2009年豐田考斯特發(fā)動機故障燈報警

◆文/北京 楊國成

故障現象

一輛2009年四川一汽豐田汽車有限公司生產的豐田考斯特，VIN碼為LFMHS58199S＊＊＊＊＊＊，發(fā)動機型號2TR，排量2 694ml，行駛里程165 042km。車主反映發(fā)動機故障燈報警、加速不良。另據車主介紹，該車一直未在4S店維護，使用的也不是豐田純牌零件，而且沒有按照保養(yǎng)里程進行保養(yǎng)。

故障診斷與排除

接車后，筆者對該車進行了如下檢測和維修：

1.用診斷儀檢測存儲故障代碼：P0171系統(tǒng)狀態(tài)過淡(1列)。DTC 檢測條件：發(fā)動機暖機且空燃比反饋信號穩(wěn)定時，燃油修正誤差，嚴重偏稀，極端修正(約35%以上)，異常持續(xù)90s以上(雙程檢測邏輯)。

2.查閱修理手冊，引起混合汽過稀的故障原因如下：①進氣系統(tǒng)，PCV閥、軟管以及連接器；②燃油系統(tǒng)，噴油壓力、噴油器總成；③點火系統(tǒng)，火花塞積炭；④電控系統(tǒng)，ECM、空氣流量計、空燃比傳感器及電路、空燃比傳感器加熱器及電路、水溫傳感器、A/F繼電器、A/F熔絲；⑤排氣系統(tǒng)，排氣管漏氣。

3.使用診斷儀，讀取數據列表(表1)，經分析認為短期燃油修正系數、長期燃油修正系數及大氣壓力數值明顯異常。

表1 故障狀態(tài)下的數據列表

4.通過觀察上面數據列表，低中速時短期燃油修正值與長期燃油修正值相加是60.7%，已經達到故障碼的檢測條件，從大氣壓數值71kPa(標準為100±5kPa)分析，可推斷空氣流量計異常(表2)。

表2 空氣流量計異常判斷表

5.根據數據列表推斷系統(tǒng)偏稀要因、推斷低負荷運轉系統(tǒng)偏稀要因及檢查順序如表3所示。

表3 故障推斷表

6.作如下檢查：①從車上拆下空氣流量計，目視檢查，發(fā)現空氣流量計熱絲部分無異物附著，判斷為正常。②檢查有無空氣異常吸入，聽聲音大致判斷節(jié)氣門之后是否漏氣，結果未發(fā)現明顯漏氣；用噴霧型防銹潤滑劑噴灑節(jié)氣門之后進氣管，觀察發(fā)動機轉速，短期燃油修正系數無明顯變化。③檢查PCV軟管連接情況，PCV閥和軟管連接正常無損壞。④檢查進氣軟管無損壞，無真空泄漏，與真空助力泵相連的負壓管連接正常，無裂縫。⑤踩下制動踏板，無空氣異常吸入進氣系統(tǒng)現象，觀察發(fā)動機轉速，短期燃油修正系數無明顯變化。

7.以上檢查均正常，但數據流顯示的大氣壓及MAF數值明顯不準確，故障肯定還是出在進氣系統(tǒng)，于是拆下空氣濾清器殼，檢查空氣流量計前面的濾網，非常干凈，無堵塞現象。檢查空氣濾清器時發(fā)現濾芯非常臟，而且從外觀就感覺該濾芯不正常，于是從庫房領出一個原廠的空氣濾清器進行對比(圖1)，發(fā)現該車使用的不是原廠空氣濾芯，而且有“假冒偽劣”之嫌，與原廠空氣濾芯相比，濾芯殼體鐵絲網尺寸、濾芯材質都有很大區(qū)別。

圖1 故障車與原廠空氣濾芯對比

8.更換空氣濾芯，啟動發(fā)動機查看數據列表(表4)，經分析認為短期燃油修正、長期燃油修正及大氣壓力數值正常，為看得清楚將圖3轉換成表4。

表4 正常情況數據列表

更換空氣濾芯后，該車故障被徹底排除。由于使用假冒偽劣濾芯，在濾芯臟污堵塞后導致進氣量嚴重不足、混合氣過稀、加速不良、故障燈報警。

維修小結

需熟練運用維修手冊和診斷儀數據流來判斷故障點，要遵循維修手冊中的步驟進行排查，對故障點位置的排查思路也要清晰?；旌蠚膺^稀故障的描述燃油修正值與反饋補償值有關，而與基本噴油持續(xù)時間無關。燃油修正包括短期燃油修正和長期燃油修正，短期燃油修正值指用于將空燃比持續(xù)保持在理論值的燃油補償值。來自空燃比傳感器的信號指示空燃比與理論空燃比相比是濃還是稀，這使燃油噴射量在空燃比偏濃時減少，在空燃比偏稀時增加。

