奥迪A4L 1.8T发动机缺缸抖动

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背景

车型:A4L(B8)。 行驶里程:137360km。

现象

怠速发动机抖动严重,发动机故障灯亮。

方案

01 首先验证故障现象。车辆行驶到车间,怠速状态时发动机类似缺缸,严重抖动,加速正常。用诊断仪检测进入发动机系统查看故障码:油轨压力高。读取数据流发现不正常数据: 01-01 燃油压力20000kPa 01-02 燃油泵负荷89.999% 01-03 4个缸都有缺火记录。 02 首先问诊,客户说由于发动机抖、烧机油,在其他维修厂大修后没有解决问题还是抖, 去两家4S 店检查更换好多配件均未检查出问题。现在发动机抖动可能原因: 02-01 点火系统故障 02-02 气门关闭不严、正时相位等发动机机械故障 02-03 燃油油压高造成混合气浓燃烧不好。 03 首先从基础入手检查。 03-01 拆下火花塞,发现2 缸燃烧不充分,其他3 个缸良好,更换新的火花塞、点火线圈故障依旧。 03-02 检查配气相位,按照els检查链条正时正常。 03-03 测缸压12个左右,正常。动态缸压2缸1000-3000kPa 上下浮动较大。其他3个缸在2000kPa恒定,正常。这说明2缸气门确实有关闭不严现象。但是气门轻微关闭不严不会影响4个缸都有失火记录。接下来重点就落在检查燃油压力上。 03-04 低压燃油压力。该发动机是EA888 系列涡轮增压燃油分层喷射发动机,原理如图1所示。 首先检查低压压力:740kPa,负荷89.99%, 正常在60% 以下,造成不正常原因可能系统堵塞,检查汽油滤清器,发现严重堵塞,更换汽油滤芯后负荷还是89.99%,检查低压汽油管路,发现车身进油管被托底托变形,简单处理后故障依旧。检查油泵控制单元J538,未见异常。难道是高压故障影响低压? 03-05 于是开始检查高压压力。着车燃油压力20000kPa(该发动机怠速油压在4000kPa 左右, 正常压力在4000-15000kPa, 油轨最大压力20000kPa)。拔掉油泵保险,观察燃油压力数值逐渐减少,可以排除高压传感器故障。拆卸高压油泵,检查凸轮轴驱动油泵的凸轮未磨损,高压油泵未见异常。为安全起见更换高压油泵、油压传感器及喷油器,故障依旧。 03-06 按电路图检查油压传感器线路(发现传感器、控制单元共用搭铁与地线, 有时有阻值,找出发动机线束搭铁结点处理后正常,但故障依旧),高压控制阀N276 线路正常。油压控制部分只剩下发动机控制单元。 03-07 用示波器测量N276 波形,发现和另一辆迈腾1.8T 完全不一样。信号除刚开始有, 其余基本都处于搭铁状态,于是更换发动机控制单元(如图2所示)重新编程匹配,着车,故障依旧。 此时陷入困境,难道是由于发动机工作不好引起的油压高?拔掉高压传感器插头,发动机抖动明显减轻。也没有缺火记录了,这说明主要原因还是由于油压高。影响油压高的原件逐个都排除了,高压泵由排气凸轮轴凸轮驱动,难道凸轮轴有故障? 04 查找资料:该燃油系统属于第三代燃油喷射系统(图3限压阀实物,图7为限压阀工作示意图)。 04-01 第三代高压燃油泵的特点。 特点一:在燃油压力调节阀不通电的状态下也能产生高压。 特点二:在调节阀不进行调控的情况下,进油阀门也可以依赖于吸油冲程中的压力被打开。同时,高压腔也可以在调节阀不通电的情况下充填。 特点三:采用大容量的减压腔( 如图5所示),有两个减压器膜集成安装在高压油泵内, 防脉动减压效果好。减压器膜隔出的上/ 下的单个室腔,通道是互相连通的。 特点四:在燃油进口管道中集成安装有一个节流阀。 04-02 燃油( 高压) 压力传感器信号故障运行模式,如果燃油( 高压) 压力传感器发生故障,那么在输油过程中燃油压力调节阀会持续地激活并保持打开状态。此时高压燃油系统中压力也靠低压燃油泵,高、低燃油系统中压力相同,压力均为700kPa( 或600kPa,视车型不同),这几乎与传统进气道喷射压力相同。因此,发动机扭矩和功率急剧降低。 04-03 燃油压力调节阀故障运行模式,由第三代高压泵工作原理可知,发动机运行时,当燃油压力调节阀N276断电的时候,调节阀的阀门是关闭的,这就意味着燃油压力调节阀一旦发生故障,柱塞上行时“回油行程”不会产生 。燃油压力则会上升到14000kPa时,直至高压油泵的限压阀打开。此时发动机控制单元使得喷油时间和高压相匹配,同时发动机进入故障运行模式,通过对进气量调节,发动机转速也被限制在4000r/min( 或3000r/min,视车型而不同)。 04-04 高压油泵进油行程。发动机控制单元使N276通电,线圈产生电磁场克服弹簧弹力使进油阀打开,同时柱塞下行使低压燃油流入柱塞腔内( 如图4所示)。 回油行程。当柱塞向上运动开始一瞬间,N276 还在通电,进油阀门继续打开。此时柱塞上方的燃油流向减压腔,导致在柱塞上方的油压并不升高,而一旦N276不通电,则回油行程结束,所以回油量是可控的,目的是为了调整高压油路中的油压输油行程。当柱塞向上运动时,如果N276 不再通电,那么,由于柱塞压力比弹簧压力大,进油阀门关闭,输油开始,输油压力大小取决回油行程时N276 何时还通电(如图6所示)。由以上资料可以看出:凸轮轴驱动高压油泵上的4 凸凸轮是有正时相位的(凸轮相当于活塞的上止点,N276占空比控制阀门相当于配气正时),凸轮相位由霍尔传感器提供给发动机控制单元,发动机控制单元根据高压传感器提供信号调节N276供电调整油压。系统油压一直在油轨最高压力20000kPa,有可能凸轮相位有了问题。取回一个新的凸轮轴,对比发现,旧的4 凸凸轮相位相比晚10°左右(如图8、图9所示)。装复新的凸轮轴,试车故障排除。可以断定故障是由于凸轮相位晚,相当于导致进油阀门关闭早致使燃油压力增大,同时油轨中压力不能按时从喷油器中泄压,所以致使高压油压一直是最大20000kPa。 05 故障排除:更换排气凸轮轴,故障排除。图10是维修后的数据分析。

备注

01 故障总结:对于这种疑难故障心得如下: 01-01 首先要求大家对车辆工作原理必须清楚,不要一味盲目换件,对于不明白的提前找资料,不要维修不下去了再找资料,对照资料认真分析。 01-02 再者问诊比较关键,该车顶过气门,一直有这个故障,所以一开始就应该怀疑没有检查过的地方。只是该车在4S 店维修,情况不了解,所有地方都需重新排查。 01-03 有故障码的先解决故障码,很多故障现象可能由一个原因引起,所以在维修时首先排除故障码,这样在维修中就不会走很多弯路。

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