雷克薩斯NX300H發(fā)動機故障燈點亮

文：陳杰

雷克薩斯NX300H發(fā)動機故障燈點亮

文：陳杰

空氣流量計

故障現(xiàn)象：一輛雷克薩斯NX300H運動型多功能車，搭載2AR-FXE發(fā)動機和混合動力系統(tǒng)，行駛里程2萬km。用戶在本店進行2萬公里基礎保養(yǎng)項目后駕車離開，沒行駛多久，便致電反映儀表上的發(fā)動機故障燈異常點亮，且中央顯示屏上顯示檢查混合動力系統(tǒng)。另外，用戶反映此時踩下加速踏板時，發(fā)動機加速無力，最多只能到60 km/h左右。因為來之前車輛行駛都無任何異常，所以用戶懷疑是在維修保養(yǎng)時由于維修人員錯誤操作導致車輛出現(xiàn)故障。

檢查分析：筆者接車后，首先確認故障現(xiàn)象。儀表發(fā)動機故障指示燈點亮，且有混合動力系統(tǒng)故障的提示。詢問維修人員得知，該車只是做了2萬公里的基礎保養(yǎng)，更換了機油和機油濾清器、空氣濾清器和空調(diào)濾芯。據(jù)此，筆者首先檢查機油量，正常，并且沒有出現(xiàn)漏油的情況，接著使用故障診斷儀對發(fā)動機系統(tǒng)進行檢測，發(fā)現(xiàn)存儲了故障碼“P0171—系統(tǒng)狀態(tài)過淡”，即混合氣過稀。保存故障碼后嘗試刪除，發(fā)現(xiàn)可以正常刪除。于是再次上路試車，發(fā)現(xiàn)沒行駛多久，故障再現(xiàn)，說明故障當前存在。

筆者初步分析可能的故障原因包括：進氣系統(tǒng)漏氣、噴油器總成故障、空氣流量計故障、發(fā)動機冷卻液溫度異常、燃油壓力異常、排氣系統(tǒng)漏氣、空燃比傳感器及其線路故障、PCV閥和軟管故障、碳罐電磁閥長通或者管路安裝錯誤、真空傳感器及其管路故障、發(fā)動機控制單元ECM故障等。

首先來了解一下故障代碼的含義。燃油修正包括短期燃油修正和長期燃油修正。短期燃油修正值是指用于將空燃比持續(xù)保持在理論值的燃油補償值。來自空燃比傳感器的信號指示空燃比與理論空燃比相比是濃還是稀。這使燃油噴射量在空燃比偏濃時減少，在空燃比偏稀時增加。磨損和工作環(huán)境的改變都會使短期燃油修正值偏離中間值。長期燃油修正控制總體燃油補償，用于補償短期燃油修正造成的與中間值的長期偏差。在閉環(huán)燃油控制下，燃油噴射量與ECM 估算的量相偏離，并導致長期燃油修正補償值發(fā)生改變。如果短期燃油修正值持續(xù)出現(xiàn)偏差，則會調(diào)節(jié)長期燃油修正。與ECM 估算的燃油噴射量的偏差也影響燃油修正平均學習值，該學習值是短期燃油修正平均值（燃油反饋補償值）和長期燃油修正平均值（空燃比學習值）的綜合值。如果燃油修正平均學習值超出故障閾值，ECM 將其視為燃油系統(tǒng)發(fā)生故障并存儲故障碼。如果燃油修正平均學習值≥35%或≤-35%，則 ECM 將其視為燃油系統(tǒng)故障（圖1）。

圖1 故障碼的生成原理

筆者觀察此故障碼的停幀數(shù)據(jù)（圖2），發(fā)現(xiàn)short FT#1—短期燃油修正的反饋數(shù)值為-2%，而Long FT#—長期燃油修正為39%，數(shù)值明顯偏大，說明混合氣處于長期嚴重偏稀的狀態(tài)。因為長期燃油修正已經(jīng)超過35%，所以故障燈才會點亮。

由于是混合動力汽車，車輛起動之后，發(fā)動機不會一直運轉(zhuǎn)，為了讓發(fā)動機一直運轉(zhuǎn)，筆者將車輛進入“車輛保養(yǎng)模式”。具體操作如下：將電源模式切換至IG狀態(tài)，踩下2次加速踏板，切換至N擋，再踩下2次加速踏板，之后切換至P擋，再踩下2次油門踏板，儀表中央顯示保養(yǎng)模式，接著踩住制動踏板并按下起動按鈕起動發(fā)動機。

