2014年一汽奧迪Q5發(fā)動機(jī)抖動

◆文/云南 王超

故障現(xiàn)象

一輛2014年一汽奧迪生產(chǎn)的奧迪Q5，搭載CAD型2.0TSI發(fā)動機(jī)和0B5型雙離合變速器，行駛里程為100 000km，因發(fā)動機(jī)抖動、加速無力而送修。

故障診斷與排除

接車后，首先詢問車主，得知該車為偶發(fā)性故障，曾經(jīng)在一家修理廠更換過點(diǎn)火線圈、火花塞，曾經(jīng)還因?yàn)槁┯筒鹦哆^發(fā)動機(jī)進(jìn)行漏油處理。此故障多發(fā)生在正常行駛過程中，在更換點(diǎn)火線圈、火花塞后有所好轉(zhuǎn)，但時間不長，又會出現(xiàn)發(fā)動機(jī)抖動、加速無力的現(xiàn)象，且發(fā)動機(jī)故障燈被點(diǎn)亮。

考慮到該車曾進(jìn)行過發(fā)動機(jī)拆裝，所以筆者特地檢查了發(fā)動機(jī)，查看是否有漏裝件，是否有傳感器插頭未連接的情況，結(jié)果未發(fā)現(xiàn)異常。

連接診斷電腦，啟動車輛，發(fā)動機(jī)抖動特別明顯，而且排氣管有刺鼻的汽油味。利用控制單元自診斷功能讀取故障碼，檢測到系統(tǒng)存有不點(diǎn)火的故障代碼，繼續(xù)讀取發(fā)動機(jī)動態(tài)數(shù)據(jù)流及轉(zhuǎn)速為1 000r/min時發(fā)動機(jī)的失火數(shù)據(jù)(表1)。

表1 故障車發(fā)動機(jī)的失火數(shù)據(jù)

從表1所示的失火數(shù)據(jù)流可以看出，發(fā)動機(jī)的第2、3、4缸都存在不同程度的失火問題，究竟是什么原因?qū)е掳l(fā)動機(jī)失火呢？需要繼續(xù)分析其他數(shù)據(jù)流：

1. 由于車輛抖動明顯，空氣質(zhì)量和節(jié)氣門開度一直處于跳變狀態(tài)，但數(shù)據(jù)看起來基本正常(奧迪2.0T發(fā)動機(jī)怠速時進(jìn)氣量為2.4g/s，節(jié)氣門開度不大于3°)，暫時不予理睬。

2.汽缸列1進(jìn)氣凸輪軸調(diào)節(jié)相位0.15°(正常值位于±3°以內(nèi))，說明正時應(yīng)該不存在問題，暫時也不予理睬。

3.平均噴油脈寬數(shù)值為0.650ms，正常值約為1ms，說明發(fā)動機(jī)控制單元ECU縮短了噴油脈寬。

4.氧傳感器λ值為0.99，理想狀態(tài)下空燃比λ值為1，故障車的λ值為0.99，也算正常，但是混合汽短期修正值和長期修正值遠(yuǎn)超正常范圍(正常應(yīng)不超過±10%)，說明故障車的λ值(0.99)是經(jīng)過修正后才處于正常范圍的。

鑒于許多技師對混合汽修正值含義的理解比較模糊，有必要對此進(jìn)行說明?；旌掀唐谛拚岛烷L期修正值是發(fā)動機(jī)控制單元的中間計(jì)算數(shù)據(jù)，而不是由發(fā)動機(jī)傳感器直接提供的。混合汽修正值是診斷發(fā)動機(jī)故障的重要參考數(shù)據(jù)，混合汽短期修正值是由氧傳感器的反饋數(shù)值生成而來，長期修正值是基于短期修正值的變化趨勢生成的。也就是說：如短期修正已達(dá)到調(diào)整的極限，仍然無法將混合汽修正到正常范圍，系統(tǒng)就會自動轉(zhuǎn)化為長期修正，繼續(xù)調(diào)整混合汽濃度。如果修正值為正，則說明混合汽濃度偏稀，ECU將增加噴油脈寬；如果修正值為負(fù)，則說明混合汽濃度過濃，ECU將縮短噴油脈寬。短期修正值在發(fā)動機(jī)熄火后就會自動歸零，而長期燃油修正值則會一直存儲在系統(tǒng)中，除非進(jìn)行故障碼清除或發(fā)動機(jī)控制電腦斷電(大眾/奧迪車系)。

故障車的混合汽修正值是向負(fù)的方向偏大，同時ECU在縮短噴油脈寬，說明故障車的混合汽過濃。為了驗(yàn)證故障車的混合汽是否真的過濃，筆者進(jìn)行了故障碼清除工作，以便在混合汽短期修正值和長期修正值都?xì)w零后，再重新讀取發(fā)動機(jī)的失火數(shù)據(jù)(表2)。

表2所示數(shù)據(jù)是在混合汽修正過程中截取的，發(fā)動機(jī)運(yùn)行一段時間后，混合汽很快就修正到表1所示的數(shù)據(jù)。在筆者進(jìn)行學(xué)習(xí)值清除后，混合汽長期修正值和短期修正值又都?xì)w零，噴油時間變成了1ms，但氧傳感器λ值居然變成了0.6，此時發(fā)動機(jī)抖動加劇。但是，很快ECU又開始參與混合汽修正，短期修正值從0變成了-25%，同時噴油脈寬也變成了0.8ms，氧傳感器λ值變成了0.8，此時，雖然發(fā)動機(jī)仍然有些抖動，但比之前要平穩(wěn)了許多。隨后，ECU繼續(xù)對混合汽進(jìn)行修正，長期修正值也開始從0逐漸變成了-35%，噴油脈寬變?yōu)?.6ms，發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)趨于基本平穩(wěn)，此時調(diào)節(jié)過程已達(dá)到極限，氧傳感器λ值維持在0.99。

