大众轿车TSI发动机高压控制系统及故障案例

◆文/广西 原伟忠 山东 李培红

(作者原伟忠单位：广西玉林高级技工学校)

随着科学技术的不断发展，各种新技术在汽车领域得到了广泛的运用。高压控制缸内直喷技术成为德国大众的TSI发动机核心技术之一，它优化了空气与燃油的均匀混合程度，提升了发动机的功率及扭矩，提高燃油消耗经济性，降低发动机的排放，它代表着今后汽车发动机技术的一个发展方向。高压燃油控制系统(图1)，由高压泵、燃油压力传感器G247、燃油压力调节阀N276、高压喷嘴组成。

1.高压泵

目前，高压泵分为2代与3代，作用与原理基本相同，本文以第2代高压泵(图2)为例来介绍。其作用是该泵能使4～8bar(1bar=100kPa)的低压燃油根据发动机的工况使燃油压力升高至40～150bar。当高压泵、压力调节阀及控制线路出现故障，该泵不能正常提供高压燃油，高低压系统压力将会保持(一般为7bar)。此种情况下将会导致发动机启动困难，动力性变差且废气灯点亮，电脑将会存储“00135油轨/系统压力-过低”故障码。

2.燃油压力传感器G247

其作用主要是实时监控高压共轨内燃油压力值，将压力值提供给发动机控制单元，发动机控制单元根据工况来控制燃油压力调节阀N276工作。

3.燃油压力调节阀N276

如图3所示，当发动机控制单元根据反馈信号用控制N276，系统内的压力达到当前工况下发动机工作所需的标准油压。当该传感器损坏后第2代高压泵将不能正常提供高压燃油，高压系统内的压力与低压将保持一致。如该传感器显示不准确，可使用专用测量仪器——高压系统测试仪来测量高压系统的压力。

4.高压喷嘴

如图4所示，根据发动机排量的不同，高压喷嘴喷油孔个数略有不同。1.8TSI发动机的高压喷嘴带有6个喷孔，将燃油以6条颗粒状的射流喷出，这种新的设计造型，能使燃烧室内部的混合汽得到改善，能够减少碳氢化合物的产量，以及减少油的稀薄现象。喷油阀门由一个约为60～65V的电压控制，当喷油阀门的顶针升起后，出现一种脉冲形式的控制电压(约15V)，将顶针保持在开启的位置。

大众TSI发动机上市至今，较少出现符合使用标准的高压控制的系统故障，但近期由于汽油油品问题，导致一些TSI发动机高压控制系统工作异常，下面介绍两个案例。

案例一

故障现象

一辆2010年大众昊锐1.8装配TSI发动机，行驶里程为26295km，做完保养两天后，车主反应车辆尾气排放灯点亮，而保养之前一切正常。车辆进站后，故障灯依然点亮，电脑测得故障码见图5，读取出现该故障时的车辆环境条件见图6。

根据故障码得知，燃油与空气混合存在问题。根据发动机目标控制原理，还需要测量发动机电脑的一些测量值与规定值来判断。

从以上信息可以判断该车主反映的问题，车辆出现的故障码与测量值是吻合的，不存在车辆显示错误故障码的情况。根据该种情况，故障分析如下：

1.结合故障码与数据流可得知发动机进气量与燃油喷射量不匹配，即油少气多，数据流中汽缸列1传感器1Lambda规定值(怠速)显示为6.9%，标准值为-5%～5%得知Lambda一直向偏浓的方向修正。

2.喷油时间为1.28ms，数值偏大。

3.发动机燃油压力不正常，高压系统压力偏低。

4.喷油器个别喷孔堵塞，导致喷油雾化不好。

5.燃油品质异常，汽油中杂物偏多，导致发动机混合汽偏稀。

6.进气系统存在微量泄漏，曲轴箱与外界不密封导致进气系统压力不平衡，出现故障。

故障诊断与排除

按照以上的思路，技师首先测量低压燃油压力，怠速为6.1bar。读取高压燃油的压力，在49～50bar之间变化，压力值正常。

检测汽油滤芯处燃油的质量，甩动汽滤，倒出的燃油油品较差。由此可判断故障为燃油品质所致，建议客户清洗燃油路、油箱，更换滤清器，重新加注新燃油、燃油添加剂。车辆在高速公路上试车，该排放灯再次亮起。

杂质较多的燃油必然导致喷油嘴与气门座处产生较多积炭(见图7)。现在燃油及油路的问题已经解决，技师决定清洁喷油嘴及气门座处的积炭。

使用超声波清洗设备对喷油嘴进行清洗，对气门积炭进行刮擦，清洁后装复，再次进行试车，排放灯没有点亮，各测量值数据正常(见图8)。

维修站5天后与车主电话沟通，车辆一切正常，该故障排除。

案例二

故障现象

一辆2009年的1.8 TSI明锐轿车，车主反应车辆启动时间变长，加速无力，进站后该车废气排放灯还一直亮着。

故障诊断与排除

使用专用检查仪器读取发动机故障码显示为：00135 P0087油轨/系统压力-过低。根据故障码的提示，读取140组测量值显示高压系统的压力为7bar。该数据流显示的压力为低压系统压力，结合故障码可判断出高压系统处于停止工作状态，能引起高压系统不能工作的原因如下：

1.高压泵电源不能正常供电。

2.发动机控制端故障。

3.高压泵机械故障或者N276电磁阀故障。

4.发动机电脑板故障等，结合电路图进行测量判断。

在不拔下N276电磁阀的情况下启动发动机，测量T2cg/2处的电压为13V左右，供电端正常。因电脑控制端为较高频率占空比控制，使用万用表无法测量真实控制情况，只好采用示波仪测量，将DSO1连接T2cg/1、DSO2连接T2cg/2后启动发动机。

技师测量故障车高压泵的波形(图9)，得知该波形为怠速时的一个标准波形，在发动机正常工作状态下，该波形控制下的高压泵输出约40bar的压力，但该车辆高压泵处于不能工作状态，根据实际测量波形可以断定高压泵出现故障。维修站更换高压泵后，车辆启动正常，加速有力，高压系统压力达到标准数值，故障排除。