雷克薩斯ES240空燃比傳感器故障診斷排除

摘 要：一輛搭載直列4缸、2.4排量發動機的10款雷克薩斯ES240 轎車，行駛了20萬公里，發動機故障燈點亮，故障碼P0138。本文通過實車實驗，查閱相關資料，對比相同款式的試駕車數據流，然后將所有數據進行綜合分析，最后確定1列1號空燃比傳感器故障，更換后試車發現故障碼沒有再出現，故障排除。

關鍵詞：空燃比傳感器；氧傳感器；故障碼；數據流

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.02.035

1 故障現象

一輛10款雷克薩斯ES240轎車，搭載直列4缸、2.4排量發動機，行駛20萬公里。車主反映，雖然車輛能夠正常行駛，但發動機故障燈點亮，希望能夠查找一下故障原因。車輛能駕駛無異常感覺。

2 故障診斷與排除

2.1 故障點的確定

根據車主描述，首先進行了實車試驗，發現車輛的確能夠正常行駛，且駕駛過程中無明顯異常，但發動機故障燈點亮。為了進一步確定故障點，隨即連接故障診斷儀：讀取故障碼為P0138，故障內容描述為：1列2號氧傳感器輸出高電壓。通過查閱相關資料，得出該故障碼的出現，在一定時間內需要滿足兩個條件：一是加熱型氧傳感器輸出的電壓高于0.59V；二是目標空燃比過稀。滿足以上兩個條件，該故障碼就會成立，發動機故障燈會點亮。

檢修車輛過程中，首先檢查了相關線路，發現1列2號氧傳感器到ECM電腦之間的線路無短路斷路現象；然后查看數據流，發現1列2號后氧傳感器怠速時的輸出電壓為0.88V，超出標準范圍。結合診斷儀所報故障碼，考慮應該是后氧傳感器故障，隨即進行了更換，故障碼也成功消除，輸出電壓恢復到0.4V—0.59V正常范圍。

然而經過一段時間的試車后發現，發動機故障燈再次點亮，經故障診斷儀診斷后，故障內容還是1列2號后氧傳感器輸出高電壓，查看數據流發現1列2號后氧傳感器怠速時的輸出電壓重新變回0.88V。顯示此時發動機的混合氣又偏濃了。

由此看來前面沒有找到真正的故障點，再次查詢相關資料得出，產生該類故障的故障點可能有以下四處：1、加熱型氧傳感器1列2號電路短路，即后氧傳感器電路短路；2、加熱型氧傳感器1列2號本身故障；3、ECM發動機電腦故障；4、1列1號空燃比傳感器故障。

由于在前期檢修過程中已經對第一、第二種可能性進行了排查，根據維修手冊指示的故障部位，此時要排查發動機ECM電腦和1列1號空燃比傳感器。然而發動機電腦故障不能輕易地下結論，同時又沒有報1列1號空燃比傳感器的故障。維修至此陷入僵局，此時絕不能再輕易更換零件了。接下來能想到的就是分析數據流了。

2.2 數據流的分析

查閱維修手冊數據表得知：1列1號空燃比傳感器電阻值在20攝氏度時是1.8至3.4Ω。輸出電壓的測量范圍是0V至7.99V，正常狀態下的輸出電壓是2.8V至3.8V，只要測得數據在以上的范圍之內發動機電腦就認為該傳感器無故障。故障車1列1號空燃比傳感器的電阻值是2.6Ω，輸出電壓是3.2至3.39V。所以故障車的發動機電腦認為1列1號空燃比傳感器正常，不報故障；1列2號氧傳感器的電阻值在20攝氏度時是11至16Ω。輸出電壓的測量范圍是0V至1.27V，正常狀態下的輸出電壓是0.1V至0.9V。測得數據在以上范圍內發動機電腦就認為該傳感器無故障。故障車氧傳感器的電阻是12.6Ω，電阻值正常。輸出電壓是0.88V ，也沒有超標。沒有超過該車設計的正常狀態，可是發動機電腦報出了該零件輸出的高電壓的故障。問題在哪呢？

進一步查閱維修手冊數據表得知：該車型的短期燃油修正值，標準測量范圍是—100%至99.2%，正常狀態下是—20%至20%。測的數據在以上范圍之內發動機電腦就認為正常無故障。故障車的燃油修正數據是+8%。說明：短期燃油修正的目的是使實際空燃比保持在理論空燃比范圍之內。故障車是屬于正在加濃混合氣，屬于多噴油的狀態；該車型的長期燃油修正值，標準測量范圍是—100%至+99.2%，正常狀態下是—15%至15%。測得數據在以上范圍之內發動機電腦就認為正常無故障。故障車的長期燃油修正數據是+10%。說明：長期燃油修正是長期進行的總體燃油補償，用于補償短期燃油修正與中心值的持續偏差。故障車是屬于正在加濃混合氣，屬于往氣缸內多噴油。也就是說長期燃油修正和短期燃油修正都是加濃的狀態。

