卡罗拉1ZR发动机爆震及怠速抖动故障分析

（佛山华材职业技术学校 528099）

1 故障现象确认

笔者尝试冷车起动发动机，发现丰田卡罗拉1ZR 发动机在起动的过程中出现了如下故障现象：起动机能够正常工作，发动机在起动过程中有运转的迹象，连续多次点火后，发动机偶尔能够正常怠速运转，但是在运转后会出现怠速抖动并且伴随着轻微的爆震现象。

2 故障分析及排除过程

笔者尝试用诊断仪读取该车故障码，发现有如下故障码：P0010——凸轮轴位置“A”执行器电路（组1）；P0102——质量空气流量电路低；P0343——凸轮轴位置传感器“A”电路高输入（图1）。

图1 用诊断仪读取的故障代码

根据以往维修经验，凸轮轴位置传感器以及空气流量计出现故障都会出现起动困难的相关故障现象，根据诊断仪读出的故障码，先对凸轮轴位置传感器进行相关检查。查阅维修手册可以知道，丰田卡罗拉1ZR 发动机总共2 个凸轮轴位置传感器，一个进气凸轮轴的，另一个是排气凸轮轴的。先对传感器进行检查，凸轮轴位置传感器总共3 根线，1 号端子为VVT+（信号线），2 号端子VVT-（信号线），3 号端子VC（5 V 参考电源）。

用万用表直流电压挡测量VC 电源对搭铁电压为5 V，正常。接下来把万用表转到电阻挡测量VVT-对搭铁电阻，显示为无穷大，初步怀疑是凸轮轴位置传感器2 号搭铁端子断路。拔下喷油器插接器后，用测试针从后面贯穿1、2 号端子并用试灯连接VVT+以及VVT-。起动发动机，发现随着发动机运转，并没有出现频闪现象（正常情况应该有），说明凸轮轴位置传感器信号未能传到ECM（发动机控制单元）。

沿着2 号端子寻找相关线束，发现在ECM 的A51 插接器中出现了断路现象，处理后起动发动机。用诊断仪读取故障码，发现凸轮轴传感器相关的故障码已经消失，证明与凸轮轴传感器相关故障已经排除完毕。

接下来只剩下空气流量计电压低这个故障码[1]，连续起动发动机偶尔能运转，且伴随着怠速抖动和爆震。查询空气流量计及其相关线路，按照从简到繁的原则，用试灯先查找空气流量计相关的熔丝，EFI MAIN FUSE 以及EFI NO.2 FUSE 熔丝在点火开关转到ON 挡时均有电。怀疑是空气流量计自身有问题，于是从另外一台实训车拆出空气流量计，用置换法将旧件换了。起动测试，故障依旧。用解码器读取相关故障码，发现出现了新的故障码，空气流量计电压信号高。此时，维修出现了疑惑。难道2 个空气流量计都出现了问题?重新读取原车空气流量计的故障码及数据流，依然是空气流量计电压高，并且进气量停留在0.06 g/s(图2）。

图2 丰田卡罗拉空气流量计数据流

起动后踩加速踏板，发现发动机的转速最高也只能够上升到3 000 r/min，且此时有轻微怠速不稳的现象（发动机转速时高时低），说明空气流量计出现故障后，发动机采用节气门位置传感器代替空气流量计来计算进气量了（丰田卡罗拉的失效保护设置）。既然置换元件没用，那么准备先查电路，查看卡罗拉电路图电控发动机部分，发现空气流量计有5 个端子，其中1、2 号端子连接进气温度传感器，3 号端子是+B（来自EFI 继电器），4号端子连接搭铁，5 号端子是信号（电压从1 ～5 V 变化，随着空气流量的增加电压增大）。用T 型线将空气流量计的元件端及线路端接好，并引出夹子，起动车辆，准备测量5 号端子的变化情况以及相关数据流。

但是这个时候，突然间发现连接好T 型检测线后（T 型线的两头分别连接在传感器的插接器之间，在中间线取信号），起动后发动机的故障现象突然消失了。读取发动机系统故障码及数据流，发现发动机系统无故障码，而空气流量计显示的数据流信号为1.3 g/s。踩下加速踏板，随着发动机转速的升高，空气流量计数据流信号从1.3 g/s 开始慢慢变大（变化规律符合维修手册规定的变化值），并且发动机转速从原来的最高只能到3 000 r/min升高至6 000 ～7 000 r/min，正常，故障现象消失。笔者怀疑是空气流量传感器接触不良引起的故障（用了T 型线把空气流量计插接器之间连接牢靠后，故障自然消失）。仔细检查空气流量计线束端插接器（图3），发现空气流量计3 号端子密封防水保护套有脱出迹象，且线束铜芯有外露现象，怀疑是供电接触不良导致输出信号有误。处理空气流量计线束端插接器，故障排除。

那么，排除故障时替换空气流量计出现电压高的故障又是什么原因呢？带着疑问检查另一辆车的空气流量计（图4），发现插接器4 号端子出现变形。将4 号端子修复后安装到发动机上试车，发动机运转正常[2]。

图3 空气流量计线束端插接器

图4 另一辆车的空气流量计插接器

3 总结

此次排除故障中，车辆和用到的元件都是学生实训用具，由于经常拆装、插接导致元件及线路断路和接触不良。所以在以后上课时要注意学生基本操作规范的培养，而实训的设备也要多维护，否则课堂上容易出现一些意外情况。作为汽车维修从业人员，在修车过程中应该注意每一步操作对汽车元件以及相关零部件的保护和处理，否则容易出现原来的故障没有修好，新的故障又出来的情况，这样浪费人力、物力以及时间。在排除故障的过程中，我们需要多分析、思考并且熟知相关原理才不会走弯路。