一辆行驶里程约4.5万km,底盘号为LE42040481,搭载271型CGI发动机的奔驰C200轿车。用户反映:该车发动机故障灯异常点亮且加速无力。
接车后:首先试车验证故障。.接通点火开关,起动发动机,发动机运转正常,而发动机故障灯一直点亮。连接STAR-D对车辆进行快速测试,读取到发动机控制单元(ME)内存储的故障代码如图1所示,故障代码提示是燃油系统出了问题。
询问驾驶人得知,该车一直在单位附近的加油站加油,而发动机故障灯异常点亮是近几天才出现的故障,因此基本可以排除是燃油品质的问题。维修人员决定根据故障代码的提示对发动机燃油供给系统进行排查。
该车装配的是CGI型涡轮增压缸内直喷发动机,其燃油供给系统的特点是高压与低压系统相结合,在任何工况下燃油供给系统都能以充足的压力将足量的燃油从油箱供至喷油器。
燃油供给系统低压部分如图2所示,当燃油泵控制单元接收到“接通燃油泵”的信号后即控制燃油泵工作,该信号由发动机控制单元(ME)通过传动系统控制器区域网络(CAN C)作为控制器区域网络信号和搭铁信号进行双重传输。燃油泵控制单元采集燃油压力传感器的电压信号,并将此信号通过CAN C传递给ME. ME对燃油压力和负荷要求进行评估,将其与设定的燃油压力进行比较,并在必要时通过脉冲宽度信号(PWM信号)促动燃油泵,使实际值向设定值变化。燃油压力调节器将燃油压力限制为约3.8 bar (1 bar=100 kPa),压力过大时;多余的燃油会通过泄压阀回到油箱。燃油滤清器处有一个止回阀,其作用是在燃油泵关闭时,保持一段时间的燃油压力以便车辆能顺利起动。
燃油供给系统高压部分如图3所示。流量调节阀用来控制进入高压燃油泵的燃油量。燃油在高压燃油泵的作用下在高压回路中产生高达120 bar的燃油压力,并储存在油轨中。油轨压力传感器用来监测油轨中的燃油压力。燃油最终由喷油器以精细雾化方式喷入各缸燃烧室。
用STAR-D查看发动机控制单元的数据流(图4),发现燃油供给系统的低压部分正常,而高压部分的数据不正常,油轨压力过低,流量调节阀也没有促动。从数据流可以看出,发动机进入了故障保护模式,此时油轨中的燃油压力直接由低压侧提供,ME会延长喷油时间,以弥补燃油压力过低造成的喷油不足。
查阅相关电路图(图5),分别测量发动机控制单元与流量调节阀及喷油器之间线路的导通情况,均正常。检查各连接器和端子均接触良好,且没有锈蚀。
接着按照故障引导进行检测,首先测量机油膨胀罐内的薄膜行程,要求在发动机停机、冷却液温度低于40℃时测量,测量结果为16 mm,正常;接着检查油轨压力传感器,也正常;然后测量流量调节阀的电阻为3.7Ω,也在正常范围内。接下来需要对高压燃油泵进行检测(由于高压侧压力可达120 bar,因此不能用油压表直接测量,只能借助故障检测仪进行引导测试),要求在发动机停机、驻车制动器工作、换挡杆处于空挡、冷却液温度不低于60℃时进行。接着根据系统提示,关闭所有用电器,踩住制动踏板,然后起动发动机,STAR-D会自动开始对高压系统进行检测,检测结果如图6所示。
分析可知,在发动机刚起动时高压侧压力正常,但随后压力迅速下降,而此时发动机也进入了故障保护模式。接通点火开关起动发动机时油压能够迅速上升,所以发动机能够正常起动(如果一开始高压侧压力就上不去,则会有起动时间较长的故障现象)。故障引导的测试结果提示需更换高压燃油泵。
故障排除:更换高压燃油泵后试车,车辆恢复正常,查看发动机控制单元的数据流也正常了。至此,故障彻底排除。