李婷婷

車型：2017年雷克薩斯RX450H混合動力SUV，配置2GR-FXS 6缸阿特金森循環(huán)發(fā)動機和混合動力系統(tǒng)。

行駛里程：50000km。

故障現(xiàn)象：客戶到店反映車輛發(fā)動機故障燈異常點亮，要求給予檢查和維修。

故障診斷：嘗試啟動發(fā)動機，儀表顯示檢查混合動力系統(tǒng)以及發(fā)動機故障燈異常點亮，嘗試將加速踏板踩到底，發(fā)動機開始怠速運轉(zhuǎn)，發(fā)現(xiàn)發(fā)動機存在一定頻率的抖動，但是并不是特別的嚴重，人坐在車里面，還是能感覺到抖動。使用診斷儀進入發(fā)動機系統(tǒng)，查看相關(guān)DTC，發(fā)現(xiàn)存在故障碼，如圖1所示。

嘗試保存故障碼，從故障碼的停幀數(shù)據(jù)中可以判斷出確實存在失火的情況，其數(shù)據(jù)Cylinder #3 Misfire Count （3缸缺火次數(shù)）高達30～60次，其他缸并沒有出現(xiàn)缺火的情況。根據(jù)其故障碼，可能的故障原因有：（1）真空管脫落；（2）線路故障；（3）火花塞；（4）高壓高；（5）進氣口噴油器；（6）缸內(nèi)直噴噴油器；（7）燃油壓力；（8）空氣流量傳感器；（9）冷卻液溫度傳感器；（10）汽缸壓力；（11）氣門正時；（12）PCV軟管和閥本身；（13）進氣系統(tǒng)漏氣；（14） EGR閥故障。

首先了解故障發(fā)生的原因。發(fā)動機缺火時，高濃度碳氫化合物（HC） 進入廢氣中，極高濃度的碳氫化合物會導致廢氣排放量增加并可能使三元催化轉(zhuǎn)化器的溫度升高，從而導致其損壞。為了避免排放量的增加以及高溫造成的損壞，ECM 總成將監(jiān)測缺火數(shù)。三元催化轉(zhuǎn)化器的溫度達到熱衰退點時，ECM 總成會使MIL 閃爍。ECM 總成使用 VVT 傳感器和曲軸位置傳感器監(jiān)測缺火情況。VVT 傳感器用于識別缺火的汽缸，而曲軸位置傳感器則用于測量曲軸轉(zhuǎn)速的變化。曲軸轉(zhuǎn)速變化超出預定閾值時，將統(tǒng)計缺火數(shù)。如果缺火數(shù)超過了閾值，并可能導致排放控制系統(tǒng)性能惡化，則 ECM 總成將點亮 MIL并存儲 DTC。

決定拆裝之前，先搞清楚兩點問題，第一是故障是否當前就存在，第二是故障在發(fā)動機處于什么情況下出現(xiàn)失火。這兩點很關(guān)鍵，決定先進入發(fā)動機系統(tǒng)，查看當前的數(shù)據(jù)流，如圖2所示。

┃圖1 故障碼

┃圖2 數(shù)據(jù)流1

讓發(fā)動機進入保養(yǎng)模式，此時發(fā)動機一直怠速運轉(zhuǎn)，在這個狀態(tài)下，發(fā)現(xiàn)會出現(xiàn)失火的情況，查看波形圖可以很清晰地看出3缸缺火次數(shù)比較多且頻繁，另外還發(fā)現(xiàn)4缸也存在少量的缺火現(xiàn)象，查看其短期修正和長期修正，發(fā)現(xiàn)Short FT BISI（1列短期燃油修正）為-4%，Long FT BIS1（1列長期燃油修正）為1%，Short FT B2S1（2列短期修正）為-3%，Long FT B2S1（2列長期燃油修正）為0.7%，綜合以上數(shù)據(jù)可以判斷出混合氣的狀態(tài)良好，另外還發(fā)現(xiàn)發(fā)動機轉(zhuǎn)速在2500r/min以上的時候失火就不會出現(xiàn)，說明失火狀態(tài)并不是一直存在，而是間歇性的?？紤]到該款發(fā)動機搭載了雙噴射燃油系統(tǒng)，會根據(jù)發(fā)動機在不同的轉(zhuǎn)速、工作溫度以及發(fā)動機負荷情況下自動切換噴射方式，一共分三種情況：第一種是進氣口噴射，第二種是缸內(nèi)直噴，第三種是進氣口噴射加缸內(nèi)直噴一起工作。正常情況下，在車輛怠速運轉(zhuǎn)的情況時，如果是在冷車狀態(tài)，發(fā)動機會自動切換至進氣口噴射和缸內(nèi)直噴一起工作；在怠速熱車的情況下是進氣口噴射；當發(fā)動機轉(zhuǎn)速超過2500r/min的時候，發(fā)動機會自動切換為缸內(nèi)直噴?？紤]到失火的出現(xiàn)和發(fā)動機轉(zhuǎn)速有關(guān)系，而發(fā)動機轉(zhuǎn)速和燃油噴射方式存在一定的關(guān)系，故初步斷定進氣口噴射的時候就會存在失火的情況，而缸內(nèi)直噴的時候就不會出現(xiàn)失火的情況。經(jīng)過多次原地踩加速踏板，然后觀察數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)確實如上面的波形圖顯示一樣，只要在缸內(nèi)直噴的時候，就不會再出現(xiàn)失火的情況，懷疑是不是低壓噴油器存在滴漏或者是損壞。

