2004年雷克薩斯LS430發動機轉速無法上升

江蘇/陳杰

故障現象：一輛2004年雷克薩斯LS430轎車，行駛里程為320000km，搭載3UZFE的8缸發動機。客戶反映發動機轉速無法上升，發動機故障燈點亮。

故障診斷：與客戶溝通后，才知道該車輛因水溫高導致缸體和缸蓋變形而無法修復，之后在修理店更換二手的發動機總成，據店內的修理工描述，在更換之后發動機運轉良好，發動機故障燈未點亮，試車動力充足，準備交車的時候，想清洗下發動機艙，于是拿水槍沖洗，沖洗之后發現發動機故障燈點亮，另外還發現發動機轉速無法上升，轉速最高只能達到2000r/min。于是使用診斷儀查看，發現是爆震傳感器故障。將進氣歧管拆下，檢查爆震傳感器本身和線路，無任何異常，最終檢查發現是發動機ECU有一段被燒蝕。拆下發動機ECU對其進行修復，修復之后故障依舊。又對機艙所有的插頭進行檢查，無任何異常，接著維修人員檢查了三元催化器和進氣系統，都無任何異常。維修陷入僵局，尋求筆者求助。

了解基本情況后，決定先驗證下故障現象，緩慢踩下加速踏板，最高能到2000r/min，如果將加速踏板一腳踩到底，發動機轉速在200～300r/min之間，但是不會熄火。將加速踏板完全松掉，發動機轉速又會上升到1000r/min，然后恢復到怠速狀態。另外排氣管發出突突的響聲，怠速時發動機轉速運轉比較平穩，沒有明顯的抖動現象。接著使用診斷儀進入發動機系統，查看相關故障碼和數據流，如圖1、圖2所示。

圖1 故障碼

從故障碼可以看出，發動機現在處于過稀的狀態，且1列和2列同時過稀。查看當前數據流，可以看出short FT #1 為4.6%（1列短期燃油修正），Long FT#1為21%（1列長期燃油修正），short FT #2 為5.4%（2列短期燃油修正），Long FT#2為25.7%（2列長期燃油修正），O2S BIS1（1列1號氧傳感器的反饋電壓）為0.07V，O2S B2S1（2列1號氧傳感器的反饋電壓）為0.01V。從以上數據進行分析，由于怠速時短期燃油修正無任何異常，在10%的可控范圍之內，說明怠速時的工況還是良好的，但是長期燃油修正數據明顯超過極限值，高達20%以上，說明發動機ECU對燃油做了一個長期的調整，使其一直保持加濃的狀態，從數據上可以判斷混合氣確實屬于偏稀的情況。

懷疑的原因：①進氣系統漏氣；②炭罐電磁閥；③空氣流量傳感器；④噴油器堵塞；⑤燃油壓力；⑥排氣管漏氣；⑦氧傳感器故障；⑧發動機ECU。

為了判斷是否是混合氣過稀，首先做了個試驗，用化油器清洗劑直接噴到空氣殼的進氣口處，然后踩加速踏板，發現發動機轉速可以上升至6000r/min。從這點就可以判斷出當前確實是混合氣過稀。接著查看其空氣流量傳感器的數值，怠速的狀態下為4.54g/s，正常。為了判斷是不是空氣流量傳感器的問題，直接將空氣流量傳感器的插頭拔下，讓其開環控制，但是發動機轉速依舊無法上升，將加速踏板踩到底依舊為300r/min左右，故障依舊。說明不是空氣流量傳感器的問題。接著檢查炭罐電磁閥，將其拆下后，使用氣槍進行測試，無任何異常。檢查節氣門的所有真空管，無任何問題，人為地將真空管全部堵起來，故障依舊。另外在怠速狀態下，并沒有聽到其明顯的漏氣聲音，且1列和2列同時過稀，肯定不會是進氣歧管的問題，但是因為之前的維修人員拆開過。還是再次將進氣歧管拆下進行檢查，無任何異常，因為進氣歧管的密封墊是鋼制的，懷疑是密封不良。于是對所有的密封墊都打膠后再次進行安裝，故障依舊。接著檢查噴油器，查看其怠速時的數據，Injector(Port)進氣孔噴射的時間為2.3ms，Injection Volum (Cylinder1)1缸噴油量為0.080mL，從這兩點來判斷，噴油器的狀態良好。因為如果噴油器堵塞，其噴射時間會增大，其單缸噴油量也會變大。接著重點檢查氧傳感器是否中毒，為了快速判斷是否是氧傳感器損壞，決定做氧傳感器的主動測試，人為的調節噴油量，如圖3、圖4所示。

從圖中可以看出，當減小-12.5%噴油量的時候，其1列和2列氧傳感器的反饋電壓在0.01V左右，而增壓噴油量+12.5%的時候，其1列和2列氧傳感器的反饋電壓在0.89V左右，說明氧傳感器本身無任何問題。接著就開始檢查燃油壓力，為了快速判斷是否是燃油壓力的問題，決定采用打吊瓶的方法，并連接上燃油壓力表，將燃油壓力調整到400kPa，將加速踏板踩到底，發動機轉速依舊無法上升，說明并不是燃油壓力的問題。將車輛頂起來，再次檢查排氣管沒有任何漏氣

