江蘇/陳杰

故障現(xiàn)象：一輛2004年雷克薩斯LS430轎車，行駛里程為320000km，搭載3UZFE的8缸發(fā)動(dòng)機(jī)?？蛻舴从嘲l(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速無(wú)法上升，發(fā)動(dòng)機(jī)故障燈點(diǎn)亮。

故障診斷：與客戶溝通后，才知道該車輛因水溫高導(dǎo)致缸體和缸蓋變形而無(wú)法修復(fù)，之后在修理店更換二手的發(fā)動(dòng)機(jī)總成，據(jù)店內(nèi)的修理工描述，在更換之后發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)良好，發(fā)動(dòng)機(jī)故障燈未點(diǎn)亮，試車動(dòng)力充足，準(zhǔn)備交車的時(shí)候，想清洗下發(fā)動(dòng)機(jī)艙，于是拿水槍沖洗，沖洗之后發(fā)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)故障燈點(diǎn)亮，另外還發(fā)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速無(wú)法上升，轉(zhuǎn)速最高只能達(dá)到2000r/min。于是使用診斷儀查看，發(fā)現(xiàn)是爆震傳感器故障。將進(jìn)氣歧管拆下，檢查爆震傳感器本身和線路，無(wú)任何異常，最終檢查發(fā)現(xiàn)是發(fā)動(dòng)機(jī)ECU有一段被燒蝕。拆下發(fā)動(dòng)機(jī)ECU對(duì)其進(jìn)行修復(fù)，修復(fù)之后故障依舊。又對(duì)機(jī)艙所有的插頭進(jìn)行檢查，無(wú)任何異常，接著維修人員檢查了三元催化器和進(jìn)氣系統(tǒng)，都無(wú)任何異常。維修陷入僵局，尋求筆者求助。

了解基本情況后，決定先驗(yàn)證下故障現(xiàn)象，緩慢踩下加速踏板，最高能到2000r/min，如果將加速踏板一腳踩到底，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速在200～300r/min之間，但是不會(huì)熄火。將加速踏板完全松掉，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速又會(huì)上升到1000r/min，然后恢復(fù)到怠速狀態(tài)。另外排氣管發(fā)出突突的響聲，怠速時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)比較平穩(wěn)，沒(méi)有明顯的抖動(dòng)現(xiàn)象。接著使用診斷儀進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，查看相關(guān)故障碼和數(shù)據(jù)流，如圖1、圖2所示。

圖1 故障碼

從故障碼可以看出，發(fā)動(dòng)機(jī)現(xiàn)在處于過(guò)稀的狀態(tài)，且1列和2列同時(shí)過(guò)稀。查看當(dāng)前數(shù)據(jù)流，可以看出short FT #1 為4.6%（1列短期燃油修正），Long FT#1為21%（1列長(zhǎng)期燃油修正），short FT #2 為5.4%（2列短期燃油修正），Long FT#2為25.7%（2列長(zhǎng)期燃油修正），O2S BIS1（1列1號(hào)氧傳感器的反饋電壓）為0.07V，O2S B2S1（2列1號(hào)氧傳感器的反饋電壓）為0.01V。從以上數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，由于怠速時(shí)短期燃油修正無(wú)任何異常，在10%的可控范圍之內(nèi)，說(shuō)明怠速時(shí)的工況還是良好的，但是長(zhǎng)期燃油修正數(shù)據(jù)明顯超過(guò)極限值，高達(dá)20%以上，說(shuō)明發(fā)動(dòng)機(jī)ECU對(duì)燃油做了一個(gè)長(zhǎng)期的調(diào)整，使其一直保持加濃的狀態(tài)，從數(shù)據(jù)上可以判斷混合氣確實(shí)屬于偏稀的情況。

懷疑的原因：①進(jìn)氣系統(tǒng)漏氣；②炭罐電磁閥；③空氣流量傳感器；④噴油器堵塞；⑤燃油壓力；⑥排氣管漏氣；⑦氧傳感器故障；⑧發(fā)動(dòng)機(jī)ECU。

