一辆行驶里程约19万km,搭载4GR-FSE发动机的雷克萨斯IS250C轿车。该车因发动机故障灯异常点亮而进厂维修。
故障诊断:试车发现,启动发动机,发动机故障灯不熄灭。用故障检测仪检测,发现发动机控制单元中存储了2个当前故障代码P0171和P0174(图1),含义为气缸列1和气缸列2混合气浓度过稀。
燃油修正包括短期燃油修正和长期燃油修正。短期燃油修正是指用于将空燃比保持在理论值的燃油补偿,是用来自空燃比传感器的反馈信号指示混合气浓度,是当前状态的反馈数值;而长期燃油修正是在短期燃油修正基础上产生的,是长期对燃油修正的补偿。如果短期燃油修正值与长期燃油修正值之和大于++35%,发动机控制模块认为混合气浓度过稀,存储故障代码P0171和P0174;如果短期燃油修正值与长期燃油修正值之和小于-35%,发动机控制模块认为混合气浓度过浓,存储故障代码P0172和P0175。
查看故障代码P0171的停帧数据流(图2),发现故障发生时气缸列1短期燃油修正值(Short FT #1)约为7.8%,气缸列1长期燃油修正值(Long FT #1)约为35.9%,气缸列1短期燃油修正值与长期燃油修正值之和约为43.7%,大于+35%;气缸列2短期燃油修正值(Short FT #2)约为7.0%,气缸列1长期燃油修正值(Long FT #2)约为39.8%,气缸列2短期燃油修正值与长期燃油修正值之和约为46.8%,也大于+35%。分析至此,说明空燃比传感器反馈给发动机控制单元的混合气浓度确实过稀,推断可能的原因有:空燃比传感器信号失准;空气流量传感器信号失准(测量值小于实际进气量);进气系统漏气;供油压力不足;喷油器堵塞。
用故障检测仪主动测试功能调节发动机怠速时的喷油量,增加25%的喷油量时,空燃比传感器反馈电压由3.3 V变为2.8 V左右;减少12.5%的喷油量时,空燃比传感器反馈电压由3.3 V变为3.7 V左右。测试结果表明空燃比传感器反馈信号正常。对比发动机数据流中的实际燃油压力(Fuel Press)与目标燃油压力(Fuel Pressure Target Value),怠速时均约为4 M Pa,发动机转速达到3 000 r/min时均约为8 MPa,说明供油压力正常。读取发动机怠速时的进气量,约为2.2 g/s,偏低,但加速时进气量能正常变化,暂时排除空气流量传感器信号失准的可能,怀疑进气系统漏气。检查进气系统各个连接卡箍,没有松动的情况;检查曲轴箱强制通风阀(PCV)软管,无任何异常;检查活性炭罐电磁阀,软管连接到位,且活性炭罐电磁阀并未常通。诊断至此,陷入僵局,重新整理维修思路,在反复查看发动机数据流时发现,怠速时气缸列1短期燃油修正值(约为3.1%)与长期燃油修正值(约为39.0%)之和能达到42.1%(图3),而发动机转速达到3 000 r/min时,气缸列1短期燃油修正值(约为-20.3%)与长期燃油修正值(约为37.5%)之和能降低到17.2%(图4),这说明随着发动机转速提高,混合气浓度过稀的状态有所好转。诊断至此,怀疑节气门后端存在漏气现象,因为怠速时节气门后端的真空度最大,漏气量多,而发动机转速提高时,真空度减小,漏气量减小。接着重点检查节气门后端的进气管路,最终发现进气歧管的密封垫没有安装到位且破损,以致怠速时有部分空气未经空气流量传感器进入气缸,导致混合气浓度过稀。
故障排除:更换进气歧管的密封垫并安装到位后试车,发动机故障灯不再异常点亮,且气缸列1和气缸列2的短期燃油修正值和长期燃油修正值均恢复正常,故障排除。