。

（2）關(guān)閉空調(diào)，發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)有所改善，但還是不穩(wěn)定，說明發(fā)動(dòng)機(jī)工作不穩(wěn)跟空調(diào)沒有關(guān)系。

（3）觀察排氣管的排氣，排氣的顏色和氣味正常，沒有燃燒不好的跡象，也沒有發(fā)現(xiàn)排氣阻塞現(xiàn)象。

（4）做斷缸檢查，并未發(fā)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)缺缸工作的現(xiàn)象。

（5）檢查進(jìn)氣管，未發(fā)現(xiàn)進(jìn)氣泄漏。

（6） 測高壓點(diǎn)火信號(hào)，正常。

（7） 測噴油脈寬信號(hào)，正常。

（8）懷疑怠速馬達(dá)或其控制線路有問題，試著加速，結(jié)果發(fā)動(dòng)機(jī)熄火。說明發(fā)動(dòng)機(jī)工作不穩(wěn)并非怠速馬達(dá)或其控制線路引起。

（9）熄火后，馬上起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，無法著車，但起動(dòng)馬達(dá)帶動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速正常，說明發(fā)動(dòng)機(jī)熱車后沒有機(jī)械發(fā)卡的故障。

1.3 故障部位確定

排氣、進(jìn)氣、點(diǎn)火、噴油、發(fā)動(dòng)機(jī) EFI控制都沒發(fā)現(xiàn)問題，接下來把檢查的重點(diǎn)放在供油方面。在準(zhǔn)備將油壓表裝入管路測量時(shí)，發(fā)現(xiàn)燃油溫度異常高。經(jīng)觀察后發(fā)現(xiàn)：由于此車的發(fā)動(dòng)機(jī)是中置式斜臥在車身中，發(fā)動(dòng)機(jī)上部緊貼著車身，且車身有厚厚的隔熱層，因此發(fā)動(dòng)機(jī)上部通風(fēng)性極差。發(fā)動(dòng)機(jī)在工作時(shí)，這里溫度特別高，輸油管里的燃油在這里通過時(shí)也不停地被加熱。加熱升溫后的燃油除小部分供發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒外，大部分的燃油又流回油箱里。由于油箱緊裝在發(fā)動(dòng)機(jī)左后部，因此油箱溫度易受發(fā)動(dòng)機(jī)熱量的影響，當(dāng)環(huán)境溫度較高時(shí)，油箱里的油還來不及降溫就被泵出去供發(fā)動(dòng)機(jī)使用，這時(shí)又被加熱，時(shí)間一長，油箱里的油溫整體偏高。從此車發(fā)動(dòng)機(jī)安裝的位置來看，油溫偏高是這種車特有的現(xiàn)象，應(yīng)屬正常。在輸油總管上接好壓力表后，跨接檢查座里的FP、＋B端，打開點(diǎn)火開關(guān) （即在油泵兩端加上電池電壓），如圖1所示。

此時(shí)燃油壓力表指示為2.5×105Pa。經(jīng)查手冊，此時(shí)正常壓力應(yīng)為 （2.7～3.1） ×105Pa，顯然油壓不足。故障是由發(fā)動(dòng)機(jī)燃油供給系統(tǒng)引起的。

1.4 故障分析

EFI發(fā)動(dòng)機(jī)燃油供給系統(tǒng)主要由燃油泵、燃油過濾器、燃油脈沖器、油壓調(diào)節(jié)器、噴油器、油箱輸油管等組成，如圖2所示。

