2018年產(chǎn)雷克薩斯RX300混合氣過稀故障的排除

仵宗次

關(guān)鍵詞：混合氣過稀、燃油修正值、進氣系統(tǒng)、清污電磁閥

故障現(xiàn)象：一輛2018年產(chǎn)雷克薩斯典雅版RX300，搭載8AR-FTS發(fā)動機和U661F變速器（4驅(qū)6擋手自一體），行駛里程約為2.9萬km。用戶反映該車發(fā)動機故障燈偶爾會點亮，1個月內(nèi)點亮了4次;每次持續(xù)時間不一樣，最長會持續(xù)1天，最短也有1h左右。如今故障再次出現(xiàn)，發(fā)動機故障燈、主警告燈點亮，多功能顯示屏顯示“4驅(qū)故障將變?yōu)?驅(qū)”、“發(fā)動機保護中性能降低”等信息（圖1）。車輛正常行駛，并沒有影響到駕駛感受。

檢查分析：維修人員接車后試車，故障現(xiàn)象的確如用戶所述。用故障診斷儀檢測，在發(fā)動機控制系統(tǒng)讀取到3個故障碼：P017100——系統(tǒng)太稀（氣缸列1）;P050500——怠速控制系統(tǒng);P117000——噴油性能/進氣口噴油器。對3個故障碼進行分析：P050500是待定故障，暫不做考慮;P117000并不會引起故障燈點亮;所以故障碼“P017100——系統(tǒng)太稀（氣缸列1）”為故障排查主要依據(jù)。

觸發(fā)故障碼P017100的機制是發(fā)動機暖機且空燃比反饋穩(wěn)定時，燃油修正出現(xiàn)誤差，嚴重偏稀（雙程檢測邏輯）。發(fā)生該故障需要2個條件：一是燃油修正值大于48%;二是持續(xù)90s。

查看故障碼P017100的定格數(shù)據(jù)（圖2），可以看出該車的長期燃油修正值和短期燃油修正值之和達到了68%左右，混合氣嚴重過稀。但是當查看當前發(fā)動機怠速運行數(shù)據(jù)流時并沒有發(fā)現(xiàn)異常，短期燃油修正值為2%，長期燃油修正值為5%，符合標準，故障又消失了。這是典型的偶發(fā)故障。

在路試中連接故障診斷儀實時監(jiān)控數(shù)據(jù)流，大約行駛了65km故障再現(xiàn)。此時的怠速轉(zhuǎn)速達到1200r/min，超過正常怠速350r/min;長期燃油修正值不圖1故障出現(xiàn)時儀表板提示信息斷學習，接近54%時基本穩(wěn)定。從數(shù)據(jù)流中可以看出，噴射方式為進氣口噴射，MAP為3.10～3.15g/s（圖3），確認故障是由于混合氣過稀所致。

造成混合氣過稀的原因一般為：反饋檢測不準確、油少和氣多。因此，維修人員首先檢查相關(guān)傳感器的數(shù)據(jù)（圖4）。對空氣流量計進行無風測試（發(fā)動機停機狀態(tài)下讀取空氣流量計的靜態(tài)數(shù)據(jù)），測試值為0.16g/s，正常。采用主動測試，調(diào)節(jié)混合氣濃度在正負12.5%，查看空燃比傳感器的工作狀態(tài)正常（圖5），水溫、燃油高壓側(cè)壓力傳感器數(shù)值顯示在正常范圍。

試車將車速提高至80km/h，長期燃油修正值下降到5%左右，由此可知怠速時的燃油修正值明顯大于中高負荷工況。該發(fā)動機帶有渦輪增壓系統(tǒng)、D-4S雙噴系統(tǒng)，從數(shù)據(jù)流中得知，無論是進氣口噴射還是直接噴射方式都能產(chǎn)生混合氣過稀的故障。怠速時渦輪增壓系統(tǒng)并沒有介入工作，斷開廢棄旁通閥，取消渦輪增壓的介入，故障依舊?；敬_定相關(guān)傳感器沒有故障。

接下來針對“油少”、“氣多”進行分析。這兩者之間有個明顯的區(qū)別，就根據(jù)發(fā)動機負荷的不同會呈現(xiàn)不同的故障現(xiàn)象。小負荷狀態(tài)下進氣量的影響較為明顯，大負荷的狀態(tài)下噴油量的影響較為明顯。同時通過該車的故障主要呈現(xiàn)在發(fā)動機怠速狀態(tài)下（渦輪增壓沒有介入），因此判斷進氣量的影響為主要原因。

影響“氣多”最主要的原因，就是由于進氣系統(tǒng)密封不嚴導致的進氣管路漏氣。使用塑料薄膜將進氣管路中的3個位置進密封測試（圖6），同時檢測數(shù)據(jù)流，長期燃油修正值沒有變化，怠速依然在1200r/min左右。使用化清劑對進氣歧管進行霧化測試，轉(zhuǎn)速沒有改變，說明進氣系統(tǒng)密封正常。整體檢查發(fā)動機的進氣系統(tǒng)，包括燃油蒸發(fā)控制系統(tǒng)（EVAP），當掐住清污軟管，能明顯感受到氣流變化的聲音，說明清污系統(tǒng)存在漏氣故障。

EVAP是把油箱中的燃油蒸氣導入發(fā)動機燃燒（圖7）。發(fā)動機運轉(zhuǎn)時，如果滿足預定條件（閉環(huán)等），則ECM將驅(qū)動打開清污電磁閥，炭罐中存儲的燃油蒸氣經(jīng)過清污后將排入進氣歧管燃燒。ECM通過改變清污電磁閥的占空比，以控制清污氣流流量。?碳罐存在通氣孔與大氣相連通，大氣壓力通過通風孔施加到炭罐內(nèi)，以確保對炭罐施加負壓（真空）時保持清污氣流。當清污電磁閥卡在打開的位置后，就會有過多的空氣進入進氣歧管。拆卸清污電磁閥，通氣檢查發(fā)現(xiàn)該電磁閥存在間歇性密封不嚴的故障（圖8）。

故障排除：更換新的清污電磁閥試車50多km，故障沒有再出現(xiàn)。交車后7天進行回訪，用戶表示一切正常，至此故障排除。

回顧總結(jié)：燃油修正值與反饋補償值有關(guān)，而與基本噴油持續(xù)時間無關(guān)。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偏濃還是偏稀，如果偏濃，則系統(tǒng)調(diào)節(jié)減少燃油噴射量;如果偏稀，則系統(tǒng)調(diào)節(jié)增加燃油噴射量。發(fā)動機之間結(jié)構(gòu)上的差異、隨使用時間造成的磨損以及工作環(huán)境的改變，都會使短期燃油修正值偏離中間值。

長期燃油修正值控制總體燃油補償，用于補償短期燃油修正造成的與中間值的長期偏差。

混合氣過稀或者過濃的故障較為常見，在維修過程中要對原理進行合理分析，通過檢查發(fā)動機相關(guān)數(shù)據(jù)，確定大致方向，不斷縮小檢查范圍，就能更快更好地解決故障。