燃油蒸发控制系统的功用是把汽油箱蒸发出来的汽油蒸气收集起来,再送入发动机内燃烧的控制系统,防止油箱蒸发的汽油蒸气直接散入大气造成污染。燃油蒸发控制系统主要利用活性炭吸附原理,在汽油蒸气散入大气之前采用活性炭加以吸附。当发动机工作时,根据各种运行工况,由控制阀的开启来控制汽油蒸气,活性炭罐内的蒸气再次分离出来,送入发动机内燃烧。
燃油蒸发控制系统有两种控制方式,主要分为真空控制式和电子控制式。电子控制式燃油蒸发控制系统主要由汽油箱、活性炭罐、电磁阀、ECU 及相应的蒸汽管道和真空软管等组成,如图5-2-3所示。
图5-2-3 燃油蒸发控制系统的组成
当燃油箱内产生的蒸气开启活性炭罐的止回阀,流入炭罐内,活性炭吸附炭罐内的蒸发气体。在发动机运转时,被吸收的蒸气又经过炭罐电磁阀,从节气门体的净化孔吸入汽缸中燃烧。其中,炭罐电磁阀由发动机ECU 控制,根据发动机不同工况,ECU发出占空比信号,控制电磁阀开度,进而控制蒸汽的流量。
任务实施
一、PCV检查
(一)作业准备
(二)操作步骤
1.拆卸PCV阀分总成。如图5-2-4所示,使用22mm球节锁紧螺母扳手,拆下PCV阀分总成。
2.检查PCV阀分总成。
(1)将一根洁净的软管安装到PCV阀上。
(2)如图5-2-5 所示,向气缸盖侧吹入空气,检查PCV 阀的工作情况,并记录检查结果。
提示:不要通过阀吸入空气,因为阀内的汽油物质有害你的健康。
图5-2-4 拆卸PCV阀分总成
图5-2-5 检查PCV阀
(3)如图5-2-6 所示,向进气歧管侧吹入空气,检查PCV阀的工作情况,并将检查结果记录在表中。
提示:如果不符合标准,则需更换PCV阀。
(4)从PCV阀上拆下软管。
3.安装PCV阀分总成。
(1)在PCV 阀总成的2 或3 个螺纹上涂抹黏合剂。
(2)如图5-2-7所示,使用球节锁紧螺母扳手安装PCV阀分总成。
图5-2-6 检查PCV阀
图5-2-7 安装PCV阀分总成
提示:不使用球节锁紧螺母扳手时,标准扭矩为20N·m;使用球节锁紧螺母扳手时,标准扭矩为13N·m。
二、EVAP检查
(一)任务内容
丰田1ZR发动机的燃油蒸发控制系统主要由燃油箱、燃油箱加注口盖、炭罐、切断阀和VSV阀等组成,如图5-2-8所示。
图5-2-8 丰田1ZR发动机的燃油蒸发控制系统的组成
(二)作业准备
真空表、常用工具套装等。
(三)操作步骤
1.检查空燃比补偿系统。
(1)连接诊断仪,读取并记录动态数据。
(2)起动发动机,保持2500rpm转速预热空燃比传感器约2分钟。
(3)保持发动机2500rpm转速,检查AFS B1 S1的波形,将测量波形记录在表中。
提示:AFS B1 S1的标准波形如图5-2-9所示,测量的波形会与其稍有不同。
图5-2-9 空燃比传感器波形
(4)保持发动机2500rpm转速,检查并记录O2S B1 S1结果。
提示:O2S B1 S1标准数据应在0~1V之间变化。
2.检查燃油切断转速和重新起动转速。
(1)将发动机的转速增加到2500rpm以上,使用听诊器检查喷油器,应出现“嗒嗒”的工作声音。
(2)当松开油门踏板,发动机转速下降到2500 rpm瞬间,喷油器的工作声音应立即停止;当转速下降到1200 rpm 瞬间,喷油器的工作声音应立即恢复。检查并记录结果。
3.目视检查。如图5-2-10 所示,检查软管连接情况。软管是否有裂纹,管路是否有泄漏,衬垫是否有损坏等,并将检查结果记录在表中。
4.检查燃油蒸发控制系统。
(1)起动发动机,如图5-2-11 所示,断开真空软管。