它們各自的作用如下：

燃油泵的作用是將汽油從油箱中吸出，并以一定的壓力供給各缸的噴油器和冷起動(dòng)噴油器。豐田PREVIA轎車燃油泵是離心轉(zhuǎn)子式電動(dòng)油泵，由油泵電動(dòng)機(jī)、轉(zhuǎn)子油泵、安全閥和單向閥等組成，安裝在汽油箱內(nèi)，安全閥并聯(lián)于油泵的進(jìn)油口和出油口。當(dāng)由于油管或汽油濾清器阻塞、輸油壓力過大時(shí) （大于4×105Pa），就將安全閥頂開，使部分汽油從轉(zhuǎn)子泵出油口回流至進(jìn)油口，以達(dá)到減壓保護(hù)燃油泵的目的。單向閥也是一個(gè)止回閥，它相當(dāng)油泵的出油閥。當(dāng)轉(zhuǎn)子泵輸出壓力達(dá)到一定值時(shí)，將止回閥頂開，輸出一定壓力的汽油，而電動(dòng)機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，止回閥關(guān)閉，防止油管內(nèi)壓力油回流，使油管內(nèi)保持一定的靜壓，以利于下一次起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)。

燃油過濾器的作用是濾除汽油中的雜質(zhì)。因?yàn)閲娪推魇蔷芗?，為了確保噴油器的工作性能和油路的正常供油，必須保證汽油的清潔。

燃油脈沖器安裝在輸油總管路上，其作用是減少汽油泵泵油壓力及噴油器噴油時(shí)的燃油脈沖，保證油路內(nèi)油壓平穩(wěn)。其工作原理是：從汽油泵輸出的油壓作用于燃油脈沖器的膜片上，膜片的背面有一個(gè)緩沖彈簧，其脈動(dòng)的油壓被膜片和彈簧緩沖吸收，從而使輸出口輸出穩(wěn)定的油壓。

汽油壓力調(diào)節(jié)器的作用是調(diào)整油路內(nèi)的油壓，保證油管內(nèi)的油壓與進(jìn)氣歧管里壓力差恒定，在超壓時(shí)使部分汽油流回至油箱。汽油壓力調(diào)節(jié)器中間的膜片將調(diào)節(jié)器分為上下兩部分，上部為真空室，下部為汽油室。真空室有軟管和進(jìn)氣管相通，汽油室有進(jìn)油口和回油口。當(dāng)進(jìn)氣管真空度較大時(shí) （節(jié)氣門開度小，轉(zhuǎn)速高），真空室內(nèi)壓力較低，油壓將克服彈簧的彈力使膜片上移，與膜片相連的回油閥也隨之打開，汽油便卸壓回流至油箱。而當(dāng)進(jìn)氣歧管真空度較小時(shí) （節(jié)氣門開度大、轉(zhuǎn)速低），回油閥關(guān)閉。使回油量隨進(jìn)氣管真空度的大小而變化，從而實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定壓力差的作用。

汽油噴油器安裝在進(jìn)氣歧管靠近進(jìn)氣門處，其作用是按電腦的控制信號(hào)精確地噴入一定量的汽油，與空氣混合形成適合當(dāng)時(shí)工況的混合氣。

如果輸油管和燃油過濾器有阻塞而引起油壓不足，那么發(fā)動(dòng)機(jī)冷車也一樣有故障，因?yàn)檩斢凸芎腿加瓦^濾器性能一般不會(huì)隨溫度變化而發(fā)生變化，因此故障不是輸油管和燃油過濾器引起的。如果故障是噴油器大量泄漏燃油而引起的油壓不足，那么發(fā)動(dòng)機(jī)冷車后因進(jìn)氣管里燃油太多也應(yīng)無法著車。由燃油脈沖器的工作原理可知，即使燃油脈沖器有故障也不會(huì)造成燃油壓力不足的故障，所以，故障不可能由燃油脈沖造成。剩下只有燃油泵和油壓調(diào)節(jié)器，為了查出造成油壓不足的原因是油泵還是油壓調(diào)節(jié)器引起的，作者用鉗子夾住油壓調(diào)節(jié)器的回油管，讓回油管無法回油，此時(shí)油壓還是2.5×105Pa，無變化，說明油壓不足不是油壓調(diào)節(jié)器引起的。為確保判斷無誤，作者在燃油過濾器的進(jìn)油口處即燃油泵出口處接入燃油壓力表，同時(shí)使燃油無法流向?yàn)V清器，如圖3所示，測得壓力仍為2.5× 105Pa。根據(jù)油泵的工作原理，此時(shí)的壓力應(yīng)為4×105Pa。故可以確定故障是由油泵泵油壓力不足而造成。