為了判斷是否是混合氣過(guò)稀，首先做了個(gè)試驗(yàn)，用化油器清洗劑直接噴到空氣殼的進(jìn)氣口處，然后踩加速踏板，發(fā)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速可以上升至6000r/min。從這點(diǎn)就可以判斷出當(dāng)前確實(shí)是混合氣過(guò)稀。接著查看其空氣流量傳感器的數(shù)值，怠速的狀態(tài)下為4.54g/s，正常。為了判斷是不是空氣流量傳感器的問(wèn)題，直接將空氣流量傳感器的插頭拔下，讓其開(kāi)環(huán)控制，但是發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速依舊無(wú)法上升，將加速踏板踩到底依舊為300r/min左右，故障依舊。說(shuō)明不是空氣流量傳感器的問(wèn)題。接著檢查炭罐電磁閥，將其拆下后，使用氣槍進(jìn)行測(cè)試，無(wú)任何異常。檢查節(jié)氣門的所有真空管，無(wú)任何問(wèn)題，人為地將真空管全部堵起來(lái)，故障依舊。另外在怠速狀態(tài)下，并沒(méi)有聽(tīng)到其明顯的漏氣聲音，且1列和2列同時(shí)過(guò)稀，肯定不會(huì)是進(jìn)氣歧管的問(wèn)題，但是因?yàn)橹暗木S修人員拆開(kāi)過(guò)。還是再次將進(jìn)氣歧管拆下進(jìn)行檢查，無(wú)任何異常，因?yàn)檫M(jìn)氣歧管的密封墊是鋼制的，懷疑是密封不良。于是對(duì)所有的密封墊都打膠后再次進(jìn)行安裝，故障依舊。接著檢查噴油器，查看其怠速時(shí)的數(shù)據(jù)，Injector(Port)進(jìn)氣孔噴射的時(shí)間為2.3ms，Injection Volum (Cylinder1)1缸噴油量為0.080mL，從這兩點(diǎn)來(lái)判斷，噴油器的狀態(tài)良好。因?yàn)槿绻麌娪推鞫氯?，其噴射時(shí)間會(huì)增大，其單缸噴油量也會(huì)變大。接著重點(diǎn)檢查氧傳感器是否中毒，為了快速判斷是否是氧傳感器損壞，決定做氧傳感器的主動(dòng)測(cè)試，人為的調(diào)節(jié)噴油量，如圖3、圖4所示。

從圖中可以看出，當(dāng)減小-12.5%噴油量的時(shí)候，其1列和2列氧傳感器的反饋電壓在0.01V左右，而增壓噴油量+12.5%的時(shí)候，其1列和2列氧傳感器的反饋電壓在0.89V左右，說(shuō)明氧傳感器本身無(wú)任何問(wèn)題。接著就開(kāi)始檢查燃油壓力，為了快速判斷是否是燃油壓力的問(wèn)題，決定采用打吊瓶的方法，并連接上燃油壓力表，將燃油壓力調(diào)整到400kPa，將加速踏板踩到底，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速依舊無(wú)法上升，說(shuō)明并不是燃油壓力的問(wèn)題。將車輛頂起來(lái)，再次檢查排氣管沒(méi)有任何漏氣

的情況，檢查其三元催化器無(wú)任何堵塞。直接將三元催化器一段拆下，啟動(dòng)車輛，踩下加速踏板，故障依舊。說(shuō)明排氣系統(tǒng)無(wú)任何故障。難道是發(fā)動(dòng)機(jī)ECU的問(wèn)題？于是讓客戶去廣州購(gòu)買了拆車的二手發(fā)動(dòng)機(jī)ECU，安裝

