2008款雷克薩斯ES350車發(fā)動(dòng)機(jī)怠速轉(zhuǎn)速過高

余姚東江名車專修廠 葉正祥

故障現(xiàn)象 一輛2008款雷克薩斯ES350車，搭載2GR發(fā)動(dòng)機(jī)，累計(jì)行駛里程約為16.8萬(wàn)km。該車因發(fā)動(dòng)機(jī)怠速轉(zhuǎn)速過高在其他維修廠維修，維修人員先后更換了節(jié)氣門總成、正時(shí)鏈條、張緊器、導(dǎo)軌及4個(gè)凸輪軸鏈輪等，但故障依舊，于是向筆者請(qǐng)求技術(shù)支持。

故障診斷 接車后試車，起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，觀察組合儀表，發(fā)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速約為1 800 r/min，確實(shí)過高。用故障檢測(cè)儀檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊（ECM）中存儲(chǔ)有故障代碼“P0011 凸輪軸位置‘A’-正時(shí)超前或系統(tǒng)性能（1列）”（圖1），且無法清除。分析認(rèn)為，氣缸列1的進(jìn)氣凸輪軸正時(shí)調(diào)節(jié)系統(tǒng)有故障。

脫開靠近儀表臺(tái)側(cè)的氣缸的進(jìn)氣凸輪軸位置傳感器導(dǎo)線連接器，讀取故障代碼，發(fā)現(xiàn)多出1個(gè)故障代碼“P0343 凸輪軸位置‘A’電路高輸入（1列或單個(gè)傳感器）”（圖2），由此可知，該列氣缸為氣缸列1（圖3），另一列氣缸為氣缸列2。

圖1 ECM中存儲(chǔ)的故障代碼（截屏）

圖2 脫開氣缸列1的進(jìn)氣凸輪軸位置傳感器導(dǎo)線連接器后ECM中存儲(chǔ)的故障代碼（截屏）

圖3 故障車氣缸列的分布

用pico示波器4個(gè)通道同時(shí)測(cè)量發(fā)動(dòng)機(jī)怠速時(shí)氣缸列1、氣缸列2的進(jìn)、排氣凸輪軸位置傳感器的信號(hào)波形（圖4），對(duì)比發(fā)現(xiàn)氣缸列1和氣缸列2的進(jìn)、排氣凸輪軸位置傳感器的信號(hào)波形并不同步（有些V形發(fā)動(dòng)機(jī)兩列氣缸的進(jìn)、排氣凸輪軸位置傳感器的信號(hào)波形是同步的，可以通過對(duì)比進(jìn)行故障判斷），由于沒有標(biāo)準(zhǔn)波形作對(duì)比，通過該組波形無法判斷氣缸列1的進(jìn)氣凸輪軸正時(shí)是否正確。

圖4 故障車發(fā)動(dòng)機(jī)怠速時(shí)氣缸列1、氣缸列2的進(jìn)、排氣凸輪軸位置傳感器的信號(hào)波形（截屏）

同時(shí)測(cè)量發(fā)動(dòng)機(jī)怠速時(shí)氣缸列1、氣缸列2的進(jìn)氣凸輪軸位置傳感器信號(hào)和調(diào)節(jié)閥控制信號(hào)的波形（圖5），未見異常。結(jié)合進(jìn)、排氣凸輪軸調(diào)節(jié)閥控制電路進(jìn)行分析，可知進(jìn)、排氣凸輪軸調(diào)節(jié)閥均為正觸發(fā)，即ECM向調(diào)節(jié)閥輸出供電以促動(dòng)調(diào)節(jié)閥。

脫開氣缸列1進(jìn)氣凸輪軸調(diào)節(jié)閥導(dǎo)線連接器，人為給氣缸列1進(jìn)氣凸輪軸調(diào)節(jié)閥提供電源和搭鐵，同時(shí)測(cè)量發(fā)動(dòng)機(jī)怠速時(shí)氣缸2的點(diǎn)火觸發(fā)信號(hào)（以此為波形采集的觸發(fā)信號(hào)，方便觀察2個(gè)進(jìn)氣凸輪軸位置傳感器信號(hào)的變化）和氣缸列1、氣缸列2的進(jìn)氣凸輪軸位置傳感器信號(hào)波形（圖6），發(fā)現(xiàn)氣缸列1、氣缸列2的進(jìn)氣凸輪軸位置傳感器信號(hào)相位差始終約為73°曲軸轉(zhuǎn)角，幾乎無變化。脫開氣缸列2進(jìn)氣凸輪軸調(diào)節(jié)閥導(dǎo)線連接器，人為給氣缸列2進(jìn)氣凸輪軸調(diào)節(jié)閥提供電源和搭鐵，同時(shí)測(cè)量發(fā)動(dòng)機(jī)怠速時(shí)氣缸2的點(diǎn)火觸發(fā)信號(hào)和氣缸列1、氣缸列2的進(jìn)氣凸輪軸位置傳感器信號(hào)波形（圖7），發(fā)現(xiàn)氣缸列2的進(jìn)氣凸輪軸位置傳感器信號(hào)向左移動(dòng)（波形向左移動(dòng)為凸輪軸相位提前，向右移動(dòng)為凸輪軸相位滯后），氣缸列1、氣缸列2的進(jìn)氣凸輪軸位置傳感器信號(hào)相位差變?yōu)?15°曲軸轉(zhuǎn)角，即氣缸列2進(jìn)氣凸輪軸相位約提前了42°曲軸轉(zhuǎn)角。

