◆文/河南 馬春陽
奧迪低壓燃油系統故障兩例
◆文/河南 馬春陽
奧迪FSI發動機的燃油供給系統分為低壓油路和高壓油路兩部分,低壓油路利用電動汽油泵建立壓力并通過燃油泵控制單元來控制低壓油路的壓力;高壓部分利用機械驅動式油泵建立壓力并由燃油高壓傳感器來監測壓力數值。高、低壓油路的故障最終都會引發燃油高壓過低而使發動機不能正常運轉,但從接觸的故障案例來看,以低壓油路引發的故障更多一些,下面就是由低壓油路故障引發的兩例故障。
故障現象
一輛配備AUK發動機的奧迪A6L,行駛里程約60000km,用戶反映該車停車一段時間后啟動困難。
故障診斷與排除
根據用戶反映的故障現象進行有針對性的試車,發現停車發動機熄火一段時間后需較長時間或兩次發動電動機后才可以順利啟動,啟動后行駛感覺基本正常。用VAS5052電腦檢測發動機電腦有故障碼12555 P310B 006,含義為燃油低壓調節,燃油壓力超出允許范圍偶爾發生。
讀發動機的103組第一區數據塊,看燃油壓力低壓傳感器G410所檢測的燃油壓力值是否正常。在發動機怠速時顯示壓力為5.23bar(1bar=105Pa),在允許范圍內。行駛時所顯示的燃油壓力正常,說明發動機運轉中燃油壓力及燃油壓力傳感器基本正常,隨后將發動機熄火,等待5min后再次啟動發動機,需要持續啟動電動機約6s才能將發動機啟動,確認故障存在。
根據故障現象分析,懷疑供油油壓有問題,可能是熄火后殘余油壓泄壓過快,油壓過低造成剛啟動時供油壓力不足引起啟動困難。為了證實燃油管路是否存在卸壓,將發動機熄火后馬上打開點火開關,讀取發動機的低壓燃油的實際壓力值,發現殘余油壓下降很快,在熄火后30s竟然下降到了1.62bar,1min后降到了0.21bar,由此可以確定油路存在泄漏現象,隨即對燃油系統進行詳細檢查,最終發現油泵內的輸油管有磨損穿孔現象(見圖1)。
造成輸油管磨損穿孔的原因應為油泵的輸油管與支架之間長時間震動接觸磨擦,出現熄火后快速漏油泄壓,導致燃油系統的余壓不足,進而出現啟動困難。由于無法單獨更換該供油管,只能更換整個燃油泵,更換燃油泵后故障排除。在更換新的燃油泵時,安裝前需將燃油泵頂蓋往下壓約5cm左右,觀察供油軟管是否與支架碰觸,若碰觸需采取隔離和固定措施,防止以后同樣故障再次發生。
維修小結
奧迪FSI發動機的燃油供給系統組成如圖2所示,可分為低壓油路和高壓油路兩部分。低壓回路主要由燃油箱、電動燃油泵、燃油濾清器、燃油低壓傳感器和燃油泵控制單元等部件組成;高壓回路主要由高壓燃油噴油泵、燃油壓力調節閥、高壓燃油分配管、燃油高壓傳感器、高壓燃油管和高壓噴油閥等部件組成。其中低壓燃油泵為電動油泵,高壓燃油泵為機械驅動油泵,最終高壓燃油分配管中的油壓受制于低壓油路的油壓和高壓燃油泵及其相關系統的工作性能。在高、低壓油路中均安裝有燃油壓力傳感器來監測油路的壓力。如果監測到高壓壓力過低但低壓正常,則會記錄高壓部分故障,但是如果監測到高、低壓力均過低時,就會認為高壓過低是因為低壓過低而引起的,而報低壓系統故障。
在本故障案例中,因為低壓油泵輸油管磨損而破裂造成了低壓油路中的燃油泄漏,泄漏孔較小,所以出現了在發動機正常運轉期間依靠低壓燃油系統的自我調節控制而壓力正常的現象。但發動機熄火后,因低壓油泵停止運轉而使壓力迅速下降,低壓油路中沒有儲備壓力,所以啟動困難,需要長時間發動電動機來建立油壓后才能啟動發動機。在診斷FSI發動機油路故障時,可借助診斷工具來調取各種工況下的燃油壓力傳感器數據,幫助確定故障原因所在。
故障現象
一輛裝備2.0T發動機的奧迪TTS,行駛25000km,車主報修怠速時易熄火。
故障診斷與排除