之后，故障依舊。

圖3 調(diào)節(jié)噴油器1

圖4 調(diào)節(jié)噴油器2

靜下心來(lái)重新思考該問(wèn)題，該檢查的地方都檢查了，還是說(shuō)哪里沒(méi)有檢查到位？混合氣過(guò)稀，無(wú)非就是氣進(jìn)多了，油噴少了，再次觀察數(shù)據(jù)流，如圖5所示。發(fā)現(xiàn)將發(fā)動(dòng)機(jī)穩(wěn)定在2000r/min的時(shí)候，短期燃油修正1列和2列高達(dá)19.5%，而在怠速狀態(tài)下，短期燃油修正在正常范圍之內(nèi)。為什么轉(zhuǎn)速越高，系統(tǒng)顯示越稀呢？不過(guò)，可以肯定的是進(jìn)氣系統(tǒng)不存在漏氣，因?yàn)檗D(zhuǎn)速越高，真空度越小，如果漏氣的話，應(yīng)該漏氣量會(huì)隨著轉(zhuǎn)速的上升而減小。還有什么原因?qū)е罗D(zhuǎn)速越高混合氣越稀呢？越稀說(shuō)明檢測(cè)的氧氣濃度高，是不是燃燒不好呢？于是拆下火花塞檢查，發(fā)現(xiàn)該車使用的平頭火花塞，原本該車使用的是銥金火花塞，并且火花塞頭部嚴(yán)重發(fā)黑（如圖6所示），火花塞間隙也偏大。重新更換一套全新的銥金火花塞后，再次試車，故障有一定的好轉(zhuǎn)，踩下加速踏板能瞬間達(dá)到3000r/min，但是無(wú)法超過(guò)3000r/min。達(dá)到3000r/min后如果再踩踏加速踏板，發(fā)動(dòng)機(jī)就會(huì)出現(xiàn)抖動(dòng)爆震以及往空氣殼回氣的現(xiàn)象，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速依舊無(wú)法超過(guò)3000r/min。加速踏板輕輕一踩就達(dá)到3000r/min，如果將加速踏板踩到底，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速依舊下降到300r/min左右，再次查看數(shù)據(jù)流，系統(tǒng)顯示依舊過(guò)稀。

該檢查的地方都檢查了，ECU也做了替換，但是故障依舊，此時(shí)懷疑是不是當(dāng)時(shí)安裝好發(fā)動(dòng)機(jī)后就出現(xiàn)了故障？還是到底沖洗了發(fā)動(dòng)機(jī)后才出現(xiàn)了故障?還是車子來(lái)維修之前就出現(xiàn)該故障？再次詢問(wèn)維修人員，據(jù)維修人員描述，該車輛來(lái)之前并沒(méi)有進(jìn)行試車，再更換之后，也就是上路跑了跑，并沒(méi)有將加速踏板踩到底或者是將發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速超過(guò)3000r/min，但是提速還是非常好的，現(xiàn)在上路試車，動(dòng)力很差。

考慮到故障的發(fā)生時(shí)間不準(zhǔn)確性，決定還是從最基本的入手，先檢查缸壓，發(fā)現(xiàn)良好，缸壓達(dá)到1000kPa，說(shuō)明發(fā)動(dòng)機(jī)本身不存在任何問(wèn)題?？紤]到混合氣過(guò)稀的原因都檢查過(guò)了，難道是燃燒不好導(dǎo)致混合氣過(guò)稀？詢問(wèn)維修人員，該車輛還動(dòng)過(guò)正時(shí)，將正時(shí)皮帶罩蓋拆下，檢查氣門正時(shí)無(wú)任何問(wèn)題。難道是可變正時(shí)系統(tǒng)或者是點(diǎn)火不好？但是考慮到發(fā)動(dòng)機(jī)ECU沒(méi)有任何故障碼，應(yīng)該配氣正時(shí)這塊沒(méi)有問(wèn)題，嘗試將B1和B2側(cè)的進(jìn)氣可變正時(shí)機(jī)油控制閥的插頭拔下，發(fā)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)就會(huì)出現(xiàn)相關(guān)的DTC。在怠速的狀態(tài)下，使用診斷儀對(duì)B1側(cè)和B2側(cè)的可變正時(shí)機(jī)油控制閥做主動(dòng)測(cè)試，發(fā)動(dòng)機(jī)會(huì)出現(xiàn)抖動(dòng)和熄火的情況，說(shuō)明本身配氣機(jī)構(gòu)正常。點(diǎn)火時(shí)刻從數(shù)據(jù)流來(lái)判斷，如圖7所示。

