一辆行驶里程约7.6万km,搭载1UR-FE发动机的2011年雷克萨斯GX460车轿车。该车发动机加速无力,且发动机故障灯和防侧滑指示灯点亮。
故障诊断:接车后首先验证故障现象,上述故障确实存在。用故障检测仪检测,读得的故障代码如图1所示,且无法清除。查看维修资料,得知故障代码P2109的设定条件为:尽管发动机怠速时的实际进气量在正常范围(高达正常值的1.5倍)内,但ISC学习值大约是正常值的3倍。受使用时间和环境的影响,节气门内部会出现沉积物,导致发动机熄火或怠速不稳,因此,发动机控制单元通过调整ISC学习值保持发动机怠速运转所需的进气量。
相关资料:2011年雷克萨斯GX460原厂中文维修手册
查看故障代码P2109的定格数据(图2),发现ISC Learning Value(ISC学习值)为10.99 L/s,明显偏大。拆下进气管,发现节气门脏污严重(图3);清洗节气门并重新设置ISC学习值(同时拆下熔丝EFI和熔丝ETCS,等待60s或更长时间,然后重新安装熔丝即可)后试车,ISC学习值为4.2 L/s,恢复正常,且故障代码P2109可以清除,但故障代码P2440和P2442仍无法清除。
查看维修资料,得知故障代码P2440和P2442的设定条件为:发动机冷启动后,空气开关阀(B1或B2)卡在打开位置约60 s,或在发动机运转期间,空气开关阀(B1或B2)卡在打开位置约5s或者更长时间。为了提高发动机冷启动后的排放性能,该车采用了二次空气喷射系统。如图4所示,发动机控制单元根据发动机冷却液温度、进气量、进气温度、发动机转速等信号,通过二次空气喷射控制器驱动电动空气泵及气缸列1侧(B1)空气开关阀,通过空气开关阀继电器驱动气缸列2侧(B2)空气开关阀,然后空气经空气开关阀进入排气管和三元催化转换器,使排气中的CO和HC进一步燃烧成CO2和H2O。
查看故障代码P2440的定格数据(图5),发现故障发生时空气开关阀状态为“OFF”,空气泵脉冲压力在120 kPa左右,异常。正常情况下,若空气开关阀未打开,应无空气泵脉冲压力,这正好与空气开关阀卡在打开位置的故障代码含义相符。
接下来决定对二次空气喷射系统进行主动测试,观察2个空气开关阀的工作情况。拔下2个空气开关阀上的进气软管;连接故障检测仪,选择手动模式(图6),启动发动机,在同时关闭2个空气开关阀(图7)的情况下,将手放在2个空气开关阀进气端口附近,发现气缸列1侧(B1)空气开关阀进气端口有废气压力脉冲,而气缸列2侧(B2)空气开关阀进气端口无废气压力脉冲,这说明气缸列1侧(B1)空气开关阀确实卡在了打开位置。
拆卸气缸列1侧(B1)空气开关阀,发现其内部有异物(图8),异物摸起来软绵绵的,感觉有点像滤芯,难道是电动空气泵内部的滤芯?于是拆解电动空气泵,发现电动空气泵内部的涡轮叶片损坏(图9),怀疑电动空气泵内的滤芯因高温软化而偏离原位并被卷入涡轮,从而导致涡轮叶片损坏,以及滤芯碎屑堵在气缸列1侧(B1)空气开关阀内,使其无法关闭,造成该车故障。
故障排除清理气缸列1侧(B1)空气开关阀中的异物,更换电动空气泵并清除故障代码后装复试车,发动机加速正常,发动机故障灯不再异常点亮,故障排除。