丰田轿车废气再循环控制系统（EGR）故障诊断

李曼莉

摘要：主要介绍一台丰田轿车发动机废气再循环（EGR）控制系统，由于系统内废气温度传感器表面有很多的积碳，造成EGR系统不工作故障的诊断分析与排除过程。

关键词：EGR系统；减少NOX的生成量；控制废气再循环量；废气温度传感器

中图分类号：TB

文献标识码：A

文章编号：1672—3198（2014）21—0197—02

汽车发动机排放的尾气中含有有害物质氮氧化物（NOX），它是由参加燃烧的空气中的N2和O2反应而生成的。废气中NOX的含量与燃烧反应的时间和空气量有关，而且主要是由反应温度决定。因此，降低燃烧反应的温度，NOX的含量也随之下降。目前，降低NOX排放量较有效的装置是废气再循环（EGR）系统。它的作用是将适量发动机燃烧后的废气，引入到发动机进气岐管，与新鲜混合气一起进入燃烧室参加燃烧，以降低发动机的燃烧最高温度，减少NOX的生成量，达到控制其在最低程度的目的。

1故障现象

有一辆丰田CAMARY V6 3.0轿车，发动机型号为美款3VZ-FE。接车时发动机故障灯不亮，但顾客反映该车在持续80km/h以上五分钟后发动机故障灯会亮起，低速行使一段时间后故障灯会自行熄灭。然后进行路试，结果和顾客反映的情况一致。通过调取故障码可以确定是EGR系统出了毛病，但是到底是哪里有问题？一时无法解释。我只好先查阅该车资料，从问题的根本入手解决。

2丰田轿车的EGR系统

2.1废气再循环（EGR）控制系统的工作原理

EGR废气再循环是在发动机工作过程中，将一部分废气引到吸入的新鲜空气（或混合气）中返回气缸进行再循环的方法，该方法被广泛用于减少NOX的排放量。因为废气是惰性气体，在燃烧过程中，废气吸收热量，这样将降低最高燃烧温度，也减少了NOX的生成量，因为NOX主要是在高温富氧的条件下生成的。但是过度的废气再循环将会影响发动机的正常运行，特别是在怠速，低转速小负荷及发动机处于冷态运行时，再循环的废气将会明显降低发动机的性能。因此应根据工况及工作条件的变化自动调整参与再循环的废气量。根据发动机结构不同，进入进气歧管的废气量一般在6%～13%之间变化。

在丰田汽车EGR系统中，发动机的排气压力随着进气量的增加而按比例增大。节气门开度越大，进气量增加越多，一个较高的排气压力作用于EGR阀的恒压室，它将推动EGR真空调节器的膜片向上运动，从而减少了连接真空控制阀（VSV）的进气室的通道面积。因为进气真空作用于节气门体的E孔和R孔（见图1），而真空调节器调节的真空通过VSV作用在EGR阀的真空室上。由于EGR阀真空室内的真空度增大，导致EGR阀门打开，从而把废气引入进气室，和新鲜空气一起进入燃烧室。由于EGR阀的打开，使恒压室压力下降，反过来降低EGR真空调节室的膜片压力，使EGR阀真空室的真空度减小，废气再循环量相对减少。由上述可知，废气再循环系统是根据进气的真空度和排气压力的大小来控制废气再循环量的，也就是随发动机负荷的变化来控制废气再循环的。见图1（1）至（3）。

2.2丰田轿车EGR系统的基本结构和各组成部分的作用

（1）EGR真空调节器。

作用：用于调节EGR阀的真空度，它通过感知废气压力及发动机负荷实现对EGR阀真空控制。

（2）EGR阀。

作用：EGR阀是真空控制的，由EGR真空调节器和真空控制阀控制。当EGR阀开启的时候，进气歧管和排气歧管间的通道接通，废气进入燃烧室，从而降低燃烧室的温度及排放中的NOX的含量。