圖5 數(shù)據(jù)流

圖6 副廠平頭火花塞

圖7 點(diǎn)火時(shí)刻數(shù)據(jù)

點(diǎn)火提前角在11°，無(wú)任何故障。那到底還有什么問(wèn)題？決定還是從混合氣過(guò)稀的角度考慮，已經(jīng)檢查過(guò)排氣肯定沒(méi)問(wèn)題，配氣系統(tǒng)也不存在故障，點(diǎn)火良好，缸壓良好，點(diǎn)火時(shí)刻正常。查閱維修手冊(cè)，混合氣過(guò)稀就只有那么幾個(gè)原因，懷疑是不是哪里沒(méi)有檢查到位？再次檢查進(jìn)氣系統(tǒng)，無(wú)任何問(wèn)題，使用真空表進(jìn)行測(cè)量，真空度良好，再次說(shuō)明進(jìn)氣系統(tǒng)無(wú)任何故障。最終還是回歸到燃油系統(tǒng)上，上次檢查是使用了吊瓶代替了燃油泵，懷疑是不是顯示不準(zhǔn)確？于是重新使用標(biāo)準(zhǔn)的燃油壓力表直接連接到燃油管路上，發(fā)現(xiàn)燃油壓力偏低，只有270kPa。拆下燃油濾芯，發(fā)現(xiàn)燃油濾芯非常臟，重新更換后，再次試車，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速可以上升至6000r/min了，但是，轉(zhuǎn)速提升非常慢，依舊出現(xiàn)爆震以及排氣管發(fā)出突突的響聲。使用燃油壓力表再次檢查，發(fā)現(xiàn)燃油壓力恢復(fù)正常。難道還存在其他的問(wèn)題？之前在檢查的過(guò)程中還發(fā)現(xiàn)了其燃油輸油管彎曲的情況，人為地將油管放正后，故障依舊。所以沒(méi)有去處理，此時(shí)忽然想到這里，決定重新對(duì)燃油輸油管進(jìn)行調(diào)整，重新處理軟管后，發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力恢復(fù)正常，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速可以達(dá)到7000r/min，非常的順暢。至此，故障徹底排除。

故障總結(jié)：該故障并不是由于沖洗機(jī)艙造成的，而是由于多個(gè)故障導(dǎo)致，第一是火花塞燃燒不好，第二是燃油濾芯堵塞，第三是燃油管彎曲。另外，當(dāng)時(shí)使用吊瓶代替燃油泵來(lái)工作，為什么調(diào)整到400kPa時(shí)，故障依舊，除了可能是燃油表不準(zhǔn)確外，更多的原因應(yīng)該還是和火花塞燃燒不好，以及燃油管彎曲導(dǎo)致供油不足有一定關(guān)系。所以說(shuō)這3個(gè)故障點(diǎn)，彼此都有聯(lián)系，處理任何一個(gè)，都不會(huì)徹底解決問(wèn)題。另外，該車輛還檢查了氣門正時(shí)和可變配氣機(jī)構(gòu)，我覺(jué)得這點(diǎn)是多余的，因?yàn)槿绻@2點(diǎn)有問(wèn)題，肯定會(huì)有相關(guān)故障碼出現(xiàn)。最后再次使用診斷儀進(jìn)行查看，短期燃油修正恢復(fù)正常，在10%之內(nèi)，故障徹底排除。