2018年产雷克萨斯RX300混合气过稀故障的排除

文：仵宗次

关键词：混合气过稀、燃油修正值、进气系统、清污电磁阀

故障现象：一辆2018年产雷克萨斯典雅版RX300，搭载8AR-FTS 发动机和U661F 变速器（4 驱6 挡手自一体），行驶里程约为2.9 万km。用户反映该车发动机故障灯偶尔会点亮，1 个月内点亮了4 次；每次持续时间不一样，最长会持续1 天，最短也有1 h 左右。如今故障再次出现，发动机故障灯、主警告灯点亮，多功能显示屏显示“4 驱故障将变为2 驱”、“发动机保护中性能降低”等信息（图1）。车辆正常行驶，并没有影响到驾驶感受。

图1 故障出现时仪表板提示信息

检查分析：维修人员接车后试车，故障现象的确如用户所述。用故障诊断仪检测，在发动机控制系统读取到3 个故障码：P017100——系统太稀（气缸列1）；P050500——怠速控制系统；P117000——喷油性能/ 进气口喷油器。对3 个故障码进行分析：P050500是待定故障，暂不做考虑；P117000并不会引起故障灯点亮；所以故障码“P017100——系统太稀（气缸列1）”为故障排查主要依据。

触发故障码P017100 的机制是发动机暖机且空燃比反馈稳定时，燃油修正出现误差，严重偏稀（双程检测逻辑）。发生该故障需要2 个条件：一是燃油修正值大于48%；二是持续90 s。

查看故障码P017100 的定格数据（图2），可以看出该车的长期燃油修正值和短期燃油修正值之和达到了68%左右，混合气严重过稀。但是当查看当前发动机怠速运行数据流时并没有发现异常，短期燃油修正值为2%，长期燃油修正值为5%，符合标准，故障又消失了。这是典型的偶发故障。

图2 故障码P017100 的定格数据

在路试中连接故障诊断仪实时监控数据流，大约行驶了65 km 故障再现。此时的怠速转速达到1 200 r/min，超过正常怠速350 r/min；长期燃油修正值不断学习，接近54%时基本稳定。从数据流中可以看出，喷射方式为进气口喷射，MAP 为3.10～3.15 g/s（图3），确认故障是由于混合气过稀所致。

图3 故障发生时的数据流

造成混合气过稀的原因一般为：反馈检测不准确、油少和气多。因此，维修人员首先检查相关传感器的数据（图4）。对空气流量计进行无风测试（发动机停机状态下读取空气流量计的静态数据），测试值为0.16 g/s，正常。采用主动测试，调节混合气浓度在正负12.5%，查看空燃比传感器的工作状态正常（图5），水温、燃油高压侧压力传感器数值显示在正常范围。

图4 检测相关传感器数据

图5 检测空燃比传感器的状态

试车将车速提高至80 km/h，长期燃油修正值下降到5%左右，由此可知怠速时的燃油修正值明显大于中高负荷工况。该发动机带有涡轮增压系统、D-4S双喷系统，从数据流中得知，无论是进气口喷射还是直接喷射方式都能产生混合气过稀的故障。怠速时涡轮增压系统并没有介入工作，断开废弃旁通阀，取消涡轮增压的介入，故障依旧。基本确定相关传感器没有故障。

接下来针对“油少”、“气多”进行分析。这两者之间有个明显的区别，就根据发动机负荷的不同会呈现不同的故障现象。小负荷状态下进气量的影响较为明显，大负荷的状态下喷油量的影响较为明显。同时通过该车的故障主要呈现在发动机怠速状态下（涡轮增压没有介入），因此判断进气量的影响为主要原因。

影响“气多”最主要的原因，就是由于进气系统密封不严导致的进气管路漏气。使用塑料薄膜将进气管路中的3个位置进密封测试（图6），同时检测数据流，长期燃油修正值没有变化，怠速依然在1 200 r/min 左右。使用化清剂对进气歧管进行雾化测试，转速没有改变，说明进气系统密封正常。整体检查发动机的进气系统，包括燃油蒸发控制系统（EVAP），当掐住清污软管，能明显感受到气流变化的声音，说明清污系统存在漏气故障。

图6 对3 个位置进行密封测试

EVAP 是把油箱中的燃油蒸气导入发动机燃烧（图7）。发动机运转时，如果满足预定条件（闭环等），则 ECM 将驱动打开清污电磁阀，炭罐中存储的燃油蒸气经过清污后将排入进气歧管燃烧。ECM 通过改变清污电磁阀的占空比，以控制清污气流流量。碳罐存在通气孔与大气相连通，大气压力通过通风孔施加到炭罐内，以确保对炭罐施加负压（真空）时保持清污气流。当清污电磁阀卡在打开的位置后，就会有过多的空气进入进气歧管。拆卸清污电磁阀，通气检查发现该电磁阀存在间歇性密封不严的故障（图8）。

图7 燃油蒸发控制系统结构示意图

图8 清污电磁阀存在故障

故障排除：更换新的清污电磁阀试车50 多km，故障没有再出现。交车后7 天进行回访，用户表示一切正常，至此故障排除。

回顾总结：燃油修正值与反馈补偿值有关，而与基本喷油持续时间无关。燃油修正包括短期燃油修正和长期燃油修正。

短期燃油修正值是将空燃比持续保持在理论值的燃油补偿值。来自空燃比传感器的信号指示空燃比与理论空燃比相比是偏浓还是偏稀，如果偏浓，则系统调节减少燃油喷射量；如果偏稀，则系统调节增加燃油喷射量。发动机之间结构上的差异、随使用时间造成的磨损以及工作环境的改变，都会使短期燃油修正值偏离中间值。

长期燃油修正值控制总体燃油补偿，用于补偿短期燃油修正造成的与中间值的长期偏差。

混合气过稀或者过浓的故障较为常见，在维修过程中要对原理进行合理分析，通过检查发动机相关数据，确定大致方向，不断缩小检查范围，就能更快更好地解决故障。