摘 要：一輛搭載直列4缸、2.4排量發(fā)動(dòng)機(jī)的10款雷克薩斯ES240 轎車，行駛了20萬(wàn)公里，發(fā)動(dòng)機(jī)故障燈點(diǎn)亮，故障碼P0138。本文通過(guò)實(shí)車實(shí)驗(yàn)，查閱相關(guān)資料，對(duì)比相同款式的試駕車數(shù)據(jù)流，然后將所有數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合分析，最后確定1列1號(hào)空燃比傳感器故障，更換后試車發(fā)現(xiàn)故障碼沒(méi)有再出現(xiàn)，故障排除。

關(guān)鍵詞：空燃比傳感器；氧傳感器；故障碼；數(shù)據(jù)流

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.02.035

1 故障現(xiàn)象

一輛10款雷克薩斯ES240轎車，搭載直列4缸、2.4排量發(fā)動(dòng)機(jī)，行駛20萬(wàn)公里。車主反映，雖然車輛能夠正常行駛，但發(fā)動(dòng)機(jī)故障燈點(diǎn)亮，希望能夠查找一下故障原因。車輛能駕駛無(wú)異常感覺(jué)。

2 故障診斷與排除

2.1 故障點(diǎn)的確定

根據(jù)車主描述，首先進(jìn)行了實(shí)車試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)車輛的確能夠正常行駛，且駕駛過(guò)程中無(wú)明顯異常，但發(fā)動(dòng)機(jī)故障燈點(diǎn)亮。為了進(jìn)一步確定故障點(diǎn)，隨即連接故障診斷儀：讀取故障碼為P0138，故障內(nèi)容描述為：1列2號(hào)氧傳感器輸出高電壓。通過(guò)查閱相關(guān)資料，得出該故障碼的出現(xiàn)，在一定時(shí)間內(nèi)需要滿足兩個(gè)條件：一是加熱型氧傳感器輸出的電壓高于0.59V；二是目標(biāo)空燃比過(guò)稀。滿足以上兩個(gè)條件，該故障碼就會(huì)成立，發(fā)動(dòng)機(jī)故障燈會(huì)點(diǎn)亮。

檢修車輛過(guò)程中，首先檢查了相關(guān)線路，發(fā)現(xiàn)1列2號(hào)氧傳感器到ECM電腦之間的線路無(wú)短路斷路現(xiàn)象；然后查看數(shù)據(jù)流，發(fā)現(xiàn)1列2號(hào)后氧傳感器怠速時(shí)的輸出電壓為0.88V，超出標(biāo)準(zhǔn)范圍。結(jié)合診斷儀所報(bào)故障碼，考慮應(yīng)該是后氧傳感器故障，隨即進(jìn)行了更換，故障碼也成功消除，輸出電壓恢復(fù)到0.4V—0.59V正常范圍。

然而經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的試車后發(fā)現(xiàn)，發(fā)動(dòng)機(jī)故障燈再次點(diǎn)亮，經(jīng)故障診斷儀診斷后，故障內(nèi)容還是1列2號(hào)后氧傳感器輸出高電壓，查看數(shù)據(jù)流發(fā)現(xiàn)1列2號(hào)后氧傳感器怠速時(shí)的輸出電壓重新變回0.88V。顯示此時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)的混合氣又偏濃了。

由此看來(lái)前面沒(méi)有找到真正的故障點(diǎn)，再次查詢相關(guān)資料得出，產(chǎn)生該類故障的故障點(diǎn)可能有以下四處：1、加熱型氧傳感器1列2號(hào)電路短路，即后氧傳感器電路短路；2、加熱型氧傳感器1列2號(hào)本身故障；3、ECM發(fā)動(dòng)機(jī)電腦故障；4、1列1號(hào)空燃比傳感器故障。

由于在前期檢修過(guò)程中已經(jīng)對(duì)第一、第二種可能性進(jìn)行了排查，根據(jù)維修手冊(cè)指示的故障部位，此時(shí)要排查發(fā)動(dòng)機(jī)ECM電腦和1列1號(hào)空燃比傳感器。然而發(fā)動(dòng)機(jī)電腦故障不能輕易地下結(jié)論，同時(shí)又沒(méi)有報(bào)1列1號(hào)空燃比傳感器的故障。維修至此陷入僵局，此時(shí)絕不能再輕易更換零件了。接下來(lái)能想到的就是分析數(shù)據(jù)流了。