查看當前數(shù)據(jù)流（圖3），發(fā)現(xiàn)short FT#1為-10%，Long FT #1為39%，而無論是短期燃油修正還是長期燃油修正，其標準數(shù)值應該在-10%～+10%左右。因此從燃油修正的數(shù)據(jù)來看，當前狀態(tài)下，混合器存在嚴重偏稀的情況。

接下來，對與進氣系統(tǒng)進行全面檢查，具體步驟如下。

圖2 故障碼及停幀數(shù)據(jù)

(1)檢查進氣管，發(fā)現(xiàn)安裝到位，螺絲和卡子都在正確位置，且沒有松動的情況。檢查進氣管和自然通風管的軟管，沒有損壞和脫落的情況，且在怠速狀態(tài)下并沒有聽到明顯漏氣的聲音。

(2)檢查PCV閥和軟管。PCV閥的軟管沒有任何損壞，在怠速狀態(tài)下，用鯉魚鉗夾住軟管，發(fā)現(xiàn)能聽到閥作動的聲音，說明PCV閥并沒有卡滯的情況。

(3)檢查真空傳感器的管路，沒有任何損壞，且連接到位，通過數(shù)據(jù)流可以觀察到MAP（進氣岐管壓力）的反饋數(shù)值為25 kPa，正常。將車輛熄火，將電源切換至IG狀態(tài)，讀取發(fā)動機的數(shù)據(jù)流MAP（進氣岐管壓力）的壓力為100 kPa，說明真空傳感器本身也不存在任何損壞。

(4)檢查炭罐電磁閥。電磁閥的軟管連接到位，沒有安裝錯誤，且沒有任何損壞。使用氣槍往炭罐電磁閥的一端吹入壓縮空氣，另外一端并沒有空氣流出，說明炭罐電磁閥本身也不存在異常。

從以上檢查可以判斷進氣方面不存在漏氣的情況。

接著檢查空燃比傳感器的反饋數(shù)值是否正常，在保養(yǎng)模式下，觀察其數(shù)據(jù)流AFS Voltage B1S1—空燃比傳感器的反饋數(shù)值為3.293 V。為了判斷該空燃比傳感器是否可以正常工作，使用故障診斷儀進入發(fā)動機系統(tǒng)，主動調(diào)節(jié)噴油量。當主動增加12.5%的噴油量時，AFS Voltage B1S1的反饋電壓為2.287 V（圖4）。當主動減少12.5%的噴油量時，AFS Voltage B1S1的反饋電壓為3.502 V（圖5）。從測試的結(jié)果判斷空燃比傳感氣工作正常。

接著查看怠速時的數(shù)據(jù)流，重點檢查水溫傳感器和空氣流量傳感器的反饋數(shù)值。從數(shù)據(jù)流中得知，MAF（空氣流量計）的反饋數(shù)值為2.31 g/s，在正常范圍之內(nèi)，Coolant Temp—冷卻液溫度的反饋為83℃，也在正常范圍之內(nèi)。

接著重點檢查燃油系統(tǒng)，特別是噴油器和燃油壓力。觀察發(fā)動機怠速時的狀態(tài)，發(fā)動機并沒有異常的抖動現(xiàn)象。觀察數(shù)據(jù)Injector（port）—進氣口噴射時刻為2 016 us，Injection Volum（Cylinder1）—1缸噴油量為0.079 ml。從這2個數(shù)據(jù)來判斷，噴油器沒有出現(xiàn)堵塞的情況，如果出現(xiàn)堵塞，數(shù)值會明顯偏大。連接燃油壓力表，然后直接使用故障診斷儀驅(qū)動燃油泵，觀察燃油壓力，發(fā)現(xiàn)燃油壓力為330 kPa，說明燃油壓力正常。根據(jù)以上檢測判斷燃油系統(tǒng)正常。

將車輛舉升后檢查排氣系統(tǒng)，沒有發(fā)現(xiàn)漏氣的情況，怠速和加速時沒有任何異常的漏氣聲。檢查底盤，也沒有發(fā)現(xiàn)任何磕碰痕跡。

至此，之前懷疑的部位都檢查過了，沒有發(fā)現(xiàn)問題所在，診斷工作一時陷入僵局。

筆者再次與用戶溝通，希望能發(fā)現(xiàn)蛛絲馬跡。用戶反映保養(yǎng)后車輛駕駛一直正常，出故障前并未出現(xiàn)過任何異常狀況，只是中途在加油站添加了一次燃油，但是加油后并沒有感覺到任何的異常情況。根據(jù)用戶所反映的情況，筆者懷疑是燃油品質(zhì)不好導致該車故障。于是將火花塞拆下觀察，但并未發(fā)現(xiàn)異常。

