2019款起亞K3車加速無力

廣西通惠汽車服務銷售服務有限公司 李康林

故障現(xiàn)象一輛2019款起亞K3車，搭載G4LD廢氣渦輪增壓發(fā)動機，累計行駛里程約為2.2萬km。車主反映，該車行駛中加速無力，且組合儀表上的發(fā)動機故障燈異常點亮。

故障診斷用故障檢測儀（KDS）檢測，發(fā)動機控制單元（ECM）中存儲有歷史故障代碼“P029900 渦輪增壓器/超級增壓器系統(tǒng)增壓過低”。進行路試，車輛急加速無力，沒有推背感，且將發(fā)動機轉(zhuǎn)速加速至1 500 r/min時，發(fā)動機室內(nèi)有異響，松開加速踏板后異響消失，由此初步判斷故障與廢氣渦輪增壓系統(tǒng)有關系。

查看維修資料得知，該車廢氣渦輪增壓系統(tǒng)主要由渦輪增壓器（內(nèi)置渦輪與泵輪）、電控廢氣門執(zhí)行器（EWGA）、再循環(huán)閥（RCV）電磁閥、RCV執(zhí)行器、增壓壓力傳感器、進氣歧管絕對壓力傳感器、中冷器及相關管路（冷卻管路、潤滑管路及進氣管路）等組成。渦輪增壓器利用發(fā)動機排出的廢氣推動渦輪旋轉(zhuǎn)，使同軸的泵輪對進入的空氣進行壓縮，將更多的空氣輸送至進氣歧管，給發(fā)動機使用，從而提高發(fā)動機功率和轉(zhuǎn)矩。廢氣渦輪增壓系統(tǒng)介入工作后，ECM利用增壓壓力傳感器來監(jiān)控實際增壓壓力，并與設定的目標增壓壓力進行對比，從而判斷廢氣渦輪增壓系統(tǒng)是否工作正常。

廢氣渦輪增壓系統(tǒng)在傳統(tǒng)的自然吸氣發(fā)動機上多了兩套控制系統(tǒng)：一套為排氣端的EWGA控制系統(tǒng)（圖1a），安裝三元催化轉(zhuǎn)化器旁邊，通過電動機控制旁通廢氣門打開與關閉，調(diào)節(jié)流經(jīng)渦輪的廢氣量，實現(xiàn)對渦輪轉(zhuǎn)速的控制，從而調(diào)節(jié)增壓壓力；另一套為進氣端的RCV執(zhí)行器控制系統(tǒng)（圖1b），安裝在廢氣渦輪增壓器與節(jié)氣門之間的進氣管路上，在急加速后松開加速踏板時，節(jié)氣門迅速關閉，此時利用RCV電磁閥控制RCV執(zhí)行器工作，從而使節(jié)氣門前方的增壓空氣快速泄放，以避免壓力過高的空氣損壞進氣管及相關部件。

圖1 廢氣渦輪增壓系統(tǒng)的結構

EWGA由電動機、位置傳感器、拉桿裝置及廢氣門等組成。起動發(fā)動機后，ECM快速對EWGA進行自檢，控制旁通廢氣門由打開位置（初始的位置）到關閉位置，再回到打開位置。ECM未發(fā)出控制請求信號時，廢氣門拉桿在初始位置，旁通廢氣門處在打開位置，此時廢氣從旁通廢氣門排出，渦輪無增壓作用。發(fā)動機怠速時，旁通廢氣門可能處在打開位置也可能處于關閉位置，具體與ECM的控制策略有關。

當旁通廢氣門處在打開位置時，EWGA位置傳感器的信號電壓為1.2 V；當旁通廢氣門處在關閉位置時，EWGA位置傳感器的信號電壓為3.6 V～3.8 V。當EWGA電機或位置傳感器出現(xiàn)故障時，EWGA進入失效保護狀態(tài)，旁通廢氣門處于打開位置。

RCV執(zhí)行器依靠內(nèi)部彈簧的壓力使內(nèi)部的膜片處在關閉位置，它的打開角度大小取決于真空源大小，而真空源由RCV電磁閥控制。如圖2所示，RCV電磁閥上有3條管路，A管路連接增壓后的進氣管路，B管路連接RCV執(zhí)行器管路，C管路連接真空源。如圖2a所示，ECM控制RCV電磁閥工作（ON）時，管路A與管路B接通，可提供增壓壓力至RCV執(zhí)行器，RCV執(zhí)行器處于關閉位置；如圖2b所示，RCV電磁閥不工作（OFF）時，管路C與管路B接通，提供真空至RCV執(zhí)行器，RCV執(zhí)行器打開，使增壓后的空氣返回至空氣濾清器前端。

