2004年雷克萨斯LS430发动机转速无法上升

江苏/陈杰

故障现象：一辆2004年雷克萨斯LS430轿车，行驶里程为320000km，搭载3UZFE的8缸发动机。客户反映发动机转速无法上升，发动机故障灯点亮。

故障诊断：与客户沟通后，才知道该车辆因水温高导致缸体和缸盖变形而无法修复，之后在修理店更换二手的发动机总成，据店内的修理工描述，在更换之后发动机运转良好，发动机故障灯未点亮，试车动力充足，准备交车的时候，想清洗下发动机舱，于是拿水枪冲洗，冲洗之后发现发动机故障灯点亮，另外还发现发动机转速无法上升，转速最高只能达到2000r/min。于是使用诊断仪查看，发现是爆震传感器故障。将进气歧管拆下，检查爆震传感器本身和线路，无任何异常，最终检查发现是发动机ECU有一段被烧蚀。拆下发动机ECU对其进行修复，修复之后故障依旧。又对机舱所有的插头进行检查，无任何异常，接着维修人员检查了三元催化器和进气系统，都无任何异常。维修陷入僵局，寻求笔者求助。

了解基本情况后，决定先验证下故障现象，缓慢踩下加速踏板，最高能到2000r/min，如果将加速踏板一脚踩到底，发动机转速在200～300r/min之间，但是不会熄火。将加速踏板完全松掉，发动机转速又会上升到1000r/min，然后恢复到怠速状态。另外排气管发出突突的响声，怠速时发动机转速运转比较平稳，没有明显的抖动现象。接着使用诊断仪进入发动机系统，查看相关故障码和数据流，如图1、图2所示。

图1 故障码

从故障码可以看出，发动机现在处于过稀的状态，且1列和2列同时过稀。查看当前数据流，可以看出short FT #1 为4.6%（1列短期燃油修正），Long FT#1为21%（1列长期燃油修正），short FT #2 为5.4%（2列短期燃油修正），Long FT#2为25.7%（2列长期燃油修正），O2S BIS1（1列1号氧传感器的反馈电压）为0.07V，O2S B2S1（2列1号氧传感器的反馈电压）为0.01V。从以上数据进行分析，由于怠速时短期燃油修正无任何异常，在10%的可控范围之内，说明怠速时的工况还是良好的，但是长期燃油修正数据明显超过极限值，高达20%以上，说明发动机ECU对燃油做了一个长期的调整，使其一直保持加浓的状态，从数据上可以判断混合气确实属于偏稀的情况。

怀疑的原因：①进气系统漏气；②炭罐电磁阀；③空气流量传感器；④喷油器堵塞；⑤燃油压力；⑥排气管漏气；⑦氧传感器故障；⑧发动机ECU。

为了判断是否是混合气过稀，首先做了个试验，用化油器清洗剂直接喷到空气壳的进气口处，然后踩加速踏板，发现发动机转速可以上升至6000r/min。从这点就可以判断出当前确实是混合气过稀。接着查看其空气流量传感器的数值，怠速的状态下为4.54g/s，正常。为了判断是不是空气流量传感器的问题，直接将空气流量传感器的插头拔下，让其开环控制，但是发动机转速依旧无法上升，将加速踏板踩到底依旧为300r/min左右，故障依旧。说明不是空气流量传感器的问题。接着检查炭罐电磁阀，将其拆下后，使用气枪进行测试，无任何异常。检查节气门的所有真空管，无任何问题，人为地将真空管全部堵起来，故障依旧。另外在怠速状态下，并没有听到其明显的漏气声音，且1列和2列同时过稀，肯定不会是进气歧管的问题，但是因为之前的维修人员拆开过。还是再次将进气歧管拆下进行检查，无任何异常，因为进气歧管的密封垫是钢制的，怀疑是密封不良。于是对所有的密封垫都打胶后再次进行安装，故障依旧。接着检查喷油器，查看其怠速时的数据，Injector(Port)进气孔喷射的时间为2.3ms，Injection Volum (Cylinder1)1缸喷油量为0.080mL，从这两点来判断，喷油器的状态良好。因为如果喷油器堵塞，其喷射时间会增大，其单缸喷油量也会变大。接着重点检查氧传感器是否中毒，为了快速判断是否是氧传感器损坏，决定做氧传感器的主动测试，人为的调节喷油量，如图3、图4所示。

从图中可以看出，当减小-12.5%喷油量的时候，其1列和2列氧传感器的反馈电压在0.01V左右，而增压喷油量+12.5%的时候，其1列和2列氧传感器的反馈电压在0.89V左右，说明氧传感器本身无任何问题。接着就开始检查燃油压力，为了快速判断是否是燃油压力的问题，决定采用打吊瓶的方法，并连接上燃油压力表，将燃油压力调整到400kPa，将加速踏板踩到底，发动机转速依旧无法上升，说明并不是燃油压力的问题。将车辆顶起来，再次检查排气管没有任何漏气

