雷克萨斯ES240空燃比传感器故障诊断排除

时间:2022-07-16 09:36:20

雷克萨斯ES240空燃比传感器故障诊断排除

摘 要:一辆搭载直列4缸、2.4排量发动机的10款雷克萨斯ES240 轿车,行驶了20万公里,发动机故障灯点亮,故障码P0138。本文通过实车实验,查阅相关资料,对比相同款式的试驾车数据流,然后将所有数据进行综合分析,最后确定1列1号空燃比传感器故障,更换后试车发现故障码没有再出现,故障排除。

关键词:空燃比传感器;氧传感器;故障码;数据流

DOI:10.16640/ki.37-1222/t.2017.02.035

1 故障现象

一辆10款雷克萨斯ES240轿车,搭载直列4缸、2.4排量发动机,行驶20万公里。车主反映,虽然车辆能够正常行驶,但发动机故障灯点亮,希望能够查找一下故障原因。车辆能驾驶无异常感觉。

2 故障诊断与排除

2.1 故障点的确定

根据车主描述,首先进行了实车试验,发现车辆的确能够正常行驶,且驾驶过程中无明显异常,但发动机故障灯点亮。为了进一步确定故障点,随即连接故障诊断仪:读取故障码为P0138,故障内容描述为:1列2号氧传感器输出高电压。通过查阅相关资料,得出该故障码的出现,在一定时间内需要满足两个条件:一是加热型氧传感器输出的电压高于0.59V;二是目标空燃比过稀。满足以上两个条件,该故障码就会成立,发动机故障灯会点亮。

检修车辆过程中,首先检查了相关线路,发现1列2号氧传感器到ECM电脑之间的线路无短路断路现象;然后查看数据流,发现1列2号后氧传感器怠速时的输出电压为0.88V,超出标准范围。结合诊断仪所报故障码,考虑应该是后氧传感器故障,随即进行了更换,故障码也成功消除,输出电压恢复到0.4V―0.59V正常范围。

然而经过一段时间的试车后发现,发动机故障灯再次点亮,经故障诊断仪诊断后,故障内容还是1列2号后氧传感器输出高电压,查看数据流发现1列2号后氧传感器怠速时的输出电压重新变回0.88V。显示此时发动机的混合气又偏浓了。

由此看来前面没有找到真正的故障点,再次查询相关资料得出,产生该类故障的故障点可能有以下四处:1、加热型氧传感器1列2号电路短路,即后氧传感器电路短路;2、加热型氧传感器1列2号本身故障;3、ECM发动机电脑故障;4、1列1号空燃比传感器故障。

由于在前期检修过程中已经对第一、第二种可能性进行了排查,根据维修手册指示的故障部位,此时要排查发动机ECM电脑和1列1号空燃比传感器。然而发动机电脑故障不能轻易地下结论,同时又没有报1列1号空燃比传感器的故障。维修至此陷入僵局,此时绝不能再轻易更换零件了。接下来能想到的就是分析数据流了。

2.2 数据流的分析

查阅维修手册数据表得知:1列1号空燃比传感器电阻值在20摄氏度时是1.8至3.4Ω。输出电压的测量范围是0V至7.99V,正常状态下的输出电压是2.8V至3.8V,只要测得数据在以上的范围之内发动机电脑就认为该传感器无故障。故障车1列1号空燃比传感器的电阻值是2.6Ω,输出电压是3.2至3.39V。所以故障车的发动机电脑认为1列1号空燃比传感器正常,不报故障;1列2号氧传感器的电阻值在20摄氏度时是11至16Ω。输出电压的测量范围是0V至1.27V,正常状态下的输出电压是0.1V至0.9V。测得数据在以上范围内发动机电脑就认为该传感器无故障。故障车氧传感器的电阻是12.6Ω,电阻值正常。输出电压是0.88V ,也没有超标。没有超过该车设计的正常状态,可是发动机电脑报出了该零件输出的高电压的故障。问题在哪呢?