由以上的檢測與分析，故障是由油壓不足而引起這是毋庸置疑的，油泵是剛換的，可故障還是依舊。而且冷車無故障，熱了就不行。這讓作者聯(lián)想到此車燃油溫度特別高的現(xiàn)象，難道此車設(shè)計(jì)上有問題，在較高的油溫下，油泵無法適應(yīng)？為了證實(shí)此想法是否正確，作者用一個(gè)大電風(fēng)扇對(duì)著油箱吹，30 min后，油壓由原來的2.5×105Pa升到3.1×105Pa后保持不變，此時(shí)起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，一切正常，而且連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)多時(shí)故障都沒有出現(xiàn)，這說明故障原因是燃油油溫過高。

燃油油溫過高為什么會(huì)產(chǎn)生如此嚴(yán)重的后果呢？在查閱大量有關(guān)資料及請(qǐng)教權(quán)威人士后得知：一般油在常態(tài)下都溶解有6%～12%的氣體，這些氣體在一定的條件下可以從液體里分離出來。分離的條件主要有兩點(diǎn)：（1）溫度升高時(shí)，氣體分子的運(yùn)動(dòng)速率加大，液體里溶解的空氣容易自動(dòng)分離出來，這是因?yàn)楫?dāng)壓強(qiáng)一定時(shí)，氣體的溶解度隨著溫度的升高而減?。?（2）當(dāng)液體在流動(dòng)中壓力降到一定時(shí)，溶解在液體里的空氣將從液體中分離出來而產(chǎn)生氣泡，這種現(xiàn)象稱為氣穴現(xiàn)象。壓力一定時(shí)，氣穴現(xiàn)象隨溫度的升高更易出現(xiàn)。當(dāng)油泵工作時(shí)，在油泵吸油腔會(huì)產(chǎn)生局部低壓而使少量細(xì)小狀的空氣從燃油中分離出來，如果此時(shí)燃油溫度過高，加上燃油極易揮發(fā)，更助長了燃油的氣化程度，從而使細(xì)小狀氣體迅速變大，產(chǎn)生大量氣泡，就像水將燒開時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量氣泡一樣。這使油泵工作在半負(fù)荷狀態(tài)下，從而使油泵的泵油量明顯減少，導(dǎo)致輸油壓力不足。這點(diǎn)可由作者用電流表串入油泵電路中測得發(fā)動(dòng)機(jī)正常時(shí)油泵電流為4.6 A而故障出現(xiàn)時(shí)則降至3 A證實(shí)。

1.5 故障排除

故障原因是油泵低壓區(qū)產(chǎn)生氣穴現(xiàn)象，再加上燃油溫度過高而造成的。那么解決的方案就是防止油泵吸油區(qū)壓力過低或降低油溫。

中置式發(fā)動(dòng)機(jī)頂部直接是車身，想改善輸油管的散熱環(huán)境是比較困難的。而改善燃油箱的散熱條件由于體積較大也難以實(shí)現(xiàn)，要降低油溫除非增加一個(gè)燃油散熱器。但這會(huì)帶來不安全的因素因而不可行。雙級(jí)泵由初級(jí)泵和主輸油泵合二為一組成，初級(jí)泵以較低的油壓把燃油送到主輸油泵內(nèi)，由于它的壓力較低，壓力約為 （0.5～1.0） ×105Pa，因此吸油腔內(nèi)不會(huì)產(chǎn)生過低的壓力，避免了燃油里的空氣被分離出來，確保主輸油泵低壓腔不會(huì)產(chǎn)生氣穴現(xiàn)象，從而保證了主輸油泵的泵油量，并由主輸油泵加壓供油。所以雙級(jí)泵有很好的防氣穴產(chǎn)生功能，這種類型的燃油泵具有良好的熱起動(dòng)性能。且雙級(jí)泵在市面上也容易購得，所以作者選擇改用雙級(jí)油泵的方法。改用CAMRYR轎車所用的雙級(jí)油泵后，故障消除。

