雷克薩斯ES250轎車發(fā)動機(jī)問題分析

文：郁 澤

雷克薩斯ES250轎車發(fā)動機(jī)問題分析

文：郁 澤

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欄目主持：苑 文

分析方式：由故障現(xiàn)象及數(shù)據(jù)流推導(dǎo)出故障點(diǎn)

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進(jìn)氣測量、噴油相位

故障現(xiàn)象：一輛2012年產(chǎn)進(jìn)口雷克薩斯ES250轎車，行駛里程5萬km。該車改用雷克薩斯GS350轎車的動力總成拆車件（圖1）后，發(fā)動機(jī)怠速抖動，動力性能達(dá)不到預(yù)期效果。

檢查分析：維修人員試車，發(fā)現(xiàn)該車起動后排氣管中發(fā)出的聲音很不均勻，說明混合氣燃燒不穩(wěn)定。路試感覺車輛的加速性能令人失望。檢測發(fā)動機(jī)控制單元，無故障碼。接下來要通過分析發(fā)動機(jī)的數(shù)據(jù)流，找出上述問題的解決方案來。

首先觀察發(fā)動機(jī)怠速運(yùn)轉(zhuǎn)時的工作情況。此時噴油修正的幅度較大（圖2），但從前氧傳感器泵氧電流看，怠速時的混合氣濃度尚能控制。查看油軌油壓，油壓滿足怠速要求，因此判斷噴油量的偏差與油壓無關(guān)。那么在油壓正常的情況下，噴油修正幅度偏大的原因，一種可能是進(jìn)氣測量存在誤差，另一種可能是燃燒不良。

從空氣流量上看（圖3），其數(shù)值偏高。但這既有可能是進(jìn)氣測量誤差導(dǎo)致的結(jié)果，也可能是發(fā)動機(jī)工作效率低導(dǎo)致的結(jié)果。不過從怠速負(fù)荷率上看，后一種可能性較大?？紤]到如果進(jìn)氣測量存在誤差，同樣會導(dǎo)致發(fā)動機(jī)的工作效率降低，因此決定還是先從此處著手檢查。

將進(jìn)氣歧管上一根細(xì)小的真空管拔下，然后觀察空氣流量數(shù)據(jù)的變化。此時空氣流量和負(fù)荷率同時變小（圖4），噴油修正量也向正值方向改變（圖5）。這說明該車的進(jìn)氣測量確實(shí)存在問題。觀察發(fā)現(xiàn)該車發(fā)動機(jī)雖然已經(jīng)改裝，但空氣濾清器的外殼仍然沿用了原車的（圖6）。對比2.5 L與3.5 L排量發(fā)動機(jī)的進(jìn)氣軟管，發(fā)現(xiàn)它們在管徑上是有微小差別的（圖7）。

空氣流量計(jì)的傳感器部分（圖8）是安裝在進(jìn)氣總管內(nèi)的。它是通過測量空氣的流速來間接測量吸入發(fā)動機(jī)的空氣質(zhì)量，管徑的不同意味著管內(nèi)氣流截面積不同，因此計(jì)算出來的空氣流量也就不同。所以這里存在問題。

更換正確的進(jìn)氣總管后，空氣流量數(shù)據(jù)的可信度有所提高，噴油修正量也趨于正常，但怠速仍然不是十分穩(wěn)定。進(jìn)一步觀察發(fā)現(xiàn)，點(diǎn)火提前角的爆震修正值為-3°，怠速時各火花塞的點(diǎn)火提前角也很不穩(wěn)定（圖9），這與怠速不穩(wěn)的現(xiàn)象吻合。

在混合氣濃度正常，排氣系統(tǒng)暢通的情況下，燃燒不穩(wěn)定的原因很可能與燃油的揮發(fā)程度有關(guān)。這款發(fā)動機(jī)每個氣缸有2個噴油器，一個位于進(jìn)氣歧管內(nèi)，另一個位于氣缸內(nèi)。此時前者的噴油脈寬為1.28 ms（圖10），后者為0.89 ms（圖11），從總的噴油脈寬上看，噴油量應(yīng)該是合理的。觀察發(fā)現(xiàn)，缸內(nèi)噴油器的噴油相位為335°（圖11），這項(xiàng)數(shù)據(jù)意味著，缸內(nèi)噴油的時機(jī)對燃燒質(zhì)量而言是非常重要的。如果過早，會導(dǎo)致爆震，如果過遲則會影響燃油的揮發(fā)。這一發(fā)現(xiàn)提醒維修人員思考一個問題。此前，該車為加裝機(jī)械增壓器，將活塞做了改動，降低了氣缸的壓縮比?，F(xiàn)在看來，壓縮比雖然改變了，但由于發(fā)動機(jī)控制單元的控制程序無法改變，所以缸內(nèi)噴油器的噴油相位也就無法改變，這顯然會影響混合氣的燃燒質(zhì)量。

故障排除：更換一臺未經(jīng)任何改動的發(fā)動機(jī)拆車件總成（圖12），試車確認(rèn)怠速運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定，行駛中車輛動力充沛。