缸内直喷的丰田卡罗拉1.2T怠速不稳解析

缸内直喷的丰田卡罗拉1.2T怠速不稳解析作者：王志欣刘聪娜卢欣欣张沙沙
来源：《时代汽车》2021年第08期
摘要：一辆2020款丰田卡罗拉1.2T汽车，行驶里程为1000KM ，出现怠速不稳甚至熄火，经过专用诊断仪测试，汽车的高压燃油压力最高为16MPA，小于正常的20PMA，而且高压压力值随着怠速时间延长逐渐下降，甚至达到0.2MPA，启动时不容易着车，反复启动着车正常，高压压力无规律波动，更换高压油泵故障仍出现，高压油泵属于日本两个汽车配件厂生产，此故障曾在同类车型出现，丰田制造厂已经启动调研程序。

关键词：高压压力丰田卡罗拉1.2T 高压油泵数据流怠速
1 前言
一辆2020款丰田卡罗拉1.2T汽车，行驶累计里程为1000KM，出现怠速不稳甚至熄火，该车曾因此更换过喷油器、高压油泵，但是故障依然出现，此类故障出现频率较高， 4S店维修遇到了瓶颈，目前丰田已经启动了调研程序。

首先来了解一下缸内直喷发动机的特点及应用情况：
缸内直喷发动机的优点是经济性能好，升功率较大，能实现稀薄燃烧，空燃比能够达到40：1，压缩比高达12，与同排量的一般发动机相比功率与扭矩都提高了10%，近年来随着各项电子系统的控制技术的进步，电子控制单元对于进气量与喷油时机的判读与控制也更加精准，燃烧效率大幅提升，发动机能够产生更大动力，对于環保和节能都有益。

缸内直喷发动机对燃油质量要求比较高，需要使用更高标号的燃油。

目前缸内直喷发动机技术得到了广泛的普及和应用，不同品牌的汽车简称不同，但是工作原理雷同，奔驰简称CGI/ BlueDIRECT、表1列举了不同品牌缸内直喷发动机的故障案例。

宝马简称为HPI、奥迪涡轮增压的缸内直喷发动机简称为TFSI、大众涡轮增压的缸内直喷发动机TSI、通用简称为SIDI、福特简称为EcoBoost、本田简称Earth Dreams Technology （地球梦）、尼桑简称DIG、马自达简称SKYACTIV（创驰蓝天）、现代简称GDI等。

虽然缸内直喷发动机在不同品牌的汽车简称不同，但是结构、组成和工作原理雷同，所以研究丰田卡罗拉缸内直喷发动机怠速不稳的故障，具有一定的代表性和现实意义，为其他车型解决类似故障可以提供一定的参考。

2 丰田卡罗拉1.2T的燃油高压压力数据采集
丰田卡罗拉1.2T发动机属于带涡轮增压的缸内直喷发动机，丰田简称D4，为了快速诊断汽车故障，汽车维修技师和笔者使用了丰田专用的诊断仪（图1所示）进行了数据流采集，发动机高压燃油压力启动时为17MPA，笔者、客户与维修技师一起目睹了高压油压从17MPA无规律的降压和升压（表2所示），最后逐渐降压据慢慢降到了0.2MPA。

图3所示为故障车辆启动后的初始高压压力数据，可以看到高压燃油压力只在17MPA。

表1中是数据流读取视频截取的部分高压数据，从中我们可以分析高压压力的变化特征。

为了对比分析，我们启动一个正常的丰田卡罗拉1.2T发动机，使用丰田专用诊断仪分析了该车的高压数据流，结果发现该车的高压油压怠速初始值16MPA左右，在启动后数据时降时升，油压在20MPA以下变化，该车怠速正常。

在汽车服务顾问的协调下我们更换了故障车辆的高压油泵，并启动车辆，采集高压数据流（表2所示），高压燃油压力值仍然为17MPA 左右，在加速时油压可以达到30MPA，然后怠速状态时油压逐渐降低至16MPA左右。

更换过高压油泵（图2所示）的1.2T卡罗拉怠速还正常吗？经过跟踪调查，故障依旧。

此类故障在丰田卡罗拉、丰田霸道曾经出现过，且这些车辆均为缸内直喷发动机，经测试一辆丰田霸道车怠速时高压数值最低降到了9MPA。

3 故障分析
通过表2数据流分析，发动机整体与高压系统分析（图6所示），丰田卡罗拉1.2T发动机能够建立起燃油高压压力，加速时高压能够达到30MPA，即使油压达到0.2MPA后，汽车能够通过反复启动着车，这意味着高压油泵的驱动部分不存在故障;高压油泵安装有燃油压力调节器（图4、图5所示），燃油压力调节器属于占空比电磁阀控制方式，通过数据流分析，电磁阀在反复泄压、增压，从而看到了怠速油压变换频繁，无规律的降压和增压，即使新车也如此;在高压油轨（图5所示）上安装有燃油压力传感器，此传感器需要经受几十兆帕的高压负荷，如果设计、选材、制造等出现问题，将会导致信号数据的不可靠性，发动机控制单元接收到此信息，将会导致燃油压力调节器无规律调节高压油压。

4 结论
建议丰田汽车制造厂家，首先考虑通过试验改变燃油压力调节器的占空比的控制参数，其次要验证燃油压力调节器、燃油压力传感器的材料、加工工艺，设计的科学性和可靠性，并拿出改进方案。

参考文献：
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