进一步查阅维修手册数据表得知:该车型的短期燃油修正值,标准测量范围是―100%至99.2%,正常状态下是―20%至20%。测的数据在以上范围之内发动机电脑就认为正常无故障。故障车的燃油修正数据是+8%。说明:短期燃油修正的目的是使实际空燃比保持在理论空燃比范围之内。故障车是属于正在加浓混合气,属于多喷油的状态;该车型的长期燃油修正值,标准测量范围是―100%至+99.2%,正常状态下是―15%至15%。测得数据在以上范围之内发动机电脑就认为正常无故障。故障车的长期燃油修正数据是+10%。说明:长期燃油修正是长期进行的总体燃油补偿,用于补偿短期燃油修正与中心值的持续偏差。故障车是属于正在加浓混合气,属于往气缸内多喷油。也就是说长期燃油修正和短期燃油修正都是加浓的状态。

通过查阅维修手册得知,以上数据都在正常标准范围之内,也就是说从表面上看发动机测得的各项数据都是没有问题的。单纯从数据上已经分析不出什么问题了。

在此情况下,找了一辆相同款式的试驾车,读取试驾车的数据流发现:1列1号空燃比传感器在怠速时的输出电压是3.1至3.4V之间变化,1列2号氧传感器怠速时的输出电压是0.4V至0.55V之间变化。怠速时长期燃油修正和短期燃油修正都是在+/-2%左右变化。

将以上数据与故障车数据进行对比后发现,故障车1列1号空燃比传感器怠速时的输出电压比试驾车1列1号空燃比传感器怠速时的输出电压偏高,而数据偏高意味着故障车的混合气偏稀。所以故障车的长期燃油修正和短期燃油修正都是+的,也就是说:发动机电脑给发动机汽缸内增加喷油量,来修正混合气偏稀的现象。

然而1列2号氧传感器却输出0.88V的高电压,属于混合气偏浓的现象,前面空燃比传感器报的偏稀,后面氧传感器报的偏浓,这样看这两个数据就是矛盾的。再看长期燃油修正和短期燃油修正都是在给发动机增加喷油量,也符合1列1号空燃比传感器的数据。因为1列1号空燃比传感器报的数据是稀的,长短期燃油修正就给多喷油,

(下转第109页)(上接第38页)

加浓混合气。

通过将所有数据综合分析,怀疑是1列1号空燃比传感器损坏,导致其输出数据错误,发动机电脑借鉴空燃比的错误信号,增加喷油量,最终导致发动机的真实工况是混合气偏浓。通过调查研究发现本款车的发动机电脑是根据1列1号空燃比的输出数据,来进行喷油量的修正。只要1列1号空燃比传感器输出电压超过3.34V,就是该传感器损坏,可是发动机电脑却识别不了该数据是有问题的,所以会给发动机加浓混合气,这就是恶性循环,越加越浓。而1列2号氧传感器就是最终反映整个发动机的实际工况。混合气加浓到一定程度时,该传感器就会输出高电压,提醒发动机电脑此时发动机的混合气浓度已经超标了,故障灯报警,于是就有了1列2号氧传感器输出高电压,就是说明该发动机此时的混合气,真的很浓。

2.3 故障排除

通过了以上的分析后,确定1列1号空燃比传感器故障。更换后试车发现故障码没有再出现,怠速时读取数据流如下:1列1号空燃比传感器输出电压3.10V―3.33V之间变化。1列2号氧传感器输出电压在0.40V―0.55V之间变化。长期燃油修正和短期燃油修正都在+/-2%之间变化。通过反复试车后,确定故障彻底排除,客户提车后跟踪回访了几次,客户反应故障再也没有出现,加速顺畅,一切正常。至此此车的故障彻底排除。

3 维修小结

为了节能和控制尾气排放,现代电控发动机均采用空燃比传感器与后氧传感器,双检测的形式将尾气中的氧浓度反馈给发动机电脑,并形成闭环控制,从而精确控制空燃比,以达到发动机最优的工作状态。如果其中一个传感器出现了故障,都会使发动机电脑不能精确控制空燃比,导致发动机故障灯点亮。通过维修此车,对氧传感器的闭环控制有了全新的认识,同时也应该更加重视对数据流的综合分析。在维修过程中,避免过分的相信发动机电脑的自诊断,依据发动机故障码所显示的故障内容进行简单的换件维修。本文案例中,发动机的故障尽管是由于1列1号空燃比传感器的损坏造成,但由于氧传感器的闭环控制,由1列2号氧传感器检测到了发动机的异常,并报警提醒,致使发动机电脑对1列2号氧传感器进行了误报,干扰了维修人员的维修思路,从而在维修过程中走了弯路。综上,在对现代电控发动机进行故障检修时,一定要全面分析故障现象,综合考虑故障原因,抓住数据流的微小变化进行认真分析不轻易放过,才能找到故障根源。

作者简介:张晓亮(1985-),男 ,山东日照人,本科,助教,研究方向:汽车故障检修。

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