2018款起亞K5插電混動車發(fā)動機(jī)故障燈異常點(diǎn)亮

青島市城陽區(qū)職業(yè)中等專業(yè)學(xué)校 王 寧

一輛累計行駛2.8萬km的2018款起亞K5插電式混動車（搭載2.0 L自然吸氣缸內(nèi)直噴發(fā)動機(jī)+50 kW永磁同步電動機(jī)，配6AT自動變速器，純電續(xù)航75 km），車主反映該車行駛中，當(dāng)由EV模式切換至PHEV模式時，組合儀表上的發(fā)動機(jī)故障燈突然點(diǎn)亮，但車輛能正常行駛。

接車后，連接故障檢測儀，讀取整車控制系統(tǒng)故障信息，發(fā)現(xiàn)該車只在發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng)中存儲有1個故障代碼P040100，含義是“檢測到EGR A流量不足”。查閱維修手冊，得知該故障代碼的產(chǎn)生條件為：在監(jiān)視進(jìn)氣歧管絕對壓力（MAP）傳感器信號的同時，動力控制模塊通過瞬時指令廢氣再循環(huán)（EGR）閥打開，對EGR系統(tǒng)進(jìn)行流量測試；當(dāng)EGR閥打開時，動力控制模塊通過EGR閥的開度（由EGR閥位置傳感器監(jiān)測）、發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速及進(jìn)氣歧管絕對壓力的增加值進(jìn)行流量邏輯判斷；如果未檢測到進(jìn)氣歧管絕對壓力按預(yù)計增加，動力控制模塊記錄流量差值并增大內(nèi)部故障計數(shù)器計數(shù)；當(dāng)故障計數(shù)器的計數(shù)超過規(guī)定限度時，動力控制模塊存儲故障代碼P0401?？赡艿墓收显蛴校簭U氣再循環(huán)閥芯軸、閥門通道和管路存在積炭或堵塞；排氣支管和進(jìn)氣歧管上的廢氣再循環(huán)管路和廢氣冷卻器管路因嚴(yán)重積炭、金屬材料脫落或其他損壞而堵塞；廢氣再循環(huán)閥機(jī)械部分開度不足；廢氣再循環(huán)閥門至進(jìn)氣歧管部分管路或進(jìn)氣歧管至各個氣缸之前的廢氣管路堵塞；進(jìn)氣歧管存在漏氣導(dǎo)致吸力不足；等等。

EGR系統(tǒng)是車輛排放控制系統(tǒng)之一，如圖1所示，EGR系統(tǒng)的作用是在中高負(fù)荷和轉(zhuǎn)速情況下，將一定量的廢氣引入進(jìn)氣歧管，通過減少氣缸內(nèi)的可燃混合氣數(shù)量降低氣缸內(nèi)的燃燒溫度和含氧量，從而降低氮氧化合物的排放。由于缸內(nèi)直噴發(fā)動機(jī)多采用稀薄燃燒技術(shù)，加上混動汽車的發(fā)動機(jī)多處于經(jīng)濟(jì)混合氣狀態(tài)，氣缸內(nèi)經(jīng)常處于富氧狀態(tài)，為氮氧化合物的形成提供了充足的條件，因此對于缸內(nèi)直噴發(fā)動機(jī)，其通常會配置EGR系統(tǒng)或通過可變配氣正時實(shí)現(xiàn)內(nèi)部EGR功能來降低氮氧化合物的排放。該EGR閥為5線，其中2根線為閥門動作電動機(jī)，另外3根線為EGR閥位置傳感器的電源、搭鐵和信號。該車EGR閥電路如圖2所示。

圖1 EGR系統(tǒng)的組成和工作原理

圖2 EGR閥電路

讀取該車與故障代碼相關(guān)的EGR部分?jǐn)?shù)據(jù)流（圖3），發(fā)現(xiàn)除“EGR執(zhí)行器信號斜率”稍大外，其他數(shù)據(jù)均正常。觀察進(jìn)氣歧管絕對壓力數(shù)據(jù)，在發(fā)動機(jī)各轉(zhuǎn)速區(qū)域均位于正常范圍內(nèi)。首先檢查該車進(jìn)氣歧管部分。由于EGR閥至進(jìn)氣歧管部分為鐵質(zhì)管路，重點(diǎn)檢查塑料進(jìn)氣歧管部分，未見異常。接著拆檢EGR閥管路，檢查該閥的動作狀態(tài)。由于該車EGR閥的安裝部位比較隱蔽，因此決定拆檢EGR閥至進(jìn)氣歧管部分鐵質(zhì)管路，通過該部位檢查EGR閥的堵塞和動作狀態(tài)。拆檢后發(fā)現(xiàn)EGR閥位置比較干凈（該車大多數(shù)情況使用純電模式，發(fā)動機(jī)參與較少，查閱維修記錄，該車至今只進(jìn)行過3次機(jī)油更換）。

圖3 讀取EGR系統(tǒng)相關(guān)數(shù)據(jù)流（截屏）

用故障檢測儀驅(qū)動EGR閥進(jìn)行動作測試，目視檢查該閥動作情況，正常，閥芯行程為5 mm～6 mm，與正常車輛無法明顯區(qū)別。為防止閥芯卡滯造成的問題，將該閥芯進(jìn)行簡單清潔和潤滑后裝復(fù)試車。為更快地驗(yàn)證故障是否排除，將車輛切換至HEV模式，進(jìn)行高速試車。

當(dāng)車輛行駛80 km左右時，組合儀表上的故障燈再次點(diǎn)亮，讀取故障代碼，仍然是“P040100——檢測到EGR A 流量不足”。拆檢EGR廢氣冷卻器連接管路，用內(nèi)窺鏡檢查，發(fā)現(xiàn)冷卻器蜂窩孔并無堵塞。在此情況下，只能拆檢EGR閥門并測量其行程。在拆下閥門總成后，此時聽到閥門內(nèi)有金屬撞擊的聲音。打開閥門蓋板，發(fā)現(xiàn)是凸輪推動閥桿的軸承已經(jīng)脫落（圖4）。

圖4 脫落的閥門內(nèi)部軸承

為更好地解釋該閥門故障原因，特畫出該閥的結(jié)構(gòu)示意圖（圖5）。該軸承安裝在閥桿的橫軸上，軸承外徑8 mm，橫軸內(nèi)徑5 mm。軸承掉落后，雖然閥桿能夠動作，但由于橫軸與凸輪之間的間隙導(dǎo)致閥芯開度減少1.5 mm，造成閥芯開度不足，故在行駛一定里程后出現(xiàn)“EGR A 流量不足”的故障代碼。

圖5 閥門結(jié)構(gòu)示意及軸承的安裝位置

故障排除 裝復(fù)該軸承（該軸承安裝在橫軸上，并無軸向定位，且無預(yù)緊度）后，為防止該軸承再次脫落，用膠水將軸承內(nèi)圈與閥桿橫軸進(jìn)行粘接固定，再次長時間試車，再無故障出現(xiàn)。由于該車尚在質(zhì)保期，故索賠一個全新的閥門。

反思該車故障的排除過程，之所以拆檢多次管路，根本原因是未按照維修手冊要求的思路首先拆檢EGR閥門，只是通過動作測試發(fā)現(xiàn)閥門動作靈活及升程尚可就否定該判斷，導(dǎo)致維修過程中走了彎路。由于故障代碼反映的是EGR流量不足，因此應(yīng)該對閥門的升程做準(zhǔn)確檢查，確保其真正正常后再拆卸檢查其他管路，這也是本次維修收獲較大的地方。