松原/丛君
2011年一汽奥迪A6L 2.0TFSI涡轮增压器故障
松原/丛君
VIN:LFV3A24FXB×××××××。
行驶里程:120000km。
车型:配置BPJ 2.0L R4/4V TFSI发动机,01J变速器。
故障现象:车辆行驶至中高速以后动力不足,急加速时没有推背感。利用诊断仪检查,除发动机控制单元外,其他各电控系统均正常。发动机控制单元内有自诊断故障信息,如图1所示。
发动机控制系统中的自诊断故障码,可以清除,但车辆中高速行驶后还会重复出现。
根据故障现象,结合自诊断故障码,初步判断为涡轮增压系统故障。
发动机控制系统有两个OBD故障码:P0234(增压器过度增压状态)和P2261(未检测到涡轮增压压力)。从故障码的文字解释中“过度增压”和“未检测到增压压力”似乎是相互矛盾的,一个强调的是增压压力“太高”了,而另一个则说明“没有增压压力”。仔细分析两个故障码的出现时间及行驶里程发现P0234先于P2261出现。由此推测车辆在行驶过程中,发动机控制单元检测到了增压压力过高,当增压压力超过了特定工况下的规定值后,出于安全保护的需要,发动机控制单元通过“涡轮增压控制系统”限制了增压压力。在此之后,车辆行驶出现动力不足,实际增压压力与对应工况下的规定值对比出现不足,发动机控制单元随之记录“P2261未检测到增压压力”。
奥迪A6L发动机的“涡轮增压控制系统”结构如图2所示。
发动机控制单元通过控制N75增压压力调节电磁阀的电压占空比,调节阀芯位置,控制增压压力A和大气压力B与控制压力C之间的连通关系。控制压力作用在压力单元上,再通过推杆推动旁通阀门。阀门可打开旁通道,使一部分废气不流经涡轮。通过这种方式可调节涡轮的转速和最大的增压压力。
N75增压压力调节电磁阀的控制原理如图3所示。
实测证明,当N75增压压力调节电磁阀断电时,增压压力A与控制压力C连通,涡轮增压器输出的增压压力直接作用在压力单元上,旁通阀的开启器程度取决于增压压力的大小。即增压压力越大,旁通阀的开启程度越大,限制增压压力的进一步上升,可防止增压压力过高造成发动机的损坏。当发动控制单元检测到系统故障后,就会切断N75的通电。
图1 故障码
图2 涡轮增压控制系统结构
图3 N75增压压力调节电磁阀工作原理
发动机在正常工作情况下,控制单元根据汽车行驶过程中发动机负荷的大小,控制N75增压压力调节电磁阀的占空比,以达到获得合适的增压压力的目的。车辆不行驶等发动机负荷较小的情况下,N75增压压力调节电磁阀的占空比为0。正常车辆发动机负荷、N75增压压力调节电磁阀占空比以及实际增压压力关系曲线如图4所示.
分析本车的第一个故障码P0234(增压器过度增压状态)产生的原因可能有以下几个方面:
(1)涡轮增压器旁通阀、压力单元及其连接推杆等故障
(2)N75增压压力调节电磁阀的A、B 、C 相关连接管路故障
(3)N75增压压力调节电磁阀及发动机控制单元等控制系统故障
故障排除:本着由简到繁的原则,首先目测检查了涡轮增压器压力控制单元及推杆、增压压力调节电磁阀及其相关管路连接情况等,均没有发现异常。
图4 增压压力及N75占空比与负载之间关系
图5 增压压力、负荷、N75变化曲线
清除发动机控制单元内的故障码,进行路试,初期驾驶感觉正常,无故障现象。路试的同时监测增压系统相关数据流,经过几次大油门急加速发现“实际增压压力”多次达到200kPa以上后,N75占空比降到0且不再变化,实际增压压力受限,出现发动机动力不足故障现象。此时检查发动机控制系统故障,上述P0234和P2261故障码再次出现。再次清除故障码,试车时结果相同。发动机负荷及N75占空比的实时数据如图5所示。
出现故障前,实际增压压力过高,发动机控制单元采取了保护措施,进一步印证了先前故障分析时的推测。由此可以确认,故障点就处在增压压力控制系统上:要么是增压器旁通阀门卡滞,瞬间无法有效打开废气旁通支路,造成增压压力瞬间超标,要么就是N75增压压力调节电磁阀控制压力C调节错误,造成压力单元无法正确执行发动机控制单元的指令;再者就是发动机控制单元输出指令有误,这有可能是控制单元本身或压力传感器等输入信号故障。
由于该车曾经因碰撞事故更换过新的N75增压压力调节电磁阀,怀疑备件质量或规格有问题,用正常行驶车辆的N75增压压力调节电磁阀做替换试验,故障排除。
故障总结:结合故障现象,根据系统工作原理,由简入繁,充分利用诊断设备,是有效处理车辆故障的基本方法。