(2)连接检测仪,选择主动测试(Active Test)菜单,选择Activate the VSV for EVAP Control。
(3)当VSV 打开,断开的真空软管对手指有吸力;当VSV 关闭,断开的真空软管对手指无吸力。检查并记录结果。
(4)退出主动测试模式,重新连接真空软管。
5.检查炭罐。
(1)如图5-2-12 所示,断开1、2 号燃油蒸发管,断开1号炭罐出口软管。
提示:断开管路前要将燃油系统卸压,断开蓄电池负极,断开燃油箱主管分总成。
图5-2-10 EVAP系统目视检查
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图5-2-11 断开VSV阀真空管
图5-2-12 炭罐连接管路
(2)如图5-2-13所示,检查炭罐的通风情况,将B端口关闭,向A端口施加压缩空气,确认空气从C端口流出。
(3)如图5-2-14 所示,检查炭罐止回阀,将C 端口关闭,向A 端口施加压缩空气,确认空气从B端口流出。
(4)如图5-2-15所示,将C端口关闭,使用真空泵向B端口施加真空,保持真空后,观察真空度A。
图5-2-13 检查炭罐的通风情况
图5-2-14 检查单向阀
图5-2-15 检查真空度
三、VSV阀检查
(一)任务内容
1ZR 发动机燃油蒸发控制系统清污控制阀电路原理如图5-2-16 所示,B19-2 端子是VSV 阀的电源,由EFI MAIN 继电器控制,经过EFI No.2 保险丝提供蓄电池电压。再由清污阀VSV 的B19-1 端子送入B31-4 端子,由ECM控制PRG信号搭铁。
图5-2-16 1ZR发动机燃油蒸发控制系统清污控制阀电路原理图
发动机暖机后,ECM改变向清污VSV阀发送的占空比信号,以使进气量与发动机负载、发动机转速、车速等状态相适应。当VSV阀损坏、VSV电路出现断路或短路时,ECM将会存储P0443故障。
(二)作业准备
诊断仪、万用表、测量线若干、常用工具套装等。
(三)操作步骤
1.激活清污VSV控制检查。
(1)起动发动机,如图5-2-17 所示,断开真空软管。
(2)连接检测仪,选择主动测试(Active Test)菜单,选择Activate the VSV for EVAP Control。
(3)VSV打开,断开的真空软管对手指有吸力;VSV关闭,断开的真空软管对手指无吸力。
(4)退出主动测试模式,重新连接真空软管。
2.检查清污VSV。
(1)关闭点火开关,断开清污VSV连接器。
(2)如图5-2-18所示,检查清污VSV的1号和2号端子间电阻。
提示:在20℃时,标准电阻为23~26Ω。如果不符合标准,则需更换清污VSV。
图5-2-17 断开VSV阀真空管
图5-2-18 检查清污VSV电阻
3.检查清污VSV电源电压。
(1)关闭点火开关,断开清污VSV连接器。
(2)打开点火开关,如图5-2-19所示,检查清污VSV的2号端子和车身搭铁之间的电压。
提示:清污VSV 标准电压为9~14V。如果不符合标准,则需更检查EFI NO.2 保险丝阻值。
图5-2-19 检查清污VSV电源电压
图5-2-20 清污VSV信号端子示意图
4.检查清污VSV线路。
(1)关闭点火开关,断开蓄电池负极,断开清污VSV连接器,断开ECM连接器。
(2)如图5-2-20所示的端子编号,找到相应的端子测量电阻,并将测量结果记录在表中。
案例分析
故障现象:一辆行驶里程接近100 000km,搭载1ZR 发动机和AT 自动变速器的2010年丰田卡罗拉轿车。客户反映:该车仪表盘发动机故障指示灯常亮,且发动机怠速运转不稳。
