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2018 款奥迪 A6L 车偶尔加速不良故障诊断

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发表于 2021-6-23 14:27:06 | 显示全部楼层 |阅读模式
2018 款奥迪 A6L 车偶尔加速不良

610 汽车服务连锁 任贺新

一、故障现象

一辆2018款奥迪A6L车,搭载CUH发动机,累计行驶里程约为5万km。车主反映,该车行驶中急加速时,偶尔加速不良,且发动机抖动严重。


二、故障诊断

接车试车,起动发动机,发动机起动时间比较长,起动着机后组合仪表上的发动机故障灯和EPC故障灯点亮。用故障检测仪检测,发动机控制单元(J623)中存储有故障代码“P229400:燃油压力调节器2 电气故障/断路 主动/静态”(图1);读取发动机数据流(图2),发现燃油高压压力和低压压力均保持在7 bar(1 bar=100 kPa)左右,踩下加速踏板时也无变化,这说明高压泵没有工作,导致行驶中急加速时喷油量不足,引起发动机失火、抖动、加速不良。结合故障代码P229400分析,怀疑高压泵上的燃油计量阀(N290)工作异常。


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图1 发动机控制单元中存储的故障代码(截屏)

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图2 故障车发动机数据流(截屏)

如图3所示,该车采用2种燃油喷射系统,一种为缸内直喷(FSI)系统,另一种为进气歧管喷射(MPI)系统。燃油箱中的燃油由电动燃油泵(G6)输送至高压泵,然后一路输送至低压油轨,为低压喷油器供油;另一路经高压泵加压后输送至高压油轨,为高压喷油器供油。电动燃油泵由燃油泵控制单元(J538)经J623控制;高压泵由排气凸轮轴上的凸轮驱动,高压燃油压力由高压泵上的燃油计量阀(N290)调节。低压油轨中的燃油压力由低压燃油压力传感器(G410)监测,高压油轨中的燃油压力由高压燃油压力传感器(G247)监测。


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1—电动燃油泵(G6);2—燃油计量阀(N290);3—高压泵;
4—低压油轨;5—低压燃油压力传感器(G410);6—低压喷油器;
7—高压燃油压力传感器(G247);8—高压油轨;9—高压喷油器;
10—发动机控制单元(J623);11—燃油泵控制单元(J538)。
图3 故障车的燃油供给系统

J623根据发动机实际工况及内部存储的特性曲线计算采用何种燃油喷射模式,主要有以下几种情况。

(1)发动机起动时,在压缩冲程内通过FSI系统进行3次直喷。

(2)暖机和三元催化转化器加热时,采用双重直喷,分别喷入进气和压缩冲程,点火时刻有一定的延迟,进气歧管翻板关闭。

(3)当发动机冷却液温度高于45 ℃,且发动机处于部分负荷工况时,切换到MPI模式,进气歧管翻板在大多数情况下保持关闭。

(4)发动机在全负荷下运行,基于高性能需求,系统切换到FSI模式,当发动机转速较低时,在进气和压缩行程中进行双重直喷;当发动机转速较高时,仅在进气行程进行直喷。

(5)若其中一个燃油喷射系统出现故障,则使用另一个系统执行应急运行功能,这样能保证车辆仍可继续行驶。


根据以上原理描述可知,在起动和大负荷工况时,发动机均采用FSI模式,需要建立燃油高压,而该车在出现故障时燃油高压无法建立,始终保持在7 bar左右,以致发动机起动时间长,且急加速时加速无力、抖动。


如图4所示,N290由J623控制。发动机怠速时,依次在线测量N290端子1、端子2上的电压,均为2.5 V;将发动机熄火,脱开N290导线连接器,测量N290的电阻,约为2 Ω,正常。脱开J623导线连接器T105,测量N290与J623之间的线路情况,不存在断路、短路等情况。


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图4 N290电路

诊断至此,用万用表测量已无法准确判断故障点是N290损坏,还是J623存在故障,于是决定用pico示波器测量N290的波形做进一步分析。由于该车故障是偶发的,首先用pico示波器捕捉正常情况下N290的电压和电流波形(图5),发现在J623尚未控制N290时,2根控制线上的电压均为2.5 V;在J623控制N290时,控制正线上的电压在蓄电池电压和搭铁之间高速振荡,以此维持电磁阀约7 A的驱动电流;关闭电磁阀时,控制负线上提供一个30 V的反向电压,使电磁阀快速关闭。


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图5 正常情况下N290的电压和电流波形(截屏)

为了看得更清楚,使用pico示波器诊断软件上的数学通道计算控制正线电压减去控制负线电压,得到的波形如图6所示,分析如下。


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图6 N290控制正线电压减去控制
负线电压得到的波形(截屏)

(1)A阶段之前N290未接收到J623的触发信号,此时电压和电流均为断路状态。

(2)A 阶段为开启段,使用蓄电池电压驱动N290,A阶段的峰值电压不能保持恒定,而是有所降低,这是J623内部升压电路的电容电压随着放电逐渐降低所致。A阶段的驱动电流最高为9.4 A,由于线圈存在感抗,电流只能斜着爬升。

(3)B阶段为保持段,这是N290工作的主要阶段,由于衔铁被吸引至打开位置,与线圈之间的间隙较小,采用较低电压和较小电流即可保证电磁阀的可靠开启。此时电压在蓄电池电压和搭铁之间快速变化,利用线圈的感抗将电流保持在约7 A,这是占空比控制方式,占空比越大保持电流越大,占空比越小保持电流越小。

(4)C阶段和D阶段为结束段,此时N290驱动信号结束,J623用一个反向电压让电磁阀迅速落座,电压的幅值约为30 V。注意这不是线圈断电瞬间的感应电压,由于电磁铁通电后被磁化,断电瞬间由于感抗作用,磁性不会立刻消失,造成电磁阀断电不利索,为了消除这个影响,驱动电路在设计时特意加了反向电压,让阀针快速落座。


连接着pico示波器进行路试,捕捉到故障发生瞬间N290的电压和电流波形如图7所示,分析认为,故障发生时J623输出的驱动电压不正常,导致N290没有驱动电流,从而使高压泵无法工作。通过之前的检查,已经能够排除线路对搭铁短路的情况,因此推断J623损坏。


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图7 故障发生时N290的电压和电流波形(截屏)

三、故障排除

更换J623,执行匹配与编程后长时间路试,故障未再出现,故障排除。




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