◆文/浙江 余富忠

故障現(xiàn)象

一輛2009年產(chǎn)的奧迪A6L 2.0TSI，行駛里程65000km。車主反映發(fā)動(dòng)機(jī)故障燈亮，怠速有輕微抖動(dòng)，加速不如以前。

故障診斷與排除

接車后用解碼器檢查發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)，有故障碼“P0420，催化凈化器效率低”，拆下催化凈化器進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)其已經(jīng)燒結(jié)，說明該催化凈化器曾經(jīng)處于高溫情況下。根據(jù)以往維修該車型的經(jīng)驗(yàn)判斷，催化凈化器燒結(jié)的原因一般是發(fā)動(dòng)機(jī)工作不良、混合汽太濃等造成汽車尾氣中碳?xì)浠衔锖窟^高，大量的碳?xì)浠衔镌诖呋瘍艋鬟M(jìn)行氧化還原反應(yīng)，使催化凈化器溫度過高而燒結(jié)。為徹底排除該故障，決定對發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行全面檢查。

首先檢查火花塞，4個(gè)火花塞都有積炭，其中3缸稍嚴(yán)重些，檢查各缸壓力都正常，初步判斷是火花塞積炭造成發(fā)動(dòng)機(jī)工作不良，混合汽燃燒不完全，從而造成催化凈化器燒結(jié)。征求車主同意后，先使用進(jìn)氣系統(tǒng)清洗設(shè)備對進(jìn)氣系統(tǒng)進(jìn)行積炭清洗，在油箱中加入高性能燃油添加劑，更換4個(gè)火花塞。試車行駛20km之后發(fā)動(dòng)機(jī)怠速穩(wěn)定，加速有力，決定將車交還車主使用兩天后回廠更換催化凈化器。

第三天車輛回廠，車主反映發(fā)動(dòng)機(jī)怠速穩(wěn)定，加速有力。維修人員更換催化凈化器，用解碼器清除故障碼，啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，當(dāng)達(dá)到正常工作溫度后讀取怠速狀態(tài)數(shù)據(jù)流，實(shí)測相關(guān)數(shù)據(jù)見表1，根據(jù)數(shù)據(jù)流分析，相關(guān)數(shù)據(jù)都在正常范圍之內(nèi)，車輛故障應(yīng)該解決。試車一切正常后交車，一周后電話回訪，車主反映正常。

可是，一個(gè)半月后，車主反映發(fā)動(dòng)機(jī)故障燈再次點(diǎn)亮。車輛回廠后我們對該車再次進(jìn)行檢測，依然報(bào)P0420故障碼。拆下催化凈化器，發(fā)現(xiàn)又燒結(jié)了。拆下4個(gè)火花塞，都有輕微積炭，但沒有第一次那么嚴(yán)重。催化凈化器配件價(jià)格較高，更換第二個(gè)催化凈化器后，我們不敢輕易交車，需要做進(jìn)一步檢查分析。

為確保不要發(fā)生催化凈化器燒結(jié)現(xiàn)象，我們決定檢測催化凈化器工作溫度。啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)至正常工作溫度，以60km/h以上的速度行駛車輛10min左右回廠，迅速舉升車輛，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速保持在2500r/min左右，用紅外線側(cè)溫儀測量催化凈化器溫度，竟然達(dá)到810℃(正常溫度一般在200～600℃，理想值為450℃左右)。很明顯，造成催化凈化器燒結(jié)的原因是工作溫度過高。因?yàn)樾聯(lián)Q的火花塞有輕微積炭，綜合考慮兩方面因素，確定為混合汽過濃。

表1 怠速狀態(tài)數(shù)據(jù)流(取平均值)

造成發(fā)動(dòng)機(jī)混合汽濃的原因從大方面考慮，主要是油過多和進(jìn)氣量過少，油過多會(huì)造成燃油壓力高、噴油器漏油、由于電控系統(tǒng)原因造成噴油脈寬過大等，進(jìn)氣量過少會(huì)造成進(jìn)氣系統(tǒng)堵塞、渦輪增壓器后方漏氣等。

重新檢查怠速狀態(tài)下的數(shù)據(jù)流，TWC前氧修正值、進(jìn)氣量、平均噴油脈寬與第一次檢測相近。第106組數(shù)據(jù)中第二項(xiàng)：燃油分配管實(shí)際壓力為5MPa。第115組數(shù)據(jù)中第三項(xiàng)：目標(biāo)增壓壓力為0.1MPa，第四項(xiàng)實(shí)際增壓壓力為0.995MPa。從怠速狀態(tài)下的數(shù)據(jù)流分析，沒有發(fā)現(xiàn)有什么不對之處。

將發(fā)動(dòng)機(jī)加速至2500r/min兩分鐘后，維持發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，檢查相關(guān)數(shù)據(jù)流。T WC前氧修正值達(dá)到-11%，說明混合汽太濃。第115組數(shù)據(jù)中第三項(xiàng)，目標(biāo)增壓壓力為0.135MPa，第四項(xiàng)實(shí)際增壓壓力為0.11MPa。對比這兩項(xiàng)數(shù)據(jù)，說明實(shí)際的增壓壓力達(dá)不到目標(biāo)增壓壓力。由于實(shí)際增壓壓力偏低，進(jìn)氣量不夠，造成混合汽偏濃，從而使得催化凈化器燒結(jié)。

