一辆行驶里程约4.9万km、搭载DEC型2.9T发动机的2018款奥迪RS4。该车启动后,在发动机处于高怠速状态时,发动机舱内传出“哒哒”的金属敲击声;在停车状态下反复踩油门踏板,或者在车辆低速行驶过程中,也能听到来自于发动机舱传来的异响。据车主介绍,这是一辆刚买的二手车,发现异响问题后曾前往奥迪4S店检查,维修人员建议更换两个涡轮增压器,费用将近10万元。
故障诊断:奥迪EA839系列发动机包括3.0T和2.9T两个型号,2.9T发动机(图1)带有两个
涡轮增压器,都安装在发动机的V型腔中,这种布局使得发动机排气道更短且增压器响应更为迅速。
连接诊断仪进行检测,发动机控制单元内未存储故障码。拆掉发动机盖板,按照车主描述的方法试车,发现收回油门踏板的瞬间和启动的瞬间,发动机舱内均会发出“哒哒”的金属敲击异响。经仔细排查,发现异响来自
涡轮增压器的废气旁通阀(图2)。
涡轮增压器是为了在废气质量流量小的条件下仍能让发动机具有较大的扭矩,在发动机转速低于2000r/min时,增压器就会处于全负荷运转。为防止在较大废气质量流量时,
涡轮增压器超速,需要将一部分废气质量通过旁通阀放走。旁通阀可优化发动机的高、低速性能,压力大时,部分发动机废气经旁通阀排出,这样既能改善低速性能,又能避免高速工况汽缸爆发压力过高。因此,想找到故障车
涡轮增压器异响的根本原因,首先应系统掌握旁通阀的控制原理。
该车
涡轮增压器采用真空控制式的废气旁通阀。执行器被膜片分隔成两个空腔,靠近
涡轮增压器的空腔连接大气,另一个空腔(真空腔)内装有弹簧,顶着膜片,并通过真空调节电磁阀与真空泵相连。无需
涡轮增压器工作时,例如在熄火状态下,
ECU将切断真空调节电磁阀电路,执行器的真空腔连接大气,此时膜片两侧均为大气压力。膜片在弹簧的作用下压向空气腔,并带动推杆打开废气旁通阀(图3)。
需要
涡轮增压器介入工作时,
ECU接通真空调节电磁阀,将执行器的真空腔连接到真空泵。在真空吸力的作用下,膜片克服弹簧的弹力压向真空腔一侧,并带动推杆关闭废气旁通阀(图4)。