背景
车型:2010款新君越,2.0L LDK涡轮增压发动机、日本爱信6速TF-81SC自动变速器(通用命名为AF40)。行驶里程 :97122km。
现象
组合仪表显示屏总是提示“请速检修车辆”。 接车后首先确认故障现象, 发现确如客户所述,组合仪表提示检修车辆。
分析
连接GDS+MDI,读取全车故障码,发动机控制模块有故障码P0299 02:发动机增压不足(如图1所示)。
查看故障码的冻结帧,可见故障出现时发动机转速为3013r/min,进气歧管绝对压力传感器数据为153kPa(如图2所示)。
故障在加速行驶时出现。初步判断故障可能的原因有:
01 涡轮增压器的控制部分:进气旁通阀控制和废气旁通阀控制;
02 进气管路泄漏;
03 三元催化器堵塞;
04 涡轮增压器本身故障。
LDK发动机涡轮增压控制示意如图3所示。
其中废气旁通阀控制部分主要由脉宽调制的废气旁通电磁阀、控制管路、膜片阀、连杆、旁通阀门等组成。在怠速状态下,发动机控制模块以0%的占空比指令控制废气旁通电磁阀,由于此时增压压力较低,膜片阀中的回位弹簧保持旁通阀处于关闭状态,此时废气全部通过涡轮叶片,以便提高涡轮的快速响应性。在发动机低速时,发动机控制模块根据发动机工况,控制废气旁通电磁阀的指令。如果在发动机低速时请求节气门全开,则发动机控制模块将以100%的占空比指令来控制废气旁通电磁阀,使旁通阀处于关闭状态,废气全部通过涡轮叶片,降低涡轮增压迟滞效应。在发动机中等负荷高转速时,发动机控制模块控制废气旁通阀的占空比为65%~80%,此时旁通阀门部分打开,部分废气经旁通阀泄放,进气歧管压力可高至225~240kPa。当设置了特定的故障码时,发动机控制模块控制占空比为0,旁通阀的状态取决于废气压力。进气旁通阀控制部分主要由开关型的进气旁通电磁阀、真空管路、真空蓄能器、进气旁通阀组成。进气旁通阀控制进气旁通管路高压侧和低压侧的通断,当车辆突然减速时,进气旁通阀打开,空气通过泵壳体内的旁通通道形成内部循环,同时减小了进气对泵轮及转轴的冲击,若车辆再重新加速,进气旁通阀关闭,此时由于泵轮维持高速旋转状态,有效地降低了再次加速时的迟滞效应。
方案
通过废气旁通阀和进气旁通阀的工作原理可知,在发动机3013r/min时,进气旁通阀关闭不严和废气旁通阀开度过大均可导致涡轮增压压力不足。首先用GDS+MDI的特殊功能选项指令废气旁通电磁阀(如图4所示)工作,发现电磁阀发出一连串“嗡嗡”工作的声音,检查与废气旁通电磁阀连接的管路,也无破损开裂异常情况。
利用压缩空气作用于废气旁通阀可明显看到阀杆移动。用GDS+MDI的特殊功能选项指令进气旁通电磁阀(如图5所示)工作,电磁阀发出一声“嗒”工作的声音,检查和进气旁通电磁阀连接的真空管路,无破损开裂异常情况。
检查位于进气歧管下方的真空蓄能器(如图6所示),也没发现有开裂的情况,测试蓄能器上的单向阀,工作正常。
用真空泵检查进气旁通阀的工作状态,可听见进气旁通阀动作的声音。
由于进气旁通阀和排气旁通阀的具体状态需将涡轮增压器完全拆下来才更利于检查,拆卸涡轮增压器费时费力。本着先易后难的原则,在着车的状态下用涂抹肥皂水的方法对进气管路部分进行了检查,没有发现有漏气的地方。中冷器也未发现因事故导致的开裂和损坏的情况。拆下三元催化器检查,发现有轻微堵塞现象,更换全新的三元催化器,故障依旧。
无奈只好拆下涡轮增压器检查,发现涡轮增压器和排气管连接处的双流道隔壁有开裂的情况(如图7所示),再依次检查泵轮和涡轮,未发现有旷量和叶片损伤的情况。
接下来检查了进气旁通阀和排气旁通阀,进气旁通阀未见异常情况,发现排气旁通阀关闭不严(如图8所示)。
由于排气旁通阀和涡轮增压器做成一体,无法单独更换,更换涡轮增压器总成,试车故障未再出现。