的情况，检查其三元催化器无任何堵塞。直接将三元催化器一段拆下，启动车辆，踩下加速踏板，故障依旧。说明排气系统无任何故障。难道是发动机ECU的问题？于是让客户去广州购买了拆车的二手发动机ECU，安装

之后，故障依旧。

图3 调节喷油器1

图4 调节喷油器2

静下心来重新思考该问题，该检查的地方都检查了，还是说哪里没有检查到位？混合气过稀，无非就是气进多了，油喷少了，再次观察数据流，如图5所示。发现将发动机稳定在2000r/min的时候，短期燃油修正1列和2列高达19.5%，而在怠速状态下，短期燃油修正在正常范围之内。为什么转速越高，系统显示越稀呢？不过，可以肯定的是进气系统不存在漏气，因为转速越高，真空度越小，如果漏气的话，应该漏气量会随着转速的上升而减小。还有什么原因导致转速越高混合气越稀呢？越稀说明检测的氧气浓度高，是不是燃烧不好呢？于是拆下火花塞检查，发现该车使用的平头火花塞，原本该车使用的是铱金火花塞，并且火花塞头部严重发黑（如图6所示），火花塞间隙也偏大。重新更换一套全新的铱金火花塞后，再次试车，故障有一定的好转，踩下加速踏板能瞬间达到3000r/min，但是无法超过3000r/min。达到3000r/min后如果再踩踏加速踏板，发动机就会出现抖动爆震以及往空气壳回气的现象，发动机转速依旧无法超过3000r/min。加速踏板轻轻一踩就达到3000r/min，如果将加速踏板踩到底，发动机转速依旧下降到300r/min左右，再次查看数据流，系统显示依旧过稀。

该检查的地方都检查了，ECU也做了替换，但是故障依旧，此时怀疑是不是当时安装好发动机后就出现了故障？还是到底冲洗了发动机后才出现了故障?还是车子来维修之前就出现该故障？再次询问维修人员，据维修人员描述，该车辆来之前并没有进行试车，再更换之后，也就是上路跑了跑，并没有将加速踏板踩到底或者是将发动机转速超过3000r/min，但是提速还是非常好的，现在上路试车，动力很差。

考虑到故障的发生时间不准确性，决定还是从最基本的入手，先检查缸压，发现良好，缸压达到1000kPa，说明发动机本身不存在任何问题。考虑到混合气过稀的原因都检查过了，难道是燃烧不好导致混合气过稀？询问维修人员，该车辆还动过正时，将正时皮带罩盖拆下，检查气门正时无任何问题。难道是可变正时系统或者是点火不好？但是考虑到发动机ECU没有任何故障码，应该配气正时这块没有问题，尝试将B1和B2侧的进气可变正时机油控制阀的插头拔下，发现发动机就会出现相关的DTC。在怠速的状态下，使用诊断仪对B1侧和B2侧的可变正时机油控制阀做主动测试，发动机会出现抖动和熄火的情况，说明本身配气机构正常。点火时刻从数据流来判断，如图7所示。

图5 数据流

图6 副厂平头火花塞

图7 点火时刻数据

点火提前角在11°，无任何故障。那到底还有什么问题？决定还是从混合气过稀的角度考虑，已经检查过排气肯定没问题，配气系统也不存在故障，点火良好，缸压良好，点火时刻正常。查阅维修手册，混合气过稀就只有那么几个原因，怀疑是不是哪里没有检查到位？再次检查进气系统，无任何问题，使用真空表进行测量，真空度良好，再次说明进气系统无任何故障。最终还是回归到燃油系统上，上次检查是使用了吊瓶代替了燃油泵，怀疑是不是显示不准确？于是重新使用标准的燃油压力表直接连接到燃油管路上，发现燃油压力偏低，只有270kPa。拆下燃油滤芯，发现燃油滤芯非常脏，重新更换后，再次试车，发动机转速可以上升至6000r/min了，但是，转速提升非常慢，依旧出现爆震以及排气管发出突突的响声。使用燃油压力表再次检查，发现燃油压力恢复正常。难道还存在其他的问题？之前在检查的过程中还发现了其燃油输油管弯曲的情况，人为地将油管放正后，故障依旧。所以没有去处理，此时忽然想到这里，决定重新对燃油输油管进行调整，重新处理软管后，发动机动力恢复正常，发动机转速可以达到7000r/min，非常的顺畅。至此，故障彻底排除。

故障总结：该故障并不是由于冲洗机舱造成的，而是由于多个故障导致，第一是火花塞燃烧不好，第二是燃油滤芯堵塞，第三是燃油管弯曲。另外，当时使用吊瓶代替燃油泵来工作，为什么调整到400kPa时，故障依旧，除了可能是燃油表不准确外，更多的原因应该还是和火花塞燃烧不好，以及燃油管弯曲导致供油不足有一定关系。所以说这3个故障点，彼此都有联系，处理任何一个，都不会彻底解决问题。另外，该车辆还检查了气门正时和可变配气机构，我觉得这点是多余的，因为如果这2点有问题，肯定会有相关故障码出现。最后再次使用诊断仪进行查看，短期燃油修正恢复正常，在10%之内，故障彻底排除。