各發(fā)動機間的差別、日積累月造成的磨損和故障環(huán)境的改變都會使短期燃油修正值偏離中間值。長期燃油修正控制總體燃油補償，用于補償短期燃油修正造成的與中間值的長期偏離。判斷空燃比并進行噴射量修正的空燃比控制，能夠充分用于發(fā)動機故障診斷(圖2)。

圖2 噴射量修正的空燃比控制

空然比修正值如圖3所示，先看SFT(短期修正值)，①區(qū)與②區(qū)在“－”、“＋”兩側(減量側、增量側)，為異常狀態(tài)。再看SFT＋LFT(長期修正值)，③區(qū)與④區(qū)為實現理論空燃比，修正值大幅度偏向“－”、“＋”側，為異常狀態(tài)，DTC記憶故障碼；⑤區(qū)空燃比修正幅度比通常(±15%以內)大，可能為異常狀態(tài)(可能存在發(fā)動機零件變化、電子元件參數變化)；⑥區(qū)空燃比修正幅度正常，為正常狀態(tài)，此時空燃比控制在理論空燃比。

圖3 空然比修正值

專家點評

焦建剛

第一點，作者查閱故障車的數據流，并結合進氣量數據與大氣壓力數據來說明進氣信號異常，還寫出了燃油修正系數與進氣壓力之間的關系表，與作者商榷，表2的嚴謹性如何？是否有理論依據或實驗數據來支撐？建議在做此結論之前，應說明引用理論的依據，如果是自己總結的經驗，應以經驗數據進行說明備注。

第二點，作者對故障原因的分析結論是不正確的，請看作者寫的這段話“更換空氣濾芯后，該車故障被徹底排除，由于使用假冒偽劣濾芯，在濾芯臟污堵塞后導致進氣量嚴重不足、混合氣過稀、加速不良、故障燈報警”。雖然故障車所有數據都指向混合氣稀，但作者卻簡單的將空氣濾清器堵塞與混合氣稀劃了等號。

雖然作者最后對燃油修正系數進行了解釋，但我認為并沒有真正搞懂燃油修正系數與進氣量之間的關系。我們對作者提供的數據簡單做個對比，問題濾清器：轉速899r/min，進氣量3.34mg/s，噴油量2.81ms；正常濾清器：轉速795r/min，進氣量3.57mg/s，噴油量2.68ms。排除噴油器堵塞的原因，引起噴油器噴油脈寬不同是單位時間進氣量的數據不同所致，臟堵的濾清器，單位時間進氣量小，電腦就會減少噴油量。但空氣濾清器發(fā)生堵塞的極大可能是不均勻堵塞，這次遇到的可能是空氣流量計檢測部位堵塞嚴重，這種可能性是最大的，因為空氣導流的問題，在空氣流量計部位容易產生更大的吸力，這個部位發(fā)生堵塞的概率更高。但其他部位呢？有可能堵塞嚴重，也有可能堵塞不嚴重，這樣，電腦就無法按照空氣流量計的信號精確的檢測計算進氣量了。

按照理論上的情況，如果濾清器各部分堵塞情況一致，空氣流量計檢測的進氣量數據與實際進氣量一致，那么就會出現噴油量與進氣量相匹配的情況。雖然發(fā)動機功率會嚴重下降，但燃油修正系數絕對不會呈現正值，這是因為，當實際進氣量與檢測進氣量一致時，電腦按照節(jié)氣門開度信號進行的修正系數，會適當增加噴油量，最終的結果就會變成噴油量大于實際的進氣量，短期及長期燃油修正系數就要向減少噴油量變化，就會恰恰與作者的說法相反。如果發(fā)生這種情況，作者又該如何解釋呢？

干凈與臟的濾清器，進氣量數據相差較大，很容易得出濾清器堵塞的結論，但前提是要發(fā)現濾清器堵塞的故障，作者這一點是值得表揚的。

為了說明問題，我們繼續(xù)對2 000r/min的進氣量與噴油量進行分析，以堵塞時的進氣流量是6.14mg/s，此時噴油量實際是3.04ms。但當我們把短期及長期燃油修正系數代入后，即：實際噴油量=電腦根據進氣量計算噴油量×(短期燃油修正系數＋長期燃油修正系數)。你會發(fā)現，此時的噴油量降到了1.89ms(3.04ms除以1.607)，如果按照作者前面說的“濾芯臟污堵塞后導致進氣量嚴重不足、混合氣過稀”，就無法解釋了。

本案例實際情況是電腦檢測到的進氣量信號不正確，小于實際進氣量，按照進氣量計算的噴油量導致混合氣過稀，電腦啟動燃油補償，直至增加到60.9%，其原因也是空氣濾清器堵塞的部位與程度的原因所致，這是本例故障原因的分析結論。

關于燃油修正系數與進氣量之間關系，感興趣的讀者朋友們可以閱讀我以前發(fā)表的文章，我通過對電控汽油發(fā)動機數據流分析，介紹了燃油修正系數與進氣量之間的關系。