上海通用新君越2.0T进气再循环阀控制故障造成的异响

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背景

车型:上海通用新君越2.0T。

现象

车辆行驶中急加速然后再松加速踏板,发动机舱内有“喳喳”的类似金属摩擦和撞击声。 车辆在原地静止,挡位在P位,启动发动机,急加速然后再松加速踏板,没有异响。

分析

用GDS检测发动机电控系统,没有故障码。道路试车,发现在车辆行驶中急加速然后再松加速踏板,发动机舱内有“喳喳”异响,加速越急,松加速踏板越快,响声越大。能听到异响来自发动机舱,但不能确定异响发生部位。降下门窗玻璃,因行驶噪音太大,还是不能确定异响发生部位。回到车间,升起车辆,发现下面加装了护板,是不是护板引起的振动呢?拆下护板试车,故障依旧。当时还是怀疑有部件振动,紧固各部件螺丝,又拆下增压器及排气管的隔热护罩试车,异响仍存在。回过头来想,为什么行驶中就有异响,而原地试车却没有呢?其中一个影响因素就是负荷。想到此,将挡位挂到D,一脚将加速踏板踩到底,然后突然松开,结果异响出现了,比行驶时试出的声音要小,但能明显听到。下一步,一人在车内操作,另一人在车外用耳朵听,用手摸,结果发现从空气滤清器到增压器的一截进气软管振动最大,如图1所示。 拆下此管,检查里面的空滤装配完好,重新紧固此软管卡箍,结果无效。把进气系统的所有管路及卡箍都检查紧固一遍,故障依旧。 有异响的进气软管的末端就是空气滤清器壳,拆下空滤壳上盖,再试,发现这种异响类似空气流动的冲击声。别克新君越2.0T采用了涡轮增压和缸内直喷两项新技术,从异响的部位和声音判断,异响与增压器有关。在增压器上有两个控制部件,一个是进气再循环阀,一个是排气旁通阀。为了验证故障,找来一辆同样的车,从进气再循环阀控制电磁阀处断开进气再循环阀的控制软管,如图2所示,结果另一辆车也出现了同样的故障。这一试验帮我们确定了故障检修目标:进气再循环阀及其控制部件有故障。

方案

接通点火,发动机关闭,连接GDS,驱动进气再循环阀打开、关闭,结果能听到阀动作的咔哒声。这说明该阀的电气线路正常,但其所控制的空气通路是否正常还不能确定。一人在车外用手堵住电磁阀断开的软管连接处,一人在车内操作,结果在加速时,此阀处有压力空气吹出,松开加速踏板时,有一定的真空吸力,初步判断此电磁阀是正常的。再拆开增压器上的进气再循环阀,里面的弹簧及膜片都完好。再试另一辆完好的新车,一人在车外用手堵住电磁阀断开的软管连接处,一人在车内操作,结果在松开加速踏板时,其真空吸力较大,这时怀疑是真空源不足。拆下真空罐(如图3所示),孔1接节气门后的真空源,孔2接进气再循环阀控制电磁阀的真空供应端。 孔1处有一个单向阀,如果连接软管用嘴只能吸不能吹。孔2处也有一个单向阀,如果连接软管用嘴只能吹不能吸,这两者正好相反。经吹吸试验,发现此真空罐两个单向阀都失效。更换一真空罐,试车,异响消失,故障排除。

备注

真空罐单向阀失效后,为什么会造成这一故障呢?下面我们对增压器的控制作一分析。发动 机增压技术通过压缩更多的空气进入汽缸来增加油气混合气的量,从而使发动机在尺寸不变的条件下产生更大的功率。涡轮增压系统的简单工作原理如图4所示,涡轮增压器利用发动 机排出的废气惯性冲力来推动涡轮室内的涡轮,涡轮又带动同轴的叶轮,叶轮压送由空气滤清器管道送来的空气,使之增压进入汽缸。 一般而言,加装废气涡轮增压器的发动机功率及扭矩要增大20%~30%。涡轮增压系统一般包括增压器、进气旁通阀(再循环阀)、排气旁通阀、中冷器等。 01 排气旁通阀及其控制电磁阀涡轮增压器及排气旁通阀如图5所示,排气旁通阀也称废气旁通阀,安装在增压器壳体内部,当增压压力过高时,排气旁通阀打开,通过旁通通道将废气直接排入排气管,以调节增压压力不致过高。 排气旁通阀的开启和关闭受控于执行器,执行器受控于电磁阀,电磁阀受控于发动机控制模块。排气旁通阀照片如图6所示,控制电磁阀及管路连接如图7所示,在控制电磁阀上连接有三根管路,分别连接执行器控制端、进气增压前和进气增压后。 排气旁通阀控制示意图如图8所示,排气旁通阀正常情况下处于关闭状态,电磁阀将连接管的控制端与进气增压前管路相通,执行器不动作,如图8(a)所示。 当需调节增压压力时,电磁阀将连接管的控制端与进气增压后管路相通,增压压力失去推杆移动,将排气旁通阀阀门打开,排气经过旁通通道直接进入排气管,增压压力降低,如图8(b)所示。 所以,排气旁通阀也称排气再循环阀。 02 进气再循环阀(进气旁通阀)在急收加速踏板时,节气门关闭,因进气气流和增压器的运动惯性,使节气门前的压力增加冲击节气门, 同时, 因增压器管路中的压力无法释放,再次加速时,对进气涡轮形成一种阻力。为此,在增压器的空气进口和增压后的空气出口之间设置了进气再循环阀,位置如图9所示。 进气再循环阀的控制原理如图10所示,管A通真空罐,管B接增压后节气门前的进气道,管C是控制端,接进气再循环阀。 在正常情况下, 发动机控制模块(ECM)控制电磁阀使管B和管C相通,管B有一定的压力,使旁通阀可靠关闭。在急收加速踏板时,管A和管C相通,即通过真空控制进气再循环阀动作,使用增压后的空气进入增压前的进气侧。进气再循环控制电磁阀安装在进气歧管上,如图11所示,真空罐安装在发动机左侧,如图12所示。 本车真空罐单向阀失效后,真空罐内不能存储足够的真空,进气再循环阀不能被真空吸动,造成阀门关闭。因进气气流和增压器的运动惯性,使节气门前的压力增加,不能通过进气再循环阀泄放掉,压力波冲击节气门,并在进气口处造成冲击回波,产生异响。

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