通過查閱維修手冊得知，以上數據都在正常標準范圍之內，也就是說從表面上看發動機測得的各項數據都是沒有問題的。單純從數據上已經分析不出什么問題了。

在此情況下，找了一輛相同款式的試駕車，讀取試駕車的數據流發現：1列1號空燃比傳感器在怠速時的輸出電壓是3.1至3.4V之間變化，1列2號氧傳感器怠速時的輸出電壓是0.4V至0.55V之間變化。怠速時長期燃油修正和短期燃油修正都是在+/-2%左右變化。

將以上數據與故障車數據進行對比后發現，故障車1列1號空燃比傳感器怠速時的輸出電壓比試駕車1列1號空燃比傳感器怠速時的輸出電壓偏高，而數據偏高意味著故障車的混合氣偏稀。所以故障車的長期燃油修正和短期燃油修正都是+的，也就是說：發動機電腦給發動機汽缸內增加噴油量，來修正混合氣偏稀的現象。

然而1列2號氧傳感器卻輸出0.88V的高電壓，屬于混合氣偏濃的現象，前面空燃比傳感器報的偏稀，后面氧傳感器報的偏濃，這樣看這兩個數據就是矛盾的。再看長期燃油修正和短期燃油修正都是在給發動機增加噴油量，也符合1列1號空燃比傳感器的數據。因為1列1號空燃比傳感器報的數據是稀的，長短期燃油修正就給多噴油，

（下轉第109頁）（上接第38頁）

加濃混合氣。

通過將所有數據綜合分析，懷疑是1列1號空燃比傳感器損壞，導致其輸出數據錯誤，發動機電腦借鑒空燃比的錯誤信號，增加噴油量，最終導致發動機的真實工況是混合氣偏濃。通過調查研究發現本款車的發動機電腦是根據1列1號空燃比的輸出數據，來進行噴油量的修正。只要1列1號空燃比傳感器輸出電壓超過3.34V，就是該傳感器損壞，可是發動機電腦卻識別不了該數據是有問題的，所以會給發動機加濃混合氣，這就是惡性循環，越加越濃。而1列2號氧傳感器就是最終反映整個發動機的實際工況?；旌蠚饧訚獾揭欢ǔ潭葧r，該傳感器就會輸出高電壓，提醒發動機電腦此時發動機的混合氣濃度已經超標了，故障燈報警，于是就有了1列2號氧傳感器輸出高電壓，就是說明該發動機此時的混合氣，真的很濃。

2.3 故障排除

通過了以上的分析后，確定1列1號空燃比傳感器故障。更換后試車發現故障碼沒有再出現，怠速時讀取數據流如下：1列1號空燃比傳感器輸出電壓3.10V—3.33V之間變化。1列2號氧傳感器輸出電壓在0.40V—0.55V之間變化。長期燃油修正和短期燃油修正都在+/-2%之間變化。通過反復試車后，確定故障徹底排除，客戶提車后跟蹤回訪了幾次，客戶反應故障再也沒有出現，加速順暢，一切正常。至此此車的故障徹底排除。

3 維修小結

為了節能和控制尾氣排放，現代電控發動機均采用空燃比傳感器與后氧傳感器，雙檢測的形式將尾氣中的氧濃度反饋給發動機電腦，并形成閉環控制，從而精確控制空燃比，以達到發動機最優的工作狀態。如果其中一個傳感器出現了故障，都會使發動機電腦不能精確控制空燃比，導致發動機故障燈點亮。通過維修此車，對氧傳感器的閉環控制有了全新的認識，同時也應該更加重視對數據流的綜合分析。在維修過程中，避免過分的相信發動機電腦的自診斷，依據發動機故障碼所顯示的故障內容進行簡單的換件維修。本文案例中，發動機的故障盡管是由于1列1號空燃比傳感器的損壞造成，但由于氧傳感器的閉環控制，由1列2號氧傳感器檢測到了發動機的異常，并報警提醒，致使發動機電腦對1列2號氧傳感器進行了誤報，干擾了維修人員的維修思路，從而在維修過程中走了彎路。綜上，在對現代電控發動機進行故障檢修時，一定要全面分析故障現象，綜合考慮故障原因，抓住數據流的微小變化進行認真分析不輕易放過，才能找到故障根源。

作者簡介：張曉亮（1985-），男 ，山東日照人，本科，助教，研究方向：汽車故障檢修。