2.2 數(shù)據(jù)流的分析

查閱維修手冊(cè)數(shù)據(jù)表得知：1列1號(hào)空燃比傳感器電阻值在20攝氏度時(shí)是1.8至3.4Ω。輸出電壓的測(cè)量范圍是0V至7.99V，正常狀態(tài)下的輸出電壓是2.8V至3.8V，只要測(cè)得數(shù)據(jù)在以上的范圍之內(nèi)發(fā)動(dòng)機(jī)電腦就認(rèn)為該傳感器無(wú)故障。故障車1列1號(hào)空燃比傳感器的電阻值是2.6Ω，輸出電壓是3.2至3.39V。所以故障車的發(fā)動(dòng)機(jī)電腦認(rèn)為1列1號(hào)空燃比傳感器正常，不報(bào)故障；1列2號(hào)氧傳感器的電阻值在20攝氏度時(shí)是11至16Ω。輸出電壓的測(cè)量范圍是0V至1.27V，正常狀態(tài)下的輸出電壓是0.1V至0.9V。測(cè)得數(shù)據(jù)在以上范圍內(nèi)發(fā)動(dòng)機(jī)電腦就認(rèn)為該傳感器無(wú)故障。故障車氧傳感器的電阻是12.6Ω，電阻值正常。輸出電壓是0.88V ，也沒(méi)有超標(biāo)。沒(méi)有超過(guò)該車設(shè)計(jì)的正常狀態(tài)，可是發(fā)動(dòng)機(jī)電腦報(bào)出了該零件輸出的高電壓的故障。問(wèn)題在哪呢？

進(jìn)一步查閱維修手冊(cè)數(shù)據(jù)表得知：該車型的短期燃油修正值，標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量范圍是—100%至99.2%，正常狀態(tài)下是—20%至20%。測(cè)的數(shù)據(jù)在以上范圍之內(nèi)發(fā)動(dòng)機(jī)電腦就認(rèn)為正常無(wú)故障。故障車的燃油修正數(shù)據(jù)是+8%。說(shuō)明：短期燃油修正的目的是使實(shí)際空燃比保持在理論空燃比范圍之內(nèi)。故障車是屬于正在加濃混合氣，屬于多噴油的狀態(tài)；該車型的長(zhǎng)期燃油修正值，標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量范圍是—100%至+99.2%，正常狀態(tài)下是—15%至15%。測(cè)得數(shù)據(jù)在以上范圍之內(nèi)發(fā)動(dòng)機(jī)電腦就認(rèn)為正常無(wú)故障。故障車的長(zhǎng)期燃油修正數(shù)據(jù)是+10%。說(shuō)明：長(zhǎng)期燃油修正是長(zhǎng)期進(jìn)行的總體燃油補(bǔ)償，用于補(bǔ)償短期燃油修正與中心值的持續(xù)偏差。故障車是屬于正在加濃混合氣，屬于往氣缸內(nèi)多噴油。也就是說(shuō)長(zhǎng)期燃油修正和短期燃油修正都是加濃的狀態(tài)。

通過(guò)查閱維修手冊(cè)得知，以上數(shù)據(jù)都在正常標(biāo)準(zhǔn)范圍之內(nèi)，也就是說(shuō)從表面上看發(fā)動(dòng)機(jī)測(cè)得的各項(xiàng)數(shù)據(jù)都是沒(méi)有問(wèn)題的。單純從數(shù)據(jù)上已經(jīng)分析不出什么問(wèn)題了。

在此情況下，找了一輛相同款式的試駕車，讀取試駕車的數(shù)據(jù)流發(fā)現(xiàn)：1列1號(hào)空燃比傳感器在怠速時(shí)的輸出電壓是3.1至3.4V之間變化，1列2號(hào)氧傳感器怠速時(shí)的輸出電壓是0.4V至0.55V之間變化。怠速時(shí)長(zhǎng)期燃油修正和短期燃油修正都是在+/-2%左右變化。

將以上數(shù)據(jù)與故障車數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比后發(fā)現(xiàn)，故障車1列1號(hào)空燃比傳感器怠速時(shí)的輸出電壓比試駕車1列1號(hào)空燃比傳感器怠速時(shí)的輸出電壓偏高，而數(shù)據(jù)偏高意味著故障車的混合氣偏稀。所以故障車的長(zhǎng)期燃油修正和短期燃油修正都是+的，也就是說(shuō)：發(fā)動(dòng)機(jī)電腦給發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸內(nèi)增加噴油量，來(lái)修正混合氣偏稀的現(xiàn)象。

然而1列2號(hào)氧傳感器卻輸出0.88V的高電壓，屬于混合氣偏濃的現(xiàn)象，前面空燃比傳感器報(bào)的偏稀，后面氧傳感器報(bào)的偏濃，這樣看這兩個(gè)數(shù)據(jù)就是矛盾的。再看長(zhǎng)期燃油修正和短期燃油修正都是在給發(fā)動(dòng)機(jī)增加噴油量，也符合1列1號(hào)空燃比傳感器的數(shù)據(jù)。因?yàn)?列1號(hào)空燃比傳感器報(bào)的數(shù)據(jù)是稀的，長(zhǎng)短期燃油修正就給多噴油，