渦輪增壓器的結(jié)構(gòu)如圖1所示，造成渦輪增壓壓力不夠的主要原因有：①渦輪增壓器后方漏氣；②渦輪增壓控制系統(tǒng)或控制管路故障；③渦輪增壓器機(jī)械故障。仔細(xì)檢查渦輪增壓器后方的管路，沒發(fā)現(xiàn)有泄漏之處。用解碼器監(jiān)測第118組數(shù)據(jù)中的第三項(xiàng)，增壓電磁閥占空比在加油門的過程中從0開始增大，說明渦輪增壓控制系統(tǒng)沒問題。在加油門過程中檢查增壓壓力調(diào)節(jié)單元有動(dòng)作，說明控制管路沒問題。拆下渦輪增壓器后終于發(fā)現(xiàn)旁通閥已銹死，不能正常關(guān)閉，更換渦輪增壓器后故障徹底排除。

維修小結(jié)

大眾轎車渦輪增壓系統(tǒng)(圖2)的工作原理如圖3所示。

當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)怠速運(yùn)行時(shí)，機(jī)械式空氣再循環(huán)閥真空控制管通過空氣循環(huán)閥N249與進(jìn)氣歧管相通，由于怠速時(shí)進(jìn)氣歧管真空度大，真空作用力使機(jī)械式空氣再循環(huán)閥打開，增壓器被直接卸荷，不起增壓作用，所以該車在怠速狀態(tài)下無明顯故障現(xiàn)象。

當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)高速運(yùn)行突然松油門，進(jìn)氣歧管的真空吸力不足以打開機(jī)械式空氣再循環(huán)閥，電腦控制空氣循環(huán)閥N249，使機(jī)械式空氣再循環(huán)閥真空控制管與真空罐相通，強(qiáng)大的真空吸力打開機(jī)械式空氣再循環(huán)閥，增壓器被直接卸荷。

當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)處于中低速小負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，N75斷電，使增壓壓力調(diào)節(jié)單元控制管路與增壓后的高壓空氣相通，若增壓壓力增大，作用在增壓壓力調(diào)節(jié)單元上的力也增大，旁通閥開口大，于是增壓壓力下降，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)節(jié)。

當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)加速或高速大負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，N75由發(fā)動(dòng)機(jī)EC U以占空比的方式控制，使增壓壓力調(diào)節(jié)單元控制管路與低壓空氣相通，增壓壓力調(diào)節(jié)單元上的作用力小，旁通閥關(guān)閉，增壓壓力增大。

本車的故障是發(fā)動(dòng)機(jī)高速大負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，由于旁通閥銹死不能正常關(guān)閉，廢氣通過旁通閥直接進(jìn)入排氣管，渦輪增壓器不能增壓，從而造成高速時(shí)增壓壓力低，進(jìn)氣量不足，混合汽濃度高，使催化凈化器燒結(jié)。

本車在第一次維修過程中，雖然已經(jīng)檢查發(fā)動(dòng)機(jī)怠速狀態(tài)下的有關(guān)數(shù)據(jù)，但在高速大負(fù)荷狀態(tài)下的數(shù)據(jù)流沒有檢測，忽視檢查火花塞積炭的原因，從而留下了故障隱患，造成一定損失。希望廣大同行在碰到類似故障時(shí)要仔細(xì)檢查，以免造成不必要的損失。

專家點(diǎn)評——高惠民

為了更好地獲得發(fā)動(dòng)機(jī)“節(jié)能、高效、清潔”的效果和比功率，現(xiàn)代小排量發(fā)動(dòng)機(jī)通過進(jìn)氣增壓，達(dá)到了與自吸氣式大排量發(fā)動(dòng)機(jī)相同功率的比值。渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)是利用廢氣的動(dòng)能，通過同軸帶動(dòng)渦輪壓氣機(jī)增大壓入發(fā)動(dòng)機(jī)的空氣充量，使燃油能得到更加充分的氧完全燃燒，提高發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率，另外使發(fā)動(dòng)機(jī)制造尺寸變小、重量減輕、旋轉(zhuǎn)慣量少、摩擦損失和熱損失都減小，降低了燃油消耗，并且采用稀薄燃燒，減少了污染物和CO2的排放。正是渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)有諸多的優(yōu)點(diǎn)，越來越多的被使用到發(fā)動(dòng)機(jī)上。一旦該增壓系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)會(huì)與非增壓發(fā)動(dòng)機(jī)表現(xiàn)的情景一樣,但故障原因卻會(huì)有所不同。正如本文的案例一樣，作者在故障原因的分析上應(yīng)該是正確的，在診斷方法上存在著一些欠缺，主要是沒有充分理解渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)在中/大等負(fù)荷的工作特點(diǎn)，對發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行變工況的試驗(yàn)產(chǎn)生了某些忽略，使故障沒有一次性排除，造成了返工。

對診斷渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力性故障時(shí)，一定要根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)某一負(fù)荷工況特征，針對數(shù)據(jù)值中每一個(gè)對應(yīng)的進(jìn)氣壓力、進(jìn)氣流量以及與燃油噴射量的相互關(guān)系和燃燒后的前后氧的信號(hào)，根據(jù)這些參數(shù)去判斷故障是屬于泵氣功能還是燃油噴射或點(diǎn)火功能的原因，以達(dá)到診斷故障的準(zhǔn)確性和排除效率。