一辆行驶里程约13万km、搭载型号为CLX的2.51J发动机2012款奥迪A6L(C7)轿车。该车因EPC灯报警,发动机抖动,加速无力而进厂检修。
故障诊断:连接故障检测仪(VAS 6160A)对车辆进行检测,发现1缸、2缸和6缸都存在“检测不发火”“喷油器电路电器故障”“气缸压缩比”“喷油器对搭铁短路”的故障代码。为了验证故障代码是否真实存在,维修人员先记录下故障代码,然后清除故障代码,试车(此时车辆为热车状态),发现发动机怠速偶尔抖动,随即读取测量值。进入“01一发动机电控系统”,选择测量值“[VO]-CTR-MIS-DC_CYL[]”,其中方括号中的数字为0-5,这些数字对应了发动机的点火顺序(1-4-3-6-2-5),即[0]表示1缸、[1]表示4缸、[2]表示3缸、[3]表示6缸、[4]表示2缸、[5]表示5缸。通过读取测量值后发现,2缸缺火现象较为频繁,而1缸和6缸偶尔有缺火现象。
随后对车辆进行路试,分别以舒适模式和运动功能模式驾驶车辆,发动机运行较为平稳,缺火次数没有增加,也没有故障代码生成。当行驶了约30 km,急加速时,发动机转速超过3 500 r/min, EPC灯突然亮起,发动机抖动严重,故障代码再次出现,但这次读取到的故障代码只涉及到2缸和6缸,与1缸相关的故障代码未出现。
根据路试时的故障现象,判断故障很像是点火系统不点火或点火不良造成的,但故障代码提示主要是喷油系统电路故障。维修人员决定从常规的缺火故障排查着手,先易后难,先尝试调换点火线圈和火花塞。故障代码中指明2缸和6缸存在问题,因此特将2缸和6缸的点火线圈和火花塞分别调至其他气缸。而在调换火花塞的过程中,发现1缸、2缸和6缸的火花塞头部比较潮湿,都有未燃烧充分的燃油,于是先将其清洁干净,并在装车时避开原来的气缸,试车发现故障现象和故障代码均与之前一样。因此可以初步排除点火线圈和火花塞损坏造成故障的可能性。
因为该车还存在“气缸压缩比”的故障代码,对于此类故障代码,至今还没有看到过德国大众车系有关于这方面的技术文献,因此对该故障代码的生成机理也不是很了解,推测与发动机气缸的燃烧环境和燃烧质量恶化有关,但并没有相关的理论依据。对上述故障现象,维修站通常采用的处理方法是清洗进气系统和燃油喷射系统。于是连接专用清洗设备,将发动机转速稳定在2 500 r/min,用专用的燃油喷射系统和进气系统清洗剂进行清洗,消耗了2套清洗剂,清洗完毕后对车辆进行路试,情况并没有明显好转,看来问题还是没有解决,还得对喷油器做进一步检查。
接下来,拆卸并将2缸和6缸的喷油器与其他气缸调换,为此拆了进气歧管、高压油轨及油管,更换了新的喷油器密封件,并清洁了各缸喷油器上的燃烧残留物及灰尘,装复后试车,结果故障依旧。
问题究竟出在哪里呢?是发动机本身存在机械故障,还是控制线路上有问题呢?由于故障具有偶发性质,因此机械部分出问题的可能性较低,且查阅了该车的维修记录,并没有发动机大修或事故修复的记录,于是决定重点排查喷油器线路。
在检查喷油和点火时,使用示波器是比较直观的方法。大众专用工具VAG 1598/39和VAC 1598/42是发动机控制单元(J623)的线路转换测量盒,配合示波器(VAS6356)使用,可以很容易得到喷油波形及点火波形。由喷油器控制电路(图1)可知,喷油器的正负极均连接至发动机控制单元(J623)。
在做波形检测时,示波器的红色表笔应连接喷油器的正极,即喷油器的端子1,黑色表笔应连接喷油器的负极,即端子2。维修人员分别检测了1缸-6缸怠速时的喷油波形,均未发现异常。各气缸的喷油波形如图2所示,一次完整的喷油过程分为5个阶段,第1阶段为发动机控制单元(J623)内电容蓄能(充电),起始电压为蓄电池电压;第2阶段为升压过程(电容放电),峰值电压约为55V;第3阶段则是喷油开始,J623控制喷油器工作;第4阶段为喷油器维持打开的时间,即喷油脉宽;第5阶段喷油器关闭,磁场突变,产生反向峰值电压。
如果按照故障代码的提示,对应气缸的喷油器波形应该和其他气缸有区别,可是现在6个喷油器波形都正常,看不出任何破绽。既然无法从喷油器波形中找出问题,那就只能根据故障代码“喷油器电路电气故障”的提示作为故障排除的切入点,分别单独测量喷油器线路正极和负极的波形(以前从未做过这方面的尝试)。