1.3 典型大众车系发动机故障案例
1.3.1 迈腾车系
(1)行驶时急加速不良,仪表EPC灯亮
故障诊断
行驶时发动机有时加速不良,仪表EPC灯报警。进厂后用VAS5052A检测发现发动机控制单元有故障码00135 P0087(燃油油轨/系统压力过低静态)。消除故障码,急加速行驶一段路程后,故障码再现,如图1-3-1所示。
图1-3-1 燃油油轨/系统压力过低静态故障码
根据故障码判断导致该故障的可能部位如下:低压燃油管路;电子油泵及滤清器;油泵控制器、供电及线路;燃油压力调节阀N276及线路;发动机控制单元。
按维修经验判断出现该故障码,油泵控制器、油泵及高压泵损坏的概率比较高,首先更换了电子油泵和油泵控制器,接上VAS5052A试车,发现怠速、匀速行驶或缓慢加速均正常。急加速时故障出现,EPC灯亮,发动机抖动,最高转速达不到3000r/min。出现故障时读取发动机高压系统压力,01-08-140组3区显示故障出现时高压只有4bar,如图1-3-2所示,正常车辆高压为50~150bar。检查低压系统油压为6bar左右,排除低压燃油系统的故障。
图1-3-2 高压不足
一般高压泵燃油调节阀损坏,高压压力在7bar左右,该高压系统油压低于低压燃油系统压力。根据缸内直喷原理,燃油高压通过安装在燃油泵上的压力调节器N276来调节。在喷油过程中,发动机控制单元根据计算出的供油始点向燃油压力控制阀N276发送指令使其吸合,此时针阀克服针阀弹簧的作用力向前运动,进油阀在弹簧作用力下被关闭。随着泵活塞向上运动,泵腔内建立起油压,当泵腔内的油压高于油轨内的油压时,出油阀强制开启,燃油便被泵入油轨内,在油轨内形成稳定的高压燃油压力由压力传感器识别并把信号传送给发动机控制单元。通过读取数据流01-08-140组3区显示的压力可以分析高压是否正常建立。
基于以上对燃油高压建立过程的分析,导致燃油供给系统高压不能建立的可能原因有凸轮轴驱动装置损坏,高压泵及输油管堵塞,低压燃油系统压力过低,高压泵燃油调节阀及线路、发动机控制单元故障。正常车辆将燃油调压阀N276拔掉,高压油压在7bar左右,检查凸轮轴驱动凸轮正常,没有任何变形与异常磨损,该车出现故障时高压只有4bar,低于低压燃油压力,怀疑高压泵进油口堵塞,更换高压泵后故障依旧,最后故障集中在高压泵输油管单向阀上,拆下高压泵输油管准备检查单向阀是否损坏时发现,在高压泵输入口处有一个铁块,如图1-3-3所示。取出铁块后检查单向阀工作正常,重新安装高压泵输油管,试车故障排除,如图1-3-4所示。
图1-3-3 拆下高压泵输油管
图1-3-4 输油管异物
故障原因
该车由于高压泵输油管内有异物,该异物尺寸远大于单向阀内部孔径,起初异物离高压泵进油口较远且成不规则形状,不至于完全堵塞进油管,车辆虽供油不畅,但尚能保持系统压力,EPC灯不报警。随着车辆不断使用,异物随着燃油流动方向缓慢移动,直至碰到高压泵进油口,加速时异物完全堵塞高压泵进油口,从而出现发动机加速不良,仪表EPC灯报警故障。
专用工具/设备
VAS5052A、VAS6550。
相关提示
日常维修中检查高压系统与低压系统压力时,容易忽视高压系统与低压系统相连接的部位,燃油表测量燃油压力显示的是燃油表到燃油泵之间的系统压力,如像该车高压泵输油管堵塞或者输油管内部的单向阀堵塞,均会造成燃油表显示压力正常,但是实际低压燃油系统不正常,导致高压泵无法输入燃油,高压泵无法建立高压的故障,误导对车辆故障的判断。
(2)发动机怠速不稳
故障现象
车辆行驶中磕碰油底壳后,发动机怠速不稳。怠速时“游车”现象严重,排气管尾部能够明显听到类似缺缸发出的“突突”声。加速到中速和高速时一切正常。
故障诊断
① 用VAS6150读取发动机控制单元故障码(图1-3-5),存有故障码00022 P0016 000(气缸列1、凸轮轴位置传感器G40/发动机转速传感器G28布置错误)。
图1-3-5 读取发动机控制单元故障码
② 读取数据流91组在怠速状态下调节至极端,如图1-3-6所示。
图1-3-6 读取数据流
③ 检查正时状态为正常,如图1-3-7所示。
图1-3-7 检查正时状态
④ 使用VAS6356读取发动机凸轮轴位置传感器G40和发动机转速传感器G28对应信号波形,如图1-3-8所示。