圖2 RCV電磁閥工作原理

了解上述原理后，進行路試，同時用故障檢測儀（KDS）讀取渦輪增壓數(shù)據(jù)（圖3），發(fā)現(xiàn)急加速時，節(jié)氣門開度為100%，節(jié)氣門前方與節(jié)氣門后方形成一個腔室，節(jié)氣門后方的進氣歧管絕對壓力傳感器測得的壓力即“進氣歧管壓力（MAP）”與節(jié)氣門前方的增壓壓力傳感器測得的壓力即“進氣歧管內(nèi)部壓力（B1）”一致，均為1.0 bar（1 bar=100 kPa），但目標增壓壓力即“進氣歧管目標內(nèi)部壓力（B1）”為1.6 bar，說明發(fā)動機增壓壓力不足；“執(zhí)行器1排傳感器1的原傳感器數(shù)值”為3.8 V，說明EWGA處在關閉位置，正常。

圖3 故障車急加速時的渦輪增壓數(shù)據(jù)（截屏）

檢查節(jié)氣門前方的進氣管路及中冷器，未發(fā)現(xiàn)有損壞及漏氣現(xiàn)象。拆下RCV執(zhí)行器觀察，內(nèi)部膜片密封良好；測量RCV電磁閥電阻，為30 Ω，正常；對RCV電磁閥執(zhí)行動作測試，工作正常。直接短接RCV電磁閥上的管路A與管路B，保持RCV執(zhí)行器處在關閉位置，進行路試，同時讀取廢氣渦輪增壓系統(tǒng)的相關數(shù)據(jù)（圖4），急加速時，實際增壓壓力為1.0 bar，目標增壓壓力為1.8 bar，故障依舊，由此排除RCV電磁閥和RCV執(zhí)行器存在故障的可能；另外還發(fā)現(xiàn)，急加速后松開加速踏板時，RCV電磁閥始終為ON狀態(tài)，沒有切換到OFF狀態(tài)的請求信號，推斷ECM監(jiān)測到實際增壓壓力為1 bar，認為當前廢氣渦輪增壓系統(tǒng)的增壓壓力并沒有大于1 bar，沒有增壓效果，不需要打開RCV電磁閥進行泄壓。

圖4 短接RCV電磁閥上的管路A與管路B后急加速時的渦輪增壓數(shù)據(jù)（截屏）

拆下前氧傳感器，用內(nèi)窺鏡觀察三元催化轉(zhuǎn)化器，不存在堵塞現(xiàn)象。脫開EWGA導線連接器，使其處在失效保護狀態(tài)（打開位置），試車，加速時的異響消失。診斷至此，懷疑廢氣渦輪增壓器自身損壞。

拆下廢氣渦輪增壓器的入口軟管，觀察內(nèi)部泵輪的葉片，存在磨損。拆下廢氣渦輪增壓器，檢查渦輪，存在松曠、卡滯現(xiàn)象（圖5）。檢查廢氣渦輪增壓器的潤滑系統(tǒng)，油路中的機油品質(zhì)良好，且無雜質(zhì)。診斷至此，確認廢氣渦輪增壓器自身損壞。

圖5 故障車渦輪存在松曠、卡滯現(xiàn)象

故障排除更換廢氣渦輪增壓器、機油及機油濾清器后試車，車輛加速恢復正常；讀取渦輪增壓數(shù)據(jù)（圖6、圖7），急加速時，實際增壓壓力與目標增壓壓力一致，均為1.9 bar，正常；急加速后松開加速踏板時，節(jié)氣門迅速關閉，增壓壓力傳感器檢測到節(jié)氣門前方的進氣壓力在1.1 bar以上時，ECM對RCV電磁閥的控制請求從ON狀態(tài)切換至OFF狀態(tài)，控制RCV執(zhí)行器打開，進行泄壓。

圖6 正常車急加速時的渦輪增壓數(shù)據(jù)（截屏）

圖7 RCV電磁閥從ON狀態(tài)切換至OFF狀態(tài)的數(shù)據(jù)（截屏）