故障现象:一汽大众迈腾启动后冷却风扇一直异常高速运转。 故障诊断： ①用VAS5052A对车辆系统进行自诊断,无故障码。 ②启动发动机,读取发动机数据流,发现水温在较低的情况下,风扇控制1占空比为77.3%。但正常车在相同的工况下风扇控制1占空比为9.4%,此时冷却风扇不会转动,如图2-82。
③由于迈腾发动机管理系统采用了双水温传感器对发动机温度进行监测,因此,它的冷却风扇控制策略与其他车有所区别。冷却风扇控制原理参见图2-83。发动机使用两个电动风扇来散热,风扇运转由发动机控制单元根据需要来控制。
发动机控制单元(J623)向冷却风扇控制单元(J293)发出需要风扇工作的占空比信号,于是J293根据此信号通过占空比控制两个风扇转速。
冷却风扇由蓄电池正极(经SA3-50A熔丝)供电,由J293通过占空比控制转速(即散热能力),J293的工作电源由J271供给。
关闭点火开关后,J623仍工作。当J623检测到水温过高需要冷却时,向J293发出信号,J293也可继续工作。
根据图2-83,可判断冷却风扇异常高速转动的原因有以下几点:水温传感器(G62G83)故障;空调控制单元(J255)故障;空气流量计(G70)及电子节气门(J338)故障;
发动机控制单元(J623)故障;车速传感器不正常(即J104故障);冷却风扇控制单元(J293)及其线路故障。
④根据以上分析,对此故障进行诊断和排除。
a.从数据流中看到,风扇控制1的占空比为77.3%,这个控制信号由发动机控制单元J623和冷却风扇控制单元J293发出。将J293断开,故障仍没有解决,并且其线路正常,可确认J293工作正常。
b.从数据流中可看到,G62(发动机出水口温度传感器)、G83(散热器处出水口温度传感器)均正常,并且确认没有开空调,J623也没有接收到空调开关信号。
c.怀疑发动机控制单元J623故障。更换后风扇控制1,占空比仍为77.3%。
d.从图2-84可看到,进气温度G42是21℃;车速为0km/h;空调压缩机处于关闭状态,没有向发动机系统发出请求冷却风扇工作的信号。
e.根据图2-83,在G70中带有G299(进气温度传感器2),作为内部计算进气温度,并且数据流不提供此数据,有故障时不一定报故障码(与发动机控制单元软件版本号有关)。
更换G70后故障仍没有解决。但当对G70电路进行检测时,发现G70的1脚—G299进气温度传感器2的信号线断路。修复后,故障解决。
故障排除:修复空气流量计中的进气温度传感器2的信号线。
专家指点：
①与冷却风扇相关元件的失效保护。
a.当所有相关元件正常时,风扇控制1信号为约10%(不工作)至约90%(最高速工作)。
b.当G42/G299有故障时,风扇控制1信号为77.3%(较高速工作)。当有这两个进气温度传感器的故障记忆时(注意:G299有故障不一定会显示故障码,但J623会记忆此故障),冷却风扇也可能岀现异常较高速转动的情况,此时需要清除故障记忆,J623判断传感器正常后才正常控制冷却风扇。如果没有进气温度/外界温度的信号,为防止发动机舱内温度过高,J623控制冷却风扇以较高的转速工作。因此,当空气流量计偶尔有故障或线路偶尔接触不良时,J623会记忆此故障,就算在发动机继续运转时此故障已修复,由于J623还不确认故障已修复并且故障码仍没有清除,所以冷却风扇可能会保持异常的低速运转。
c.当G62有故障时,风扇控制1信号为7.3%(较高速工作)d.当G83有故障时,风扇控制1信号为约90%(最高速工作)e.关于G70,当发动机控制单元检测其故障后,数据流会显示364.1g/s,发动机控制单元会以转速、节气门开度、进气温度等计算出替代值来控制,此时风扇1仍按正常的控制方式运转;当G70有偏差但仍在合理范围时,可能会出现负荷偏大的假象而使冷却风扇长期低速运转。
f.当电子节气门J338有故障(节气门位置传感器G187/G188故障、节气门太脏而开度太大)时,由于发动机计算到负荷过大,会使冷却风扇以异常的低速常转。
②发动机负荷与水温/冷却风扇转速的关系,如图2-85所示。
恰当的发动机水温能提高发动机性能。发动机负荷与发动机水温必须相一致。部分负荷时,温度高(95~110℃):提高性能,这样可以降低燃油消耗和有害物质排放。全负荷时,温度低(85~95℃):提高功率。由于进气加热作用较小,达到增加动力输出目的。
③目标水温的控制策略。发动机控制单元储存了目标水温的特性曲线图(MAPs)第一个特性曲线图:其中发动机负荷是主要的因素。目标水温根据发动机负荷(进气量)和发动机转速计算得出。
第二个特性曲线图:根据车速和外界温度计算出目标水温。此特性曲线最主要的原因是水温传感器检测到的水温与发动机水套处的水温有一定的差值。例如,在高温低速(例如在热带沙漠)与在低温高速(例如东北的冬季)行车,可能水温传感器检测到的温度是一样但发动机水套处和发动机舱的温度是不同的,高温低速行车的温度要高很多。所以要检测车速和外界温度的数值,用作计算出目标水温。一般来说,车速慢和外界温度高,目标水温要适当降低(2~5℃)。
发动机控制单元对比两个特性曲线图,取最低值来控制冷却风扇的工作。当超过目标温度后,冷却风扇就开始工作。一般情况下,在正常工况时该目标温度约为93℃,即达到93℃后冷却风扇开始工作。
冷却风扇的转速控制应使实际水温接近目标水温,并与发动机转速有关。
为了更好地散热,散热器/节温器必须工作正常。
a.G62在正常水温范围(例如<98℃)但G83检测到水温较低时,说明散热器温度不高,冷却风扇工作的作用不大,因此降低冷却风扇转速b.G62在正常水温范围(例如>98℃)但G83检测到水温较低时,说明节温器故障(不能打开),此时为保护发动机正常工作而控制冷却风扇高速运转。
④维修疑难故障时,必须首先凊楚其工作原理及控制方法,然后根据数据流进行分析并缩小其故障范围。
⑤关于节温器,一汽大众部分发动机(例如新宝来/速腾BWH、速腾BJZ等)具体规范请参阅相关维修手册中的规定,节温器的环形凸起必须处于垂直位置。经某次测试的结果如下:环形凸起与节温器座的凸起必须相配合,否则会造成孔径较小使冷却水循环不良而水温过高。
⑥另一个案例是有关发动机控制单元故障的。此车是速腾1.8TAT,故障是冷却风扇偶尔高速转。在其他工况正常的情况下,G62在90℃时G83已下降至48℃时,发动机控制单元J220仍向J293发出89.4%的冷却风扇高速转信号,此时可确认是J220故障。