图1-3-8 凸轮轴位置传感器G40和发动机转速传感器G28对应信号波形
⑤ 从G28和G40波形状态及对应关系中发现G40的波形反应滞缓,检查凸轮轴调整电磁阀N205的工作波形(该波形为PWM控制波形),如图1-3-9所示。
图1-3-9 凸轮轴调整电磁阀N205的工作波形
⑥ G40与N205占空比的对应状态说明N205的PWM信号正常,凸轮轴的信号杂波对应的N205的PWM信号无变化,说明是机械部件导致G40产生杂波。由于凸轮轴调整系统需要机油驱动,所以检查机油及压力状态条件,结果为正常,如图1-3-10所示。
图1-3-10 机油及压力检查
⑦ 根据以上分析检查,拆检凸轮轴调整的机械阀,发现机械阀中出现机械严重卡滞的现象。将机械阀更换后启动车辆并行驶测试,一切正常,如图1-3-11所示。
图1-3-11 拆检机械阀
故障原因
故障车由于凸轮轴调节机械阀卡滞导致配气相位错乱,引起气门关闭时刻错误,从而出现该故障。
发动机在低转速时进气门应提前关闭,以避免混合气回流进气管,此时进气凸轮轴相位应提前调整。而在高速时进气管内气流快,混合气应可继续涌入气缸,此时进气门延迟关闭。
这种功能由机油泵提供压力油实现。调节单元的转子与进气凸轮轴相连(调节范围为60°曲轴转角)。通过PWM激活电磁阀N205控制四位三通阀来给不同的凸轮轴前段调整阀内的不同油腔提供压力油,以达到提前或推后开启气门的目的,如图1-3-12所示。
图1-3-12 PWM对机油泵的调节
凸轮轴调节电磁阀N205的PWM信号与转速为非直接线性比例关系。
专用工具/设备
T10355、VAS6150、VAS6356、VAGl342、T10352。
相关提示
对于故障现象及故障码的内容要认真分析,因为这些故障码也有可能是机械故障引起的。
(3)发动机无法启动
故障现象
启动发动机后,挂倒挡,听到前部发动机盖内“砰”的一声响,然后发动机无法启动。
故障诊断
首先用VAS5051专用检测仪检测发动机,无故障码;更换了燃油泵后,发动机仍然无法启动;检查正时,取来一辆同型号商品车,将两辆车曲轴链轮上的标记对正盖板上的标记,发现故障车进、排气链轮的正时正常,正时链轮没有跳齿。图1-3-13所示为故障车正时;图1-3-14所示为正常车正时。
图1-3-13 故障车进、排气凸轮轴链轮正时
图1-3-14 正常车进、排气凸轮轴链轮正时
检查第1缸进、排气凸轮。但在比较故障车和正常车的正时时,发现故障车与正常车的第1缸进气凸轮的位置相同,但第1缸排气凸轮的相对位置滞后约80°。图1-3-15所示为正常车第1缸排气凸轮的相对位置。
图1-3-15 同类正常车排气凸轮的位置
在第1缸上止点时,同类型商品车的第1缸进、排气凸轮能够形成一个标准的“八”字形,而故障车则不能。图1-3-16所示为故障车第1缸进、排气凸轮不能形成“八”字形;图1-3-17为正常车进、排气凸轮能形成标准的“八”字形。
图1-3-16 故障车进、排气凸轮不能成“八”字形
图1-3-17 同类型车进、排气凸轮能成“八”字形
由于排气链轮正时正确,而排气第1缸凸轮相对位置不正常,所以,排气凸轮轴出故障的可能性比较大。拆开气门室盖后,发现排气凸轮轴末端(飞轮侧)有金属附着物,且该处的气门室盖和缸盖都有拉伤。图1-3-18所示为拉伤位置,图1-3-19所示为排气凸轮轴上的附着物和气缸盖上的拉伤,图1-3-20所示为气门室盖上的拉伤。
图1-3-18 拉伤位置
图1-3-19 排气凸轮轴上的附着物和气缸盖上的拉伤
图1-3-20 气门室盖上的拉伤
故障原因
如图1-3-21所示,启动发动机时,排气凸轮轴末端卡滞,受力很大,导致凸轮轴不能正常旋转,而排气凸轮轴链轮则受正时链条的带动正常运转。故排气凸轮轴和排气凸轮轴链轮产生约80°的相对转动。当发动机开始转动后,链轮上的力加大,凸轮轴和链轮又开始一起转动,而此时凸轮轴的正时相位已经滞后约80°,导致顶气门,发动机熄火,并且再无法启动。
图1-3-21 凸轮轴不能旋转
相关提示
正时链轮的正时正确,并不一定就表示凸轮轴和曲轴的正时就正确,在维修过程中,一定要注意机械失效导致的正时错乱。
迈腾1.8T对正时与其他发动机对正时有差异。