進廠后首先進行試車,發現該車在著車30s后會自動熄火,熄火后又可以立刻著車,著車后30s后又會自動熄火。用5052檢查有故障碼00135 P0087,含義為燃油油軌壓力過低。按照故障導航進行檢查,到最后時提示要求更換高壓泵,因為此車可以正常著車,說明高壓泵是可以建立需要油壓的,而高壓泵屬機械泵,所以筆者對于故障導航提示的這個結果存在疑慮,于是對發動機的數據塊進行了檢查,在檢查過程中發現了以下問題:故障車輛的燃油油軌壓力數據在著車30s后數據一直下降,直到發動機熄火,同時燃油壓力智能控制器數據為-4000,說明燃油壓力控制器在極力高低燃油壓力(低壓部分),數據塊顯示的低壓實際燃油壓力卻基本正常,見圖3。調取另一正常車輛的發動機數據塊,正常車輛的燃油壓力智能控制器數據為78,燃油油軌壓力在怠速時基本保持不變,見圖4。
由此懷疑故障是低壓部分引起的,于是通過外接燃油壓力表測量故障車輛的燃油低壓,發現其數值與發動機數據塊提供的數據不符,剛著車時壓力正常,但隨后壓力就開始逐漸降低,直到發動機熄火。至此可以判定此車故障是由于低壓傳感器出現故障,導致所測量值一直保持在比標準要高的位置,燃油泵控制器就以為低壓壓力過高,就會進行調節,直到壓力不足而引起的。更換燃油低壓傳感器(圖5)后故障排除。
維修小結
如圖2所示,在奧迪FSI發動機的燃油供給系統中,設置了獨立的燃油泵控制單元,在車門打開時,車門控制開關向車載控制單元發出信號,由車載控制單元來向電動燃油泵供電,提前建立起燃油壓力,以便于發動機的啟動。但發動機啟動后,電動燃油泵便通過燃油泵控制單元來供電。
燃油泵控制單元可以根據發動機控制單元提供的發動機運轉信息及燃油壓力傳感器提供的燃油壓力信息,通過改變占空比的方式來改變燃油泵的泵油功率以使油路中的油壓保持穩定并與發動機的工況相匹配,同時盡可能地減少燃油泵的功率消耗。但是,燃油泵控制單元對燃油泵功率正確控制的前提就是燃油壓力傳感器提供的壓力數值必須準確。本案例就是因為燃油壓力傳感器(低壓)失準,提供比真實值高出很多的燃油壓力數值給發動機控制單元,燃油泵控制單元收到發動機控制單元傳送過來的燃油壓力傳感器數值,自然就會調低燃油泵的功率,結果使油路中的燃油壓力下降到不能使發動機正常運轉。而燃油低壓的降低,最終影響到高壓也不能建立起來,而該車的高壓燃油壓力傳感器正常,就輸送給發動機控制單元一個高壓圖5 故障車輛的燃油壓力傳感器
燃油壓力偏低的信息,同時發動機控制單元又接到失準的低壓燃油壓力傳感器送來的經燃油泵控制單元調節后的正常壓力數值,自然就會錯誤判斷為高壓部分故障,而報出燃油油軌壓力過低的故障碼。
由此提醒維修人員在診斷此類故障時不能過于依賴故障碼,而是要根據發動機數據塊及實測的燃油壓力數值進行綜合地判斷。
專家點評——張憲輝
對于缸內直噴發動機,因為其燃油供給系統由低壓和高壓兩部分組成,所以在排查燃油系統方面的故障時要比常規電控燃油噴射系統的發動機要復雜許多,因此,要想快速、準確地排查出缸內直噴燃油系統的故障就必須要參透其工作原理及故障信息的內涵。本文作者較為全面地介紹了奧迪FSI發動機燃油供給系統的組成、工作原理以及故障產生的機理,為大家進行這方面故障的維修提供了很好的借鑒。
這兩個案例的故障排查,本文作者都保持了清醒的頭腦和科學的診斷思路,特別是后一個案例,非常值得稱道。5052提示的故障是“燃油油軌壓力過低,要求更換高壓泵”,但作者并未被此信息迷惑,通過“可以正常著車”這一情況,認為高壓泵可以建立需要的油壓,并利用故障車輛與正常車輛數據流比較、燃油低壓傳感器檢測值與實際壓力值比較,最終將問題原因鎖定在燃油低壓傳感器。
在整個排查過程中,作者不僅方法靈活得當,更重要的是善于觀察和分析故障現象與數據信息。特別需要指出的是,在整個故障診斷過程中,作者很好地抓住了“低壓側油壓與燃油低壓傳感器之間的影響關系”這一核心,這是能夠順利排除故障的關鍵,反映出了作者科學的診斷思維。