（下轉(zhuǎn)第109頁(yè)）（上接第38頁(yè)）

加濃混合氣。

通過(guò)將所有數(shù)據(jù)綜合分析，懷疑是1列1號(hào)空燃比傳感器損壞，導(dǎo)致其輸出數(shù)據(jù)錯(cuò)誤，發(fā)動(dòng)機(jī)電腦借鑒空燃比的錯(cuò)誤信號(hào)，增加噴油量，最終導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)的真實(shí)工況是混合氣偏濃。通過(guò)調(diào)查研究發(fā)現(xiàn)本款車的發(fā)動(dòng)機(jī)電腦是根據(jù)1列1號(hào)空燃比的輸出數(shù)據(jù)，來(lái)進(jìn)行噴油量的修正。只要1列1號(hào)空燃比傳感器輸出電壓超過(guò)3.34V，就是該傳感器損壞，可是發(fā)動(dòng)機(jī)電腦卻識(shí)別不了該數(shù)據(jù)是有問(wèn)題的，所以會(huì)給發(fā)動(dòng)機(jī)加濃混合氣，這就是惡性循環(huán)，越加越濃。而1列2號(hào)氧傳感器就是最終反映整個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)際工況?；旌蠚饧訚獾揭欢ǔ潭葧r(shí)，該傳感器就會(huì)輸出高電壓，提醒發(fā)動(dòng)機(jī)電腦此時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)的混合氣濃度已經(jīng)超標(biāo)了，故障燈報(bào)警，于是就有了1列2號(hào)氧傳感器輸出高電壓，就是說(shuō)明該發(fā)動(dòng)機(jī)此時(shí)的混合氣，真的很濃。

2.3 故障排除

通過(guò)了以上的分析后，確定1列1號(hào)空燃比傳感器故障。更換后試車發(fā)現(xiàn)故障碼沒(méi)有再出現(xiàn)，怠速時(shí)讀取數(shù)據(jù)流如下：1列1號(hào)空燃比傳感器輸出電壓3.10V—3.33V之間變化。1列2號(hào)氧傳感器輸出電壓在0.40V—0.55V之間變化。長(zhǎng)期燃油修正和短期燃油修正都在+/-2%之間變化。通過(guò)反復(fù)試車后，確定故障徹底排除，客戶提車后跟蹤回訪了幾次，客戶反應(yīng)故障再也沒(méi)有出現(xiàn)，加速順暢，一切正常。至此此車的故障徹底排除。

3 維修小結(jié)

為了節(jié)能和控制尾氣排放，現(xiàn)代電控發(fā)動(dòng)機(jī)均采用空燃比傳感器與后氧傳感器，雙檢測(cè)的形式將尾氣中的氧濃度反饋給發(fā)動(dòng)機(jī)電腦，并形成閉環(huán)控制，從而精確控制空燃比，以達(dá)到發(fā)動(dòng)機(jī)最優(yōu)的工作狀態(tài)。如果其中一個(gè)傳感器出現(xiàn)了故障，都會(huì)使發(fā)動(dòng)機(jī)電腦不能精確控制空燃比，導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)故障燈點(diǎn)亮。通過(guò)維修此車，對(duì)氧傳感器的閉環(huán)控制有了全新的認(rèn)識(shí)，同時(shí)也應(yīng)該更加重視對(duì)數(shù)據(jù)流的綜合分析。在維修過(guò)程中，避免過(guò)分的相信發(fā)動(dòng)機(jī)電腦的自診斷，依據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)故障碼所顯示的故障內(nèi)容進(jìn)行簡(jiǎn)單的換件維修。本文案例中，發(fā)動(dòng)機(jī)的故障盡管是由于1列1號(hào)空燃比傳感器的損壞造成，但由于氧傳感器的閉環(huán)控制，由1列2號(hào)氧傳感器檢測(cè)到了發(fā)動(dòng)機(jī)的異常，并報(bào)警提醒，致使發(fā)動(dòng)機(jī)電腦對(duì)1列2號(hào)氧傳感器進(jìn)行了誤報(bào)，干擾了維修人員的維修思路，從而在維修過(guò)程中走了彎路。綜上，在對(duì)現(xiàn)代電控發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行故障檢修時(shí)，一定要全面分析故障現(xiàn)象，綜合考慮故障原因，抓住數(shù)據(jù)流的微小變化進(jìn)行認(rèn)真分析不輕易放過(guò)，才能找到故障根源。

作者簡(jiǎn)介：張曉亮（1985-），男 ，山東日照人，本科，助教，研究方向：汽車故障檢修。