（廣東省國防科技高級技工學(xué)校，廣東 廣州 510515）

奧迪1.8T渦輪增壓進(jìn)氣系統(tǒng)故障診斷

何莊

（廣東省國防科技高級技工學(xué)校，廣東 廣州 510515）

本文主要介紹一臺奧迪A6小轎車，由于發(fā)動機(jī)的渦輪增壓系統(tǒng)有故障，造成動力不足，高速加速無力。通過分析奧迪1.8T發(fā)動機(jī)的渦輪增壓進(jìn)氣系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和原理，并利用各種專用設(shè)備進(jìn)行故障分析診斷，快速找到故障點(diǎn)，提高了工作效率。

渦輪增壓系統(tǒng)故障；動力不足；葉輪轉(zhuǎn)動不靈活

渦輪增壓進(jìn)氣系統(tǒng)在現(xiàn)代汽車中應(yīng)用越來越多，它是在發(fā)動機(jī)排氣歧管后加裝渦輪增壓器，利用排氣作為動力，通過發(fā)動機(jī)控制單元ECU接受增壓系統(tǒng)各傳感器的信號，控制渦輪增壓系統(tǒng)的執(zhí)行元件工作，使系統(tǒng)內(nèi)保持各工況下所需充足進(jìn)氣量，保證發(fā)動機(jī)在各工況下都有較高功率和扭矩。渦輪增壓器安裝在發(fā)動機(jī)的進(jìn)排氣歧管上，處在高溫、高壓和高速運(yùn)轉(zhuǎn)的工作狀況下，其工作環(huán)境非常惡劣，工作要求又比較苛刻，工作轉(zhuǎn)速可達(dá)10萬轉(zhuǎn)/分以上。由于各種進(jìn)氣控制元件和傳感元件的增加，故障發(fā)生的概率也就相應(yīng)增多，出現(xiàn)故障時也就較難判斷，要準(zhǔn)確判斷故障，就要全面了解進(jìn)氣渦輪增壓系統(tǒng)的工作原理和結(jié)構(gòu)，以及各種元件的安裝位置，同時能利用各種專用工具診斷故障和利用儀器的數(shù)據(jù)判斷故障部位。

1 故障現(xiàn)象

有一臺奧迪A6小轎車進(jìn)我廠檢修，發(fā)動機(jī)型號為1.8T渦輪增壓式發(fā)動機(jī)，故障現(xiàn)象為動力不足，車身120km/h后加速無力。正常奧迪C5A6可跑220km/h以上。此車在低速時起步或加油提速并無異常。

常規(guī)檢查：先用故障診斷儀檢查電控系統(tǒng)確認(rèn)無故障存儲，檢查油壓正常，油泵工作壓力為5.0bar，系統(tǒng)工作壓力2.5bar，保持壓力為2.3bar都很正常，檢查汽油濾清器無堵塞。噴嘴噴油量正常，獨(dú)立點(diǎn)火線圈供電，并有故障自診斷，所以高壓方面也不存在問題。檢查發(fā)動機(jī)缸壓，每缸缸壓都在正常范圍內(nèi)，各個汽缸的壓力差為0.2～0.3bar左右，發(fā)動機(jī)工作平穩(wěn)?？紤]到發(fā)動機(jī)影響功率方面除了上述幾點(diǎn)最重要以外，還有就是進(jìn)氣量。這時我們才把注意力放在了渦輪增壓系統(tǒng)上面。

2 1.8T渦輪增壓進(jìn)氣系統(tǒng)工作原理

廢氣渦輪增壓器實際上是一種空氣壓縮機(jī)，通過壓縮空氣來增加進(jìn)氣量。其利用發(fā)動機(jī)排出的廢氣量來推動渦輪室內(nèi)的渦輪，渦輪又帶動同軸的葉輪，葉輪壓縮來自空氣濾清器的空氣，使之增壓進(jìn)入氣缸。