的情況，檢查其三元催化器無任何堵塞。直接將三元催化器一段拆下，啟動車輛，踩下加速踏板，故障依舊。說明排氣系統無任何故障。難道是發動機ECU的問題？于是讓客戶去廣州購買了拆車的二手發動機ECU，安裝

之后，故障依舊。

圖3 調節噴油器1

圖4 調節噴油器2

靜下心來重新思考該問題，該檢查的地方都檢查了，還是說哪里沒有檢查到位？混合氣過稀，無非就是氣進多了，油噴少了，再次觀察數據流，如圖5所示。發現將發動機穩定在2000r/min的時候，短期燃油修正1列和2列高達19.5%，而在怠速狀態下，短期燃油修正在正常范圍之內。為什么轉速越高，系統顯示越稀呢？不過，可以肯定的是進氣系統不存在漏氣，因為轉速越高，真空度越小，如果漏氣的話，應該漏氣量會隨著轉速的上升而減小。還有什么原因導致轉速越高混合氣越稀呢？越稀說明檢測的氧氣濃度高，是不是燃燒不好呢？于是拆下火花塞檢查，發現該車使用的平頭火花塞，原本該車使用的是銥金火花塞，并且火花塞頭部嚴重發黑（如圖6所示），火花塞間隙也偏大。重新更換一套全新的銥金火花塞后，再次試車，故障有一定的好轉，踩下加速踏板能瞬間達到3000r/min，但是無法超過3000r/min。達到3000r/min后如果再踩踏加速踏板，發動機就會出現抖動爆震以及往空氣殼回氣的現象，發動機轉速依舊無法超過3000r/min。加速踏板輕輕一踩就達到3000r/min，如果將加速踏板踩到底，發動機轉速依舊下降到300r/min左右，再次查看數據流，系統顯示依舊過稀。

該檢查的地方都檢查了，ECU也做了替換，但是故障依舊，此時懷疑是不是當時安裝好發動機后就出現了故障？還是到底沖洗了發動機后才出現了故障?還是車子來維修之前就出現該故障？再次詢問維修人員，據維修人員描述，該車輛來之前并沒有進行試車，再更換之后，也就是上路跑了跑，并沒有將加速踏板踩到底或者是將發動機轉速超過3000r/min，但是提速還是非常好的，現在上路試車，動力很差。

考慮到故障的發生時間不準確性，決定還是從最基本的入手，先檢查缸壓，發現良好，缸壓達到1000kPa，說明發動機本身不存在任何問題。考慮到混合氣過稀的原因都檢查過了，難道是燃燒不好導致混合氣過稀？詢問維修人員，該車輛還動過正時，將正時皮帶罩蓋拆下，檢查氣門正時無任何問題。難道是可變正時系統或者是點火不好？但是考慮到發動機ECU沒有任何故障碼，應該配氣正時這塊沒有問題，嘗試將B1和B2側的進氣可變正時機油控制閥的插頭拔下，發現發動機就會出現相關的DTC。在怠速的狀態下，使用診斷儀對B1側和B2側的可變正時機油控制閥做主動測試，發動機會出現抖動和熄火的情況，說明本身配氣機構正常。點火時刻從數據流來判斷，如圖7所示。

圖5 數據流

圖6 副廠平頭火花塞

圖7 點火時刻數據

點火提前角在11°，無任何故障。那到底還有什么問題？決定還是從混合氣過稀的角度考慮，已經檢查過排氣肯定沒問題，配氣系統也不存在故障，點火良好，缸壓良好，點火時刻正常。查閱維修手冊，混合氣過稀就只有那么幾個原因，懷疑是不是哪里沒有檢查到位？再次檢查進氣系統，無任何問題，使用真空表進行測量，真空度良好，再次說明進氣系統無任何故障。最終還是回歸到燃油系統上，上次檢查是使用了吊瓶代替了燃油泵，懷疑是不是顯示不準確？于是重新使用標準的燃油壓力表直接連接到燃油管路上，發現燃油壓力偏低，只有270kPa。拆下燃油濾芯，發現燃油濾芯非常臟，重新更換后，再次試車，發動機轉速可以上升至6000r/min了，但是，轉速提升非常慢，依舊出現爆震以及排氣管發出突突的響聲。使用燃油壓力表再次檢查，發現燃油壓力恢復正常。難道還存在其他的問題？之前在檢查的過程中還發現了其燃油輸油管彎曲的情況，人為地將油管放正后，故障依舊。所以沒有去處理，此時忽然想到這里，決定重新對燃油輸油管進行調整，重新處理軟管后，發動機動力恢復正常，發動機轉速可以達到7000r/min，非常的順暢。至此，故障徹底排除。

故障總結：該故障并不是由于沖洗機艙造成的，而是由于多個故障導致，第一是火花塞燃燒不好，第二是燃油濾芯堵塞，第三是燃油管彎曲。另外，當時使用吊瓶代替燃油泵來工作，為什么調整到400kPa時，故障依舊，除了可能是燃油表不準確外，更多的原因應該還是和火花塞燃燒不好，以及燃油管彎曲導致供油不足有一定關系。所以說這3個故障點，彼此都有聯系，處理任何一個，都不會徹底解決問題。另外，該車輛還檢查了氣門正時和可變配氣機構，我覺得這點是多余的，因為如果這2點有問題，肯定會有相關故障碼出現。最后再次使用診斷儀進行查看，短期燃油修正恢復正常，在10%之內，故障徹底排除。