一辆行驶里程约4.8万km、配置1 .4TSI发动机的大众新朗逸轿车。客户反映:该车辆正常行驶中没啥问题,但是一旦时速接近100km/h,仪表中发动机排放灯会点亮且不会熄灭。
故障诊断:首先读取发动机系统故障码,果然存在一个故障码P029900增压压力控制没有达到控制极限,故障码的环境条件:行驶里程47729km,优先权2,故障频率计数器1,计数器未学习255,发动机转速2451 r/min,标准负荷值67.8%,车速98km/h,冷却液温度92℃,进气温度47℃,环境气压100kPa,端子30电压13.735V,动态环境数据20 96 28 11 AC 05 FB 12 8C 00 00 OE 31 13 38 07 12 16 11 DD 10 10 06 FC。根据故障码的指向,接下来围绕涡轮增压器做相应的检查:
首先来了解EA211系列发动机上所采用的涡轮增压器(如图1所示),该涡轮增压器相对于之前第二代的涡轮增压体积更小,结构也更简单。同时涡轮转速也更快(第二代最高100000r/min,而现款可达200000r/min ),且保留了N75增压压力调节电磁阀,取消了N249内循环电磁阀的控制,因此控制方面减少了低工况时的旁通,只保留了高工况时的放气泄压。由此可能造成进气波动从而引起噪声,特在进气管部分进行了更改,内部添加了降低噪声的结构腔。
接下来看看涡轮增压的控制过程,其控制的核心在于对增压压力调节电磁阀N75的控制,N75上共有3根软管1、2、3,软管3连接自涡轮增压进气口和增压之前的进气连通;软管2连接涡轮增压后的高压空气管路,其内部压力和增压压力完全一致;软管1连接至增压调节器,该调节器为一个膜片盒,当发动机控制单元通过G31监测到增压压力过大,则将N75电磁阀通电,软管1和软管2被导通,高压气体通过软管1进入调节器,推动连接杆打开,于是发动机的一部分排气通过蜗杆推开的旁边通道直接进入三元催化器(如图2所示),涡轮的转速降低,从而达到降低增压空气的目的。
再分析系统的故障码增压压力控制没有达到控制极限,笔者个人理解是发动机控制单元检测到增压压力和系统设定值存在差异。可能原因:
1.电子方面故障
(1)增压传感器G31存在故障,提供给发动机控制单元一个错误的信号(过大或过小)。
(2)增压压力调节电磁阀N75本身故障或者其连接线路故障。
(3)发动机控制单元本身存在故障,得到G31正确的信号,但无法有效控制N75。
2.机械方面故障
(1)电磁阀N75上的管路松脱、漏气或弯折,导致相应管路无法正常畅通。
(2)涡轮增压内部机械故障,如涡轮或叶轮的轴松旷。
(3)增压压力调节器膜片损坏,或其推杆变形,或蜗杆发卡等。
(4)其他原因,如三元催化器堵塞导致排气不畅等。
连接VAS6150B,笔者亲自试车,发现该车加速迟钝,动力明显比正常车差(该现象客户并没有反映)。当发动机车速接近100km/h时,排放灯准时点亮。同时让副驾驶人员观察115组涡轮增压器的数据流,发现不管笔者如何急加速,涡轮增压数据流也不能超过l20kPa。在笔者的印象中正常涡轮增压数据差不多能达到160kPa,由此可以说明涡轮增压压力明显偏低,符合故障码指向。
由于VAS6150B读取出来的数据是发动机控制单元通过G31的测算数据,因此如果G31或者发动机控制单元本身存在问题,那么读取的数据也是不正确的。为了万无一失,笔者接上涡轮增压测试仪VAG1397A,通过反复加速来测试,发现VAG1397A数据最大显示都没超过120kPa,与VAS6150B读取数据完全相符。该车涡轮增压压力确实偏低,那么其他方面的原因可以不予考虑,故障原因只有涡轮增压器本身了。
让维修技师拆掉涡轮增压器,通过和全新涡轮增压器对比(如图3所示),明显可以看出两者的蜗臂角度存在明显区别。用手去推连接杆,发现故障车辆的蜗杆已经无法推动,明显卡死了。用游标卡尺测量新旧两个连接杆的长度,新的为12.23cm,故障车的则为12.82cm,两者相差接近6mm。查找维修手册标准数据,该型号为04E145 702G的涡轮增压器,该行程额定值为7.50±1mm,说明故障车辆的涡轮增压器已经卡死在高工况时的放气泄压阶段,因此导致涡轮增压压力始终达不到额定要求而过低了。