┃圖3 數(shù)據(jù)流2

┃圖4 主動測試

接著決定查看關(guān)于低壓噴油這一塊的數(shù)據(jù)，檢查是否能找到異常點，如圖3所示。

在怠速的狀態(tài)下，觀察到其低壓燃油壓力一直維持在390～400kPa，沒有任何異常，說明低壓燃油壓力也沒有偏低的情況，觀察其低壓燃油泵的占空比數(shù)據(jù)，其一直反饋在22%左右，也沒有任何異常情況，從數(shù)據(jù)中判斷，低壓燃油這一塊可以排除噴油器漏油的情況。如果存在漏油，其低壓燃油壓力的反饋數(shù)據(jù)會一直變化，而由于噴油器漏油導致燃油壓力引起波動后，其低壓燃油泵的占空比也會偏高，但是從現(xiàn)在的數(shù)據(jù)反饋來看，應該沒有出現(xiàn)低壓噴油器漏油的情況，懷疑還是3缸噴油器存在問題，會不會是存在積炭呢？于是決定先拆下低壓燃油管路，然后連接外置的噴油器清洗劑的吊瓶，對其進行清洗。在清洗的過程中，發(fā)現(xiàn)能感覺到發(fā)動機抖動的情況，說明當前還是存在失火，清洗好了之后再次觀察數(shù)據(jù)，故障依舊，接著決定進行拆裝，把進氣歧管拆下來之后，找到3缸進氣口的噴油器，將其拆下后，發(fā)現(xiàn)其表面并無積炭的情況，然后與1缸的進氣口噴油器進行對調(diào)，再次安裝后觀察其數(shù)據(jù)流，發(fā)現(xiàn)在怠速狀態(tài)下還是會出現(xiàn)失火，此時陷入僵局，難道不是進氣口噴油器的問題，會不會是線路存在故障呢？但是考慮到如果是線路故障，第一，應該會一直存在失火現(xiàn)象，而并不是說在切換至缸內(nèi)直噴的時候就不失火了，第二，一般線路存在故障，發(fā)動機控制單元也會監(jiān)視其線路的狀態(tài)，肯定也會存在相關(guān)故障碼。想到這里，感覺自己走進了死路，通過對故障出現(xiàn)時的數(shù)據(jù)流的分析和總結(jié)，確實是在進氣口噴射的時候，才會出現(xiàn)失火，但是實際檢查下來，進氣口噴油器、低壓燃油壓力和燃油泵控制各個方面都不存在問題，懷疑是不是之前分析有誤。

┃圖5 數(shù)據(jù)流3

重新分析失火出現(xiàn)時的數(shù)據(jù)流，發(fā)現(xiàn)了疑問，失火最根本還是跟發(fā)動機的轉(zhuǎn)速有關(guān)系，只不過將發(fā)動機的轉(zhuǎn)速提高之后，系統(tǒng)會自動切換至缸內(nèi)直噴的狀態(tài)，會不會失火和發(fā)動機轉(zhuǎn)速有直接關(guān)系，而并不與采用哪種燃油噴射方式有關(guān)系呢？想到這點，決定使用診斷儀進入發(fā)動機系統(tǒng)進行主動測試，在怠速的工況下切換燃油噴射方式，來判斷在怠速狀態(tài)下如果采用缸內(nèi)直噴會不會出現(xiàn)失火呢？如圖4和圖5所示。

發(fā)現(xiàn)了異常，果然失火只和發(fā)動機轉(zhuǎn)速有關(guān)系，例如怠速狀態(tài)下，無論主動測試采取的是缸內(nèi)直噴還是進氣口噴射，都存在失火的情況，說明失火和本身的燃油系統(tǒng)都不存在任何關(guān)系，接下來決定重點檢查點火系統(tǒng)，決定替換點火線圈和火花塞，將3缸的點火線圈和火花塞與4缸的進行對調(diào)，發(fā)現(xiàn)4缸開始失火。最終發(fā)現(xiàn)3缸的點火線圈存在故障，觀察其點火線圈的內(nèi)部端子，發(fā)現(xiàn)其內(nèi)部的搭鐵端子存在綠色的物質(zhì)，如圖6所示。

嘗試進行跳火實驗，發(fā)現(xiàn)3缸并不是不點火，而是明顯的點火弱，如圖7所示。

┃圖6 故障點

最終還是由于第3缸的點火線圈本身存在故障，導致其出現(xiàn)間歇性的缺火現(xiàn)象，從而引起故障的出現(xiàn)。

故障總結(jié)：第一，在故障出現(xiàn)的時候，其失火是和發(fā)動機轉(zhuǎn)速有關(guān)系的，但是考慮到燃油噴射方式也和發(fā)動機轉(zhuǎn)速有關(guān)系，就誤認為是燃油噴射方式的不同導致出現(xiàn)失火，而并沒有進行區(qū)分和判斷，到底失火是和發(fā)動機轉(zhuǎn)速有關(guān)系還是和燃油噴射方式存在關(guān)聯(lián)，由于在這一點上沒有做很好的區(qū)分，導致走了彎路。一開始沒有采取燃油噴射模式的主動測試，導致誤以為和燃油噴射方式有關(guān)系。

┃圖7 跳火實驗

第二，為什么3缸存在缺火會導致4缸也會間歇性的出現(xiàn)缺火呢，于是做了個測試，將損壞的3缸點火線圈對調(diào)至6缸，發(fā)現(xiàn)6缸頻繁缺火，但是1缸也會有少量的缺火，這是因為該款發(fā)動機的點火順序是123456，所以當發(fā)動機檢測到存在缺火的時候，后面一個需要點火的汽缸也會受到影響，因為缺火主要還是根據(jù)發(fā)動機轉(zhuǎn)速信號以及凸輪軸位置傳感器信號來判斷是否失火以及幾缸出現(xiàn)失火，估計還是受到缺火汽缸的影響，導致其發(fā)動機對它缸做出誤判斷。