故障检测及诊断:接车后,原地起动发动机,仪表盘故障指示灯常亮不熄,且发动机怠速时有轻微的游车现象,故障现象与客户陈述的一样。
1.用解码器读取故障码。故障码为P0171(系统状态过稀),分析故障原因可能是:(1)进气系统漏气;(2)喷油器堵塞;(3)空气流量计故障;(4)氧传感器故障;(5)燃油系统故障;(6)曲轴箱通风系统漏气。
2.检查发动机动态数据流。
(1)检查燃油修正值,仪器显示长期燃油修正值为32.9%,短期燃油修正值为3.1%,表明混合气过稀。
短期燃油修正是ECU根据氧传感器反馈的空燃比信号对喷油量进行适时修正的过程,修正的喷油量用短期燃油修正值表示。不同汽车厂家对燃油修正值的表示方法不一,有的用百分数表示,0 是喷油量控制中心点,负值表示喷油量正在减少,正值表示喷油量正在增加。
短期燃油修正以监测混合气实际燃烧后的废气为依据。不论是由进气管漏气,空气流量传感器失准;还是由喷油器漏油等造成实际空燃比偏离理论空燃比过大,ECU均会适时进行短期燃油修正。短期燃油修正对喷油量的修正是暂时的,它反映了ECU对供油系统偏差的适时补偿,这种修正会随着发动机某种运行状况的改变而改变,也会随着发动机某种运行状况的消失而消失。因此,短期燃油修正值一般在喷油量控制中心点的两侧波动,ECU不将短期燃油修正值存储在存储器中。
长期燃油修正是ECU根据发动机长期的运行状况进行的一种自适应学习。如果短期燃油修正值不在喷油量控制中心点的两侧波动,而始终偏向一侧,并且持续一段时间内均超出一定数值,如在有些车型上,该数值为3%或-3%,那么ECU会判定供油系统出现偏差,然后ECU会长期在基本喷油量基础上增加或减少一定的喷油量,而这个增加或减少的量即为长期燃油修正值。在长期燃油修正值替代偏离喷油量控制中心点较大的短期燃油修正值后,短期燃油修正值将返回喷油量控制中心点附近。
长期燃油修正值是短期燃油修正值由量变到质变而产生的结果,它使所有短期燃油修正值都维持在特定的参数范围。ECU将长期燃油修正值存储在存储器中,如果发动机再次在类似状况下运行,就可直接使用长期燃油修正值,不必再通过氧传感器的反馈信号对喷油量进行反复修正,从而使混合气的空燃比尽快达到最佳状态。
(2)检查空气流量计数据为1.93 mg/s,偏小。同款正常车辆为2.60mg/s,表明进气系统漏气。
空气流量计装在空气滤清器与节气门体之间的管路上,当节气门体后方至发动机进气门之间的进气道漏气,会使实际进入气缸的空气量增加。而空气流量计却检测不到这个信息,此时电脑仍按空气流量计报告的空气量配置燃油,因而混合气变稀。另外,进气歧管漏气,节气门后方压力升高,流经空气流量计的空气流速降低,空气流量计检测并向电脑报告的进气量会变少,配置的燃油会变少,而实际进气量是增加了,因而混合气会更稀,造成怠速不稳。
3.检查空气流量计安装。检查空气流量计安装无异常,拆下查看内部无异物。
4.检查进气系统。当用化油器清洗剂喷到进气歧管上时,发动机怠速明显变稳,说明进气系统有漏气点,检查曲轴箱通风(PCV)软管连接情况,静听发动机有轻微的“嘶嘶”漏气声,再次使用化油器清洗剂对进气歧管周围喷射找到漏气点,发现真空软管老化产生裂纹和破损。
故障排除:更换真空软管,起动发动机怠速运转正常,读取故障码,系统正常;读取数据流,一切正常。
故障小结:发动机舱内的管件长期处于高温状态,特别容易出现老化开裂等情况而造成真空泄漏。有的管件之间的连接含有橡胶密封圈,再次安装时往往也需要更换新的密封圈,以免安装不良造成漏气。
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