（3）EGR温控真空控制阀。

作用：通过水温控制真空的通断。（在怠速、暖机、高速等工况下，由ECM控制温控真空控制阀断开）

（4）EGR废气温度传感器。

作用：EGR废气温度传感器测量EGR阀处的废气温度，如果EGR阀开启时，废气未达到高温，发动机故障灯将点亮。

2.3自诊断功能

当控制系统发生故障后组合仪表的CHECK ENGINE警告灯亮起，告知驾驶员出了故障。发动机ECU将该故障以故障码的方式存储起来。

丰田汽车自诊断的读取方法：

（1）点火开关转到ON状态；

（2）拔下短接销；

（3）短接检查接头或者故障诊断插座（TDCL）上的TE1与E1端子；

（4）通过仪表板上的CHECK ENGINE灯的闪烁规律读出故障码。

2.4故障码的含义（略）

2.5故障确认及后续处理

根据故障码，确认故障，故障排除后，将点火钥匙关闭，取下EFI保险丝10秒以上。

3故障的诊断过程

3.1EGR系统的故障码读取

使用自诊断的方法，读出故障码为71，查阅故障码表得知是EGR流量不足故障。

3.2EGR系统各个部件的检查

由故障码表查得的是EGR流量不足故障，首先考虑到可能是EGR阀的真空控制出现故障，先检查EGR阀。

（1）EGR阀的检查。

①发动机怠速运转时，将真空直接加在EGR阀上；

②发动机抖动明显，说明EGR阀起作用；

③为确保EGR阀工作正常，使用一个手提式真空泵，检查真空膜片有无泄漏；

④未发现有泄露出现，说明EGR阀良好，复原所有管路。

在确认EGR阀正常后，我们按照真空控制的线路，又先后检查了EGR温控真空控制阀、EGR真空调节器。

（2）EGR温控真空控制阀的检查。

图2真空控制阀的检查

1.低于35℃；2.空气滤清器；3.空气；4.冷水；5.高于56℃；6.热水

①将冷却液从散热器中排入合适的容器中；

②从旁通出水口上拆下真空控制阀；

③将容器放至在酒精灯上，当温度低于35℃时，将空气吹入管中温控真空控制阀时应是不通的，当加热超过56℃时控制阀开启，然后对其冷却，当低于35℃时真空控制阀关闭；

④以上数据完全与资料吻合，说明温控真空控制阀良好；

⑤在真空控制阀的螺纹上涂上密封胶，重新装上真空控制阀，并用29N·M力矩拧紧。

（3）EGR真空调节器的检查。

①吹干净EGR温控真空调节器的过滤片（见图3）；

②从EGR真空调节器的P、Q和R孔上断开真空软管；

③用手堵住P、R孔，朝Q孔吹气，空气能够从滤片盖自由通过（见图4）；

④当发动机在2500RPM/MIN时，重复（2）到（3）此时受到很大的阻力（见图5）；

⑤上述的检测证明EGR温控真空调节器良好，复原所有管路。

在确认真空控制部分无故障后，最后我们又检查了废气温度传感器。

（4）EGR废气温度传感器的检查。

①测试EGR废气温度传感器。

从车上拆下EGR废气温度传感器后，发现表面积碳严重，估计故障原因就在此，随即用小刀轻轻的刮去EGR废气温度传感器表面厚厚的积碳，然后对其进行检测（见图6），检测结果如下：

图6EGR废气温度传感器的测试

各温度下的实测电阻是：标准电阻如下：

50℃：81kΩ；50℃：64kΩ～97kΩ

100℃：14kΩ100℃：11kΩ～16kΩ

150℃：3.1kΩ150℃：2kΩ～4kΩ

②从上面的电阻测量可以看出数据正常，于是重新装回EGR废气温度传感器，消除故障码，起动发动机加速至80km/h，五分钟后未见故障灯亮起，十分种后也未见故障等亮起，故障排除。

③鉴于EGR废气温度传感器的积碳严重，决定对EGR系统废气留经管道进行清理、清洗。并使用机油清洁剂对EGR阀的枢轴进行清洁，从而彻底的杜绝EGR系统类似毛病的出现。

4分析造成故障的原因

由于EGR废气温度传感器表面有很多的积碳，积碳阻碍了传感器与废气的直接接触，最终导致感温不良，而发动机加速至80km/h持续五分钟后，发动机的EGR系统已经开始工作，EGR阀已经打开，但废气温度传感器传回的温度未达到高温，所以ECM在将传回的温度值与标准的温度值比较后，认为有故障（废气流通不畅），在ECM存储器内存储故障码71，且“CHECK ENGINE”点亮。在发动机低速运行一段时间后，发动机ECM控制真空控制阀断开，EGR系统不工作，所以故障灯又熄灭，这也是在接车时我们所观察到的故障现象。

5结论

通过维修这辆丰田CAMARY V6 3.0汽车，使我比较深入的了解了该车的EGR系统的结构原理和检测方法。同时也总结出一套对疑难杂症的诊断方法和诊断思路。在与其他企业师傅交流的过程中，也得知他们维修过此种现象的故障车，且都是废气温度传感器积碳过多。因此，对于丰田佳美V6 3.0轿车，如果出现上述故障现象，可直接检查废气温度传感器，这样，也许会节省您宝贵的时间。

参考文献

[1]白崤等.丰田轿车结构与维修[M].沈阳：辽宁科技出版社，1999.

[2]杨可.丰田佳美2.2/3.0轿车维修手册[M].沈阳：辽宁科技出版社，1999.