通過上述測(cè)試可知，氣缸列1的進(jìn)氣凸輪軸正時(shí)調(diào)節(jié)系統(tǒng)確實(shí)無法工作，推斷可能的故障原因有：機(jī)油壓力不足（如濾網(wǎng)堵塞等）；凸輪軸調(diào)節(jié)閥卡滯；凸輪軸調(diào)節(jié)執(zhí)行器（鏈輪）損壞。由于故障代碼P0011提示故障為凸輪軸調(diào)節(jié)過于提前，而機(jī)油壓力不足只會(huì)導(dǎo)致凸輪軸調(diào)節(jié)過于滯后，因此推斷氣缸列1進(jìn)氣凸輪軸調(diào)節(jié)閥卡滯在提前位置的可能性最大。

拆下氣缸列1進(jìn)氣凸輪軸調(diào)節(jié)閥，人為給其供電和搭鐵（圖8），調(diào)節(jié)閥發(fā)出“噠”一聲，但閥芯無法移動(dòng)，說明氣缸列1進(jìn)氣凸輪軸調(diào)節(jié)閥確實(shí)卡滯。仔細(xì)檢查閥芯，發(fā)現(xiàn)閥芯與閥體之間卡有一小塊異物（圖9），材質(zhì)像正時(shí)鏈條導(dǎo)板上的塑料屑。

故障排除 取出卡在氣缸列1進(jìn)氣凸輪軸調(diào)節(jié)閥中的異物后，再次人為給其供電和搭鐵，閥芯能夠正常移動(dòng)。裝復(fù)氣缸列1進(jìn)氣凸輪軸調(diào)節(jié)閥后試車，怠速時(shí)的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速仍偏高，但故障代碼P0011消失。斷開蓄電池負(fù)極約2 min（復(fù)位ECM的應(yīng)急控制策略）后裝復(fù)試車，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速恢復(fù)正常，故障排除。

圖5 故障車發(fā)動(dòng)機(jī)怠速時(shí)氣缸列1、氣缸列2的進(jìn)氣凸輪軸位置傳感器信號(hào)和調(diào)節(jié)閥控制信號(hào)的波形（截屏）

圖6 人為促動(dòng)氣缸列1進(jìn)氣凸輪軸調(diào)節(jié)閥時(shí)相關(guān)信號(hào)的波形（截屏）

圖7 人為促動(dòng)氣缸列2進(jìn)氣凸輪軸調(diào)節(jié)閥時(shí)相關(guān)信號(hào)的波形（截屏）

圖8 人為促動(dòng)氣缸列1進(jìn)氣凸輪軸調(diào)節(jié)閥

故障總結(jié) 再次測(cè)量發(fā)動(dòng)機(jī)怠速時(shí)氣缸列1、氣缸列2的進(jìn)氣凸輪軸位置傳感器信號(hào)和調(diào)節(jié)閥控制信號(hào)的波形（圖10），發(fā)現(xiàn)氣缸列1、氣缸列2的進(jìn)氣凸輪軸位置傳感器信號(hào)相位差為116.5°曲軸轉(zhuǎn)角，維修前該相位差為73°曲軸轉(zhuǎn)角，說明維修前氣缸列1進(jìn)氣凸輪軸位置傳感器信號(hào)向左移動(dòng)了43.5°曲軸轉(zhuǎn)角，即氣缸列1進(jìn)氣凸輪軸調(diào)節(jié)閥卡滯在了提前位置。

圖9 氣缸列1進(jìn)氣凸輪軸調(diào)節(jié)閥中卡有異物

為什么氣缸列1進(jìn)氣凸輪軸相位提前會(huì)導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)怠速轉(zhuǎn)速過高呢？分析認(rèn)為，若怠速時(shí)的進(jìn)氣凸輪軸相位過于提前，進(jìn)、排氣門重疊角增大，會(huì)影響新鮮空氣的充氣效率，從而使氣缸燃燒不好，此時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)容易熄火，而為了不讓發(fā)動(dòng)機(jī)熄火，ECM提高了發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，以改善新鮮空氣的充氣效率。

圖10 正常車發(fā)動(dòng)機(jī)怠速時(shí)氣缸列1、氣缸列2的進(jìn)氣凸輪軸位置傳感器信號(hào)和調(diào)節(jié)閥控制信號(hào)的波形（截屏）