圖3 故障車相關(guān)數(shù)據(jù)流

圖4 主動增加12.5%噴油量后的空燃比數(shù)值

圖5 主動減少12.5%噴油量后的空燃比數(shù)值

還有什么原因?qū)е禄旌掀鬟^稀呢？此時筆者懷疑是節(jié)氣門的問題。從節(jié)氣門的數(shù)據(jù)流來看，其反饋數(shù)據(jù)Throttle Sensor Volt%—節(jié)氣門傳感器的占空比為16%，無任何異常。會不會是節(jié)氣門的實際開度比傳感器反饋的開度要大，所以導致進氣量偏大呢？于是，筆者將節(jié)氣門拆下檢查其翻板，并不存在卡滯情況，清洗之后裝復重新做初始化，發(fā)現(xiàn)故障依舊。

至此，除ECM以外，能想到的故障點都已經(jīng)排除了，但ECM損壞的幾率很低，此時也沒有可以對調(diào)的備件，因此沒有十足的把握確定ECM故障。無奈之下，筆者再次仔細查看發(fā)動機的數(shù)據(jù)流，終于發(fā)現(xiàn)了一個異常點：Atmosphere Pressure—大氣壓力為63 kPa。明明是在平原地帶，正常情況下，其反饋數(shù)值應該在100 kPa。為何大氣壓力的顯示數(shù)據(jù)存在偏差呢？筆者想到此前的檢測中曾測試過進氣壓力傳感器，在不發(fā)動機的情況下數(shù)值反饋在100 kPa，據(jù)此說明大氣壓力的反饋數(shù)據(jù)存在異常。

那大氣壓力的反饋數(shù)值是否對混合氣的濃度產(chǎn)生影響呢？另外大氣壓力是通過什么計算的呢？經(jīng)查詢資料，海拔每升高100 m，大氣壓力就降低1 kPa。據(jù)此計算，63 kPa的大氣壓力對應的海拔高度應為3 700 m。在海拔高的情況下，同樣的進氣量氧氣的密度會降低，因此ECU會減少噴油量，而由于實際的氧氣的含量并沒有下降，因此會造成混合氣過稀。據(jù)此，筆者懷疑ECU檢測的大氣壓力低于實際值，導致噴油量不足，混合氣偏稀。

筆者再次查詢資料，發(fā)現(xiàn)該車ECU內(nèi)并沒有大氣壓力傳感器，而是通過空氣流量計的數(shù)值來計算大氣壓力。因此，空氣流量計的反饋數(shù)值就是關(guān)鍵點，當前MAF（空氣流量計）的反饋數(shù)值為2.31 g/s，筆者懷疑是空氣流量的反饋數(shù)值存在偏差，于是將空氣流量計拆下來進行檢查，果然發(fā)現(xiàn)其內(nèi)部存在異物，于是用氣槍吹干凈后重新安裝，此時再次查看發(fā)動機數(shù)據(jù)流（圖6）。發(fā)現(xiàn)MAF（空氣流量計）的反饋數(shù)值為2.81 g/s，而Atmosphere Pressure—大氣壓力數(shù)值也恢復為101 kPa。短期燃油修正和長期燃油修正也都在標準范圍之內(nèi)。至此故障原因終于水落石出，筆者懷疑是由于保養(yǎng)時拆裝了空氣濾芯，有異物正好落在空氣流量計上，導致了故障的發(fā)生。

圖6 故障排除后的數(shù)據(jù)流

故障排除：清理空氣流量計，故障徹底排除。

陳杰，本刊簽約作者，南通文峰雷克薩斯汽車銷售服務有限公司技術(shù)總監(jiān)、內(nèi)訓師。從事汽車維修工作10年，2012年開始擔任豐田4S店技術(shù)總監(jiān)，2013年開始擔任雷克薩斯4S店任技術(shù)總監(jiān)及內(nèi)訓師，期間獲得4級豐田等級認證，并在全國技能大賽診斷組比賽中獲得優(yōu)秀獎。精通豐田車系故障診斷技術(shù)，并熱衷于總結(jié)維修診斷經(jīng)驗，與維修技術(shù)類期刊讀者分享。