一辆行驶里程超21万km、搭载CGZ发动机的2011年上汽大众途安。用户反映:该车每次启动4~5 min后就会出现发动机高怠速运转的情况,且高怠速一直无法降低。
检查分析:笔者试车发现,该车发动机进入高怠速状态后,只有重新启动发动机才能恢复到700 r/min左右的正常怠速值,但运行4~5 min后又会开始新一轮的升高。连接诊断仪检测发动机控制系统,发现并无故障码,查阅数据流,各项数值也都正常。检查可能影响怠速升高的各配件,如发动机冷却液温度传感器、节气门开度传感器、进气管路密封性、活性炭罐电磁阀以及曲轴箱通风管路等,均未发现问题。检查蓄电池静态电压为12.46 V,启动后发电机输出电压为13.96 V,均正常。至此,笔者对故障检测下了很大功夫,却始终没有找到故障的切入点。
重新整理维修思路,车上应该还有我们目前尚未掌握的导致怠速升高的原因,或者存在着诊断思路和检测方法不到位的地方。从这一点考虑,首先想到的就是发电机和空调压缩机。而此时空调并未开启,于是怀疑的重点就落在了发电机上。为此,笔者找到该车发电机及发动机控制系统相关电路图,认真分析该车发电机工作原理,并对该车供电系统进行了全面检查。
经过深入探查后发现,在此前的常规检查中笔者并没有对发电机进行重点检查,也没有注意到发电机负荷数据,而这次发现发电机负荷在怠速空载情况下就已经达到80.3%。也就是说,此时的发电机给发动机带来了较大的电器工作负荷。更奇怪的是,随着发动机转速的升高,发电机负荷始终显示80.3%,丝毫没有变化。这显然是不正常的,按理说应该会有一定变化。以目前掌握的情况结合以往的维修经验,笔者判断从发电机DFM端子(用于发动机控制单元监控发电机负荷)到发动机控制单元(J220)T80/11端子之间的导线有断路(图1)。用万用表测量其阻值,果然显示为∞,故障点终于找到。
为了进一步验证,笔者在发电机DFM端子和发动机控制单元丁80/11端子之间临时跨接一根导线(图1中虚线所示)。接下来启动发动机并连接诊断仪读取数据流,在01-08-03组的4区中,数值从80.3%变为了38.0%,逐渐踩下加速踏板,数值能够不断变化。外出试车,无论何种工况,停车后怠速都能稳定维持在700 r/min左右。
故障排除:根据电路图找到线路断点,修复线路后故障排除。
回顾总结:该故障其实是因为发动机控制单元得到了错误的发电机负荷信号,而主动提高了怠速。发电机负荷,指的是发电机在某一工作条件下的输出功率与理论上的最大输出功率的比值,一般用百分数表示,是衡量发电机工作状态的一项重要数据。发电机控制单元是通过发电机DFM端子输出的磁场脉宽调制信号来计算这一参数的。故障排除后,笔者又对正常的途安车做了一些探索性试验,获得了不同发动机负载和转速条件下,发电机的负荷数据(表1)。
从中我们可以发现,发电机负荷会根据各种条件而随时变化。在同样的负载条件下,发电机负荷随发动机转速升高(实际上也就是发电机转速的升高)而降低;而在同样的发动机转速下,发电机负荷随车上用电设备的增加而增大。在本例中,在改变发动机转速的情况下,发电机的负荷却并没有变化,反而是一直维持在DFM端子断开后的80.3%,笔者正是由此发现了故障点。也希望这些数据能够帮助广大维修同仁理解发电机的控制机理,以后遇到类似故障能够迎刃而解。
相关资料:2017年7月大众、奥迪原厂维修信息系统ELSA 6.0