隨著發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速的增快，廢氣排出速度與渦輪轉(zhuǎn)速也同步增快，葉輪就壓縮更多的空氣進(jìn)入氣缸，空氣的壓力和密度增大可以燃燒更多的燃料，相應(yīng)增加燃料量和調(diào)整一下發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速，就可以提高發(fā)動機(jī)的輸出功率和扭矩，讓車子更有勁。一臺發(fā)動機(jī)裝上渦輪增壓器后，其輸出的最大功率與未裝增壓器的相比，可增加大約40%，甚至更多。渦輪增壓器在中、高轉(zhuǎn)速時作用更為明顯。例如奧迪A61.8T采用渦輪增壓后，可達(dá)2L排量發(fā)動機(jī)效果。另外，發(fā)動機(jī)在采用了增壓技術(shù)后，還能提高燃油經(jīng)濟(jì)性和降低尾氣排放。不過，發(fā)動機(jī)在采用廢氣渦輪增壓技術(shù)后，工作中產(chǎn)生的最高爆發(fā)壓力和平均溫度將大幅度提高，從而使發(fā)動機(jī)的機(jī)械性能、潤滑性能都會受到影響，故障率也會相應(yīng)增多。發(fā)動機(jī)渦輪增壓進(jìn)氣系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。

（1）尾氣葉輪：通過排氣驅(qū)動產(chǎn)生動力，裝在三元催化器前，與進(jìn)氣葉輪通過軸相連，軸采用懸浮支承，由發(fā)動機(jī)油潤滑，靠發(fā)動機(jī)冷卻水冷卻。

（2）進(jìn)氣葉輪：由于尾氣葉輪轉(zhuǎn)動，通過中間軸與其同向速轉(zhuǎn)動，加速空氣進(jìn)氣的速度，達(dá)到增加進(jìn)氣量的目的。

（3）尾氣旁進(jìn)閥：當(dāng)系統(tǒng)內(nèi)壓力過高時打開，讓尾氣直接從旁通通道通過，而不驅(qū)動尾氣葉輪，從而減少進(jìn)氣量，防止增壓系統(tǒng)內(nèi)壓力過高。

（4）增壓壓力調(diào)節(jié)電磁閥：當(dāng)系統(tǒng)內(nèi)壓力增加過高時，發(fā)動機(jī)電控單元ECU給予信號，增壓壓力調(diào)節(jié)電磁閥工作，打開控制增壓壓力調(diào)節(jié)單元工作。

（5）進(jìn)氣溫度傳感器：是進(jìn)氣系統(tǒng)輔助信號，電控單元根據(jù)其進(jìn)行進(jìn)氣的精確量。

圖1

（6）機(jī)械式空氣再循環(huán)閥：讓增壓的空氣再次進(jìn)入進(jìn)氣道前部，防止增壓系統(tǒng)內(nèi)壓力過高。

（7）增壓壓力傳感器：用來感知增壓進(jìn)氣系統(tǒng)內(nèi)空氣壓力的高低，傳給發(fā)動機(jī)電控單元控制增壓壓力電磁閥的工作，調(diào)節(jié)系統(tǒng)內(nèi)壓力。

（8）中冷器：給增壓后的高壓高溫氣體散熱，使氣體溫度變低，壓力減小。

3 渦輪增壓進(jìn)氣系統(tǒng)診斷與分析

渦輪增壓系統(tǒng)出現(xiàn)故障的時候，發(fā)動機(jī)容易產(chǎn)生兩種常見故障。

（1）燒機(jī)油。 由于渦輪增壓器葉輪軸采用懸浮支承，工作環(huán)境溫度高，軸無頭，無法裝比較密封的油封，而采用油環(huán)回油發(fā)防漏油，所以往往易產(chǎn)生機(jī)油滲透，機(jī)油隨進(jìn)氣進(jìn)入發(fā)動機(jī)燃燒和從排氣管中排出。此故障比較容易判斷，加大油門時外部觀察可看到排氣管會冒出藍(lán)色的濃煙。打開機(jī)艙蓋，發(fā)動機(jī)運(yùn)行一段時間可以看到排氣歧管和三元催化器被燒成暗紅色。拆開進(jìn)氣管看如果有大量機(jī)油，就可判斷渦輪增壓器內(nèi)保滲漏機(jī)油，只能采用更換部件總成的方法。