2 結(jié)論

燃油供給系統(tǒng)的作用是根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)工況需要供給發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒過程所需的燃油。通過上面的檢修例子可以看到：發(fā)動(dòng)機(jī)供油有故障時(shí)，會(huì)引起許多不同的故障現(xiàn)象，且由于發(fā)動(dòng)機(jī)ECU的自診系統(tǒng)一般不能識(shí)別燃油供給故障，所以，故障一般都帶有較強(qiáng)的隱蔽性，這就需要在充分了解燃油供給系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成及工作原理的基礎(chǔ)上，先動(dòng)腦，后動(dòng)手，看、聽、摸、測相結(jié)合，由簡入繁、由外到內(nèi)逐一分段排除，根據(jù)具體的測試數(shù)據(jù)來確定具體的故障點(diǎn)。這樣往往能做到事半功倍的效果。如懷疑供油系有故障時(shí)，可按以下方法的分步操作，可以快速判斷燃油供給系統(tǒng)的故障部位。

（1）在汽油總管上接入汽油壓力表測量油壓，來確定供油有故障。但在拆裝燃油表時(shí)要特別注意安全，以免火災(zāi)及壓力燃油傷人事故的發(fā)生。

（2）利用跨接檢查座的FP和＋B端或直接測量油泵兩端的電壓來確定供油故障是由油泵控制電路還是供油系統(tǒng)造成的。

（3）在確定了燃油供給系統(tǒng)有故障后，再根據(jù)故障現(xiàn)象，依據(jù)供油系統(tǒng)的組成及工作原理來分析故障可能的原因及故障點(diǎn)。

（4）當(dāng)懷疑故障是由油壓調(diào)節(jié)器引起時(shí)，可短時(shí)間阻斷油壓調(diào)節(jié)器的回油，再根據(jù)油壓變化來確定油壓調(diào)節(jié)器是否有故障。

（5）當(dāng)一時(shí)無法確定故障部位時(shí)，可采用分段檢查的方法，即在油泵出口處接一個(gè)燃油壓力表，并使燃油無法流向過濾器。這樣根據(jù)燃油壓力變化可判斷故障是在燃油過濾器之前或其后，以縮小故障范圍。

（6）當(dāng)確定故障是由油泵的泵油壓力不足而造成，可采用測量油泵電阻、電流的綜合檢查方法來判斷故障部位是否是油泵，不可忽視油溫對(duì)泵油量的影響。

隨著轎車的不斷發(fā)展，燃油供給也會(huì)不斷更新。但是不管如何變，只要根據(jù)供油要求及工作特點(diǎn)，掌握工作原理及控制原理，學(xué)會(huì)科學(xué)有效的分析方法，故障就能迎刃而解。

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Discussion on the Trouble?shooting of Fuel Supply System of Toyota’s EFIEngine

ZHAO Zhiguo
（Shenzhen Xinpeng Vocational Senior School，Shenzhen Guangdong 518107，China）

The trouble?shooting of a Toyota PREVIA’s fuel supply system was discussed.The commonmethods of fuel system trouble di?agnosis were introduced.The trouble of the fuel supply system was checked and analyzed.Finally，the trouble was found and excluded.

Electronic fuel injection（EFI）；Trouble diagnosis；Trouble?shooting

2015－08－06

趙治國，男，本科，研究方向?yàn)槠嚲S修。E?mail：38412031＠qq.com。