表2 清除故障碼后故障車發(fā)動機(jī)的失火數(shù)據(jù)

整個混合汽修正過程很短暫，大約10s多就結(jié)束了。在混合汽修正的整個過程中，我們可以清晰地看到：混合汽濃，氧傳感器λ值為0.6，發(fā)動機(jī)抖動，縮短噴油時間；混合汽變稀，氧傳感器λ值趨于1，發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)趨于平穩(wěn)。由此可見，該故障車發(fā)動機(jī)抖動是由于混合汽過濃所導(dǎo)致的。

混合汽過濃是指燃燒室進(jìn)氣量不足、燃油量過多，其可能的原因有：

1.噴油嘴泄壓；

2.高壓燃油泵漏油；

3.正時故障，缸壓不足，進(jìn)氣量少；

4.空濾至節(jié)氣門管路泄漏，空氣流量計(jì)檢測進(jìn)氣量偏大，混合汽濃；

5.燃油壓力高，噴油量大；

6.傳感器信號漂移，如空氣流量計(jì)，水溫傳感器等；

7.發(fā)動機(jī)控制單元故障。

具體到該故障車，正時數(shù)據(jù)正常、缸壓正常，空濾至節(jié)氣門之間的管路無泄漏，燃油系統(tǒng)高壓數(shù)據(jù)正常，水溫和空氣流量也正常，因此，可以排除上述第3、4、5、6條。

由于該故障車沒有低壓燃油壓力傳感器，筆者只好連接汽油表測量燃油系統(tǒng)低壓壓力，發(fā)動機(jī)怠速時低壓壓力不足2bar(1bar=105Pa)，發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速為2 000r/min時，低壓壓力不足2.5bar，由于該故障車采用缸內(nèi)直噴系統(tǒng)，正常情況下低壓壓力為6bar。為了驗(yàn)證是不是燃油壓力偏低而導(dǎo)致的發(fā)動機(jī)抖動，筆者接上了清洗油路的吊瓶，并將氣壓調(diào)整到6bar，此時發(fā)動機(jī)仍然抖動，這說明油壓低不是導(dǎo)致發(fā)動機(jī)抖動的根本原因。

重新測量缸壓，各缸壓力均在10～11bar之間，屬于正常范圍。另外，從數(shù)據(jù)流看，進(jìn)氣量、節(jié)氣門開度也均正常，基本可以排除漏氣的問題，很可能是發(fā)動機(jī)內(nèi)部存在燃油泄漏。這款發(fā)動機(jī)只有噴油嘴泄漏或高壓泵泄漏會引發(fā)混合汽過濃。如果高壓泵泄漏，在機(jī)油加注口處會有很濃的汽油味，經(jīng)再三確認(rèn)，機(jī)油加注口處并未聞到任何汽油味。由此看來，該車故障點(diǎn)很可能在噴油嘴上。

拆下火花塞，通過檢查發(fā)現(xiàn)4支火花塞都存在比較嚴(yán)重的積炭，而且一缸和二缸的火花塞比較潮濕。為了進(jìn)一步驗(yàn)證噴油嘴是否泄漏，筆者打開點(diǎn)火開關(guān)，讓低壓油泵工作，用診斷儀讀取高壓油壓約為6bar(此時高壓泵不工作，實(shí)測數(shù)據(jù)為低壓油壓)，5min左右該油壓就降到2bar左右，這只是從側(cè)面證明發(fā)動機(jī)內(nèi)部燃油系統(tǒng)確實(shí)存在泄漏現(xiàn)象。反復(fù)操作點(diǎn)火開關(guān)，讓油壓升到6bar左右(低壓和高壓一致)，同時用內(nèi)窺鏡觀察缸內(nèi)情況，發(fā)現(xiàn)二缸的噴油嘴像花灑一樣，往外噴灑很細(xì)小的油滴，活塞頂部也存在一些干涸的油跡。

更換4個原廠噴油嘴后，該車發(fā)動機(jī)抖動的故障被徹底排除。

維修小結(jié)

1.當(dāng)出現(xiàn)發(fā)動機(jī)抖動、報(bào)失火故障時，先分析原理，再動手檢修。之前反復(fù)更換點(diǎn)火線圈和火花塞而無法徹底排除故障，就是因?yàn)闆]有吃透發(fā)動機(jī)工作原理，不能全面診斷故障原因。

2.發(fā)動機(jī)閉環(huán)控制混合汽，只有超出混合汽修正極限才會表現(xiàn)出抖動，因此該車發(fā)動機(jī)抖動表現(xiàn)為偶發(fā)性故障，時好時壞。

3.故障排除后，筆者又特意測量了低壓燃油壓力，怠速時壓力值在2.5～4bar之間擺動，發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速在2 000r/min時，則穩(wěn)定在3.5bar左右。由此可見，該車故障發(fā)生時低壓燃油壓力偏低確實(shí)是噴油嘴泄漏引起的。