（2）葉輪運(yùn)轉(zhuǎn)不靈活。 此故障頻率較高，產(chǎn)生的原因也比較多，判斷故障有一點(diǎn)的難度，需要利用較多的專用檢測設(shè)備進(jìn)行分析診斷。但有一點(diǎn)是相同的，就是進(jìn)氣或尾氣葉輪出現(xiàn)故障時，發(fā)動機(jī)功率肯定下降。特別是在發(fā)動機(jī)大負(fù)荷工作情況下，駕駛員很容易就能感覺到。

4 通常渦輪增壓進(jìn)氣系統(tǒng)診斷的方法有兩種

經(jīng)驗診斷法：維修技師可根據(jù)發(fā)動機(jī)工作時不正常的表征，通過經(jīng)驗檢查排氣系統(tǒng)和進(jìn)氣系統(tǒng)的工作狀況，利用一些簡單方法判斷故障部位，此方法在沒有專業(yè)儀器和工具時判斷比較快捷。

專用儀器判斷法：利用專用的檢測儀器讀取發(fā)動機(jī)控制單元ECU的故障代碼和各傳感器得工作波形或數(shù)據(jù)流，與標(biāo)準(zhǔn)工況比較有無差異，迅速判斷故障的發(fā)生部位。這種診斷方法在遇到疑難故障時能順利的找到故障。

5 故障的診斷與排除

通過駕駛員了解發(fā)動機(jī)工況和平時的保養(yǎng)維修，以及對燃油使用狀況等。認(rèn)真觀察了發(fā)動機(jī)各工況下進(jìn)氣系統(tǒng)和排氣系統(tǒng)的工作情況，基本可以排除渦輪增壓器燒機(jī)油的可能。利用奧迪專用的故障診斷電腦VAS5051讀取發(fā)動機(jī)控制單元ECU的數(shù)據(jù)流，并用專用設(shè)備VAG1379A（檢測進(jìn)氣管壓力的儀器）檢查發(fā)動機(jī)進(jìn)氣系統(tǒng)各段的壓力。發(fā)現(xiàn)壓力偏低1.1～1.2bar，比正常值1.6～1.7bar低了0.5bar，拆除進(jìn)氣管，拔掉進(jìn)氣流量計插頭，發(fā)動機(jī)加速至2000轉(zhuǎn)時，用手擋住進(jìn)氣沒有增壓的感覺在壓力傳感器處連接。說明進(jìn)氣系統(tǒng)壓力偏轉(zhuǎn)，內(nèi)部有故障。

深入檢查進(jìn)氣系統(tǒng)各連接件，管道有無漏氣，各密封圈密封是否可靠。根據(jù)增壓器的結(jié)構(gòu)原理，拆下三元催化器（三元催化器堵塞會影響增壓器增壓效果）檢查沒發(fā)現(xiàn)問題。最后只能拆下渦輪增壓器檢查，發(fā)現(xiàn)尾氣葉輪轉(zhuǎn)動不是很靈活，有發(fā)卡的現(xiàn)象，導(dǎo)致結(jié)果是葉輪的轉(zhuǎn)速偏低，增壓的效果差，發(fā)動機(jī)功率達(dá)不到最佳，車速自然就受到影響了。更換渦輪增壓器總成之后，故障徹底排除。

6 結(jié)語

通過以上的一系列解決方法和步驟，修好了這臺加速無力的奧迪車。由此得出結(jié)論：造成渦輪增壓進(jìn)氣系統(tǒng)故障的原因還有很多（各連接件、管道、中冷器、密封件，排氣三元催化器都會引起增壓壓力不夠），而渦輪增壓器制造成本很高，要確認(rèn)是增壓器有故障，才能更換。

平時做維修作業(yè)一定要用理論知識來指導(dǎo)實際工作，按照從易到難，從簡單至復(fù)雜的順序，并且要會運(yùn)用各種專用的儀器設(shè)備，融合到維修工作中，去診斷故障、排除故障。完工后要善于總結(jié)，做好筆記，這樣才會少走彎路，提高工作效率。

[1]一汽大眾內(nèi)部培訓(xùn)資料以及維修手冊.

TK421.8

A

1671-0711（2017）04（上）-0068-02