奥迪Q7发动机异响故障的排除

2010-06-25 20:27:44 故障案例 0 FavoriteLoadingAdd to favorites

  一辆2007年产奥迪Q7 3.6FSI轿车,行驶里程为6 000 km,用户反映该车在行驶过程中偶尔能听到发动机附近发出尖锐的金属摩擦声,现象持续约1~5 min后会消失;若故障出现时将发动机熄火,然后再次起动车辆,故障有时会消失,该故障每隔2~3天出现1次。

  经询问用户,得知该车的故障现象主要出现在热车情况下,发动机怠速、中小负荷工况均会出现,但与车速和行驶时间没有关系,仪表板也无任何故障报警灯点亮。由于该故障现象每隔2~3天出现1次,且出现时间较短,故障症状不易捕捉。经与用户协商,用户同意将车留下进行检修。经过约1天的长时间试车,故障终于出现。笔者听到了1种尖锐的类似于金属摩擦的噪声。通过分辨,笔者判定出现异响的部位在发动机缸盖上部区域,但此时发动机运转正常,且异响的频率和声音大小不随发动机转速的变化而改变,由此可以排除机械部件磨损或互相干涉的可能性。通过VAS5052检查此时没有故障码,在观察数据流时发现怠速时的高压油轨压力竟然达到了12 MPa,这显然是不正常的。再次检查噪音部位后可以确定听到的噪声正是高压油轨油压过高而导致过压阀开启泄压产生的噪声。

  那么为什么会产生压力过高的现象呢?这就需要从FSI发动机燃油供给系统的控制原理上进行分析。

  图1

  新式的FSI发动机燃油供给系统由低压、高压两部分组成(图1),这两部分各自完成相应的功能。低压系统是由1个按需调节的燃油泵来供油的,这种按需调节的装置可以降低燃油泵所消耗的电能,从而可节省燃油。燃油泵只供应发动机所需要的燃油量,这个燃油量是根据规定的系统压力得出的。这个过程由发动机控制单元和1个电子功率控制装置来完成,这个电子功率控制装置通过脉冲宽度调制来调节燃油泵的转速。在低压系统中,电动燃油泵将约0.6 MPa的经燃油滤清器过滤的燃油供应给高压油泵,高压泵处的回油直接进入燃油箱。在高压系统中,单活塞高压泵将约4~11 MPa(取决于负荷和转速)的燃油送入燃油分配管,分配管再将燃油分配给4个高压喷油器。限压阀的作用是保护工作在高压条件下的部件,它在系统压力高于12 MPa时会打开泄压,泄压阀打开时流出的燃油会进入高压油泵的供油管。高压油泵为单活塞式油泵,由凸轮轴的双凸轮机械驱动。高压油泵的供油量是可调的,电动燃油泵给高压泵供应最高为0.6 MPa的预压力,高压泵再产生供油轨内所需要的高压。

  图2

  图3

  下面再来具体分析一下高压油泵的工作原理。首先,当活塞向下运动时,压力约为0.6 MPa的燃油从油箱内的低压油泵经进油阀流入油泵腔内(图2)。当活塞向上运动时,燃油就被压缩了,在压力超过油轨内压力时,燃油就被送入燃油分配管(图3)。燃油计量阀(可控阀)位于油泵腔和燃油入口之间(图4)。如果燃油计量阀在供油行程结束前打开了,那么油泵腔内的压力就会被卸掉,燃油就流回到燃油进入口内。在油泵腔和燃油分配管之间设有1个单向阀,它在燃油计量阀打开时可阻止燃油回流。为了调节供油量,燃油计量阀从油泵凸轮的下止点到某一行程之间是关闭的。当达到所需要的油轨内的压力时,燃油计量阀打开,这样就可防止油轨内压力继续升高。出于安全原因,燃油计量阀(MSV)N290是在不通电时打开的电磁阀(图5),即高压油泵所供应的全部燃油经打开的阀座被泵回到低压管路内。线圈通电后会产生电磁场,与衔铁连在一起的阀针就被压入到阀座内。当达到要求的油轨内压力后,燃油计量阀的供电被切断,电磁场消失,高压油将阀针从泵腔中压出,于是泵腔中多余的燃油就流回低压管路中。

  图4

  图5

  根据高压燃油系统工作原理可知,油轨压力过高的原因可以排除高压泵损坏的可能性,应该是高压泵的调节控制装置出现了问题。对于燃油计量阀的工作情况,可以利用故障诊断仪的示波器功能,观察信号波形进行检查。于是笔者连接故障诊断仪,利用示波器功能观察了燃油计量阀N290的控制信号,结果发现信号总是处于高电平状态,这就验证了笔者此前的判断。导致燃油计量阀工作异常的原因有2个:一是发动机控制单元产生了错误控制信号,二是燃油计量阀N290的线路出现了对正极短路的现象。根据上述分析思路,笔者首先对燃油计量阀N290的线路进行了仔细检查,但没有发现存在线路对正极短路的问题。看来问题应该是出在其接收了来自发动机控制单元的错误控制信号。

  那么发动机控制单元为什么会向燃油计量阀发出错误的控制信号呢?这就需要对发动机控制单元如何产生控制信号,及哪些问题会影响信号的输出有所了解。在该车燃油控制系统中,发动机根据相关的负荷信号、进气量信号及节气门状态信号等确定对燃油计量阀的控制信号,因此需要对上述信号进行检查。经利用故障仪观察发动机控制系统动态数据流,可以确定上述信号均正常。既然影响发动机控制单元控制燃油计量阀输出的输入信号均正常,那么就需要对发动机控制单元进行检查了。根据以往的维修经验,除人为原因外,一般发动机控制单元损坏的情况较少,多数问题都出在其供电、搭铁线路上。

  图6

  正当我们准备对发动机控制单元的供电和搭铁情况进行检查时,故障现象却消失了。发动机的各项数据均正常,高压压力也恢复了正常。面对如此尴尬的局面实属无奈,但通过前面的检查已经将故障查找范围缩小了很多,于是笔者重新整理思路,准备继续检查。在对发动机控制单元的供电和搭铁线路进行检查后,没有发现问题,因此笔者判定发动机控制单元存在问题。于是决定将同款车型无故障的发动机控制单元进行替换,并让用户继续观察使用。几天后,用户打来救援电话称该车蓄电池亏电无法起动。维修人员将车跨接起动后开回厂,此时发动机又出现了原来的故障现象。但笔者在检查过程中发现了1个新的故障现象,即发动机熄火后无法起动,类似于蓄电池没电的现象,但此时蓄电池电量充足。看来是车上的电源线出了问题?于是笔者决定从蓄电池的接线处开始逐步检查各连接点和线束的情况。当检查到位于发动机舱左侧的正极跨接桩头(图6)时,发现在桩头与线束的连接处有明显的松动烧蚀迹象(图7)。该位置正是蓄电池正极主线分向各分支的连接点,由于连接点的松动烧蚀,使得各分支线束间产生了接触不良的现象,正是这个故障点导致了发动机控制单元的供电不良,从而出现了燃油计量阀N290的控制信号错误的情况。

  图7

  在对故障点进行处理后,试车故障排除。

  总结:该车的故障现象归根结底还是发动机控制单元供电线路不良引起的,由于该故障属于偶发性故障,检查起来的确有些麻烦,也走了些弯路。通过该车故障的排除,提醒我们在检查控制单元类的故障时应首先对相关的供电、搭铁线路进行全面细致的检查,不要急于更换相应的控制单元。

(张平)

您可能感兴趣的文章

网友评论

    发表评论

    *

    *