大眾轎車TSI發動機高壓控制系統及故障案例

◆文/廣西 原偉忠 山東 李培紅

(作者原偉忠單位：廣西玉林高級技工學校)

隨著科學技術的不斷發展，各種新技術在汽車領域得到了廣泛的運用。高壓控制缸內直噴技術成為德國大眾的TSI發動機核心技術之一，它優化了空氣與燃油的均勻混合程度，提升了發動機的功率及扭矩，提高燃油消耗經濟性，降低發動機的排放，它代表著今后汽車發動機技術的一個發展方向。高壓燃油控制系統(圖1)，由高壓泵、燃油壓力傳感器G247、燃油壓力調節閥N276、高壓噴嘴組成。

1.高壓泵

目前，高壓泵分為2代與3代，作用與原理基本相同，本文以第2代高壓泵(圖2)為例來介紹。其作用是該泵能使4～8bar(1bar=100kPa)的低壓燃油根據發動機的工況使燃油壓力升高至40～150bar。當高壓泵、壓力調節閥及控制線路出現故障，該泵不能正常提供高壓燃油，高低壓系統壓力將會保持(一般為7bar)。此種情況下將會導致發動機啟動困難，動力性變差且廢氣燈點亮，電腦將會存儲“00135油軌/系統壓力-過低”故障碼。

2.燃油壓力傳感器G247

其作用主要是實時監控高壓共軌內燃油壓力值，將壓力值提供給發動機控制單元，發動機控制單元根據工況來控制燃油壓力調節閥N276工作。

3.燃油壓力調節閥N276

如圖3所示，當發動機控制單元根據反饋信號用控制N276，系統內的壓力達到當前工況下發動機工作所需的標準油壓。當該傳感器損壞后第2代高壓泵將不能正常提供高壓燃油，高壓系統內的壓力與低壓將保持一致。如該傳感器顯示不準確，可使用專用測量儀器——高壓系統測試儀來測量高壓系統的壓力。

4.高壓噴嘴

如圖4所示，根據發動機排量的不同，高壓噴嘴噴油孔個數略有不同。1.8TSI發動機的高壓噴嘴帶有6個噴孔，將燃油以6條顆粒狀的射流噴出，這種新的設計造型，能使燃燒室內部的混合汽得到改善，能夠減少碳氫化合物的產量，以及減少油的稀薄現象。噴油閥門由一個約為60～65V的電壓控制，當噴油閥門的頂針升起后，出現一種脈沖形式的控制電壓(約15V)，將頂針保持在開啟的位置。

大眾TSI發動機上市至今，較少出現符合使用標準的高壓控制的系統故障，但近期由于汽油油品問題，導致一些TSI發動機高壓控制系統工作異常，下面介紹兩個案例。

案例一

故障現象

一輛2010年大眾昊銳1.8裝配TSI發動機，行駛里程為26295km，做完保養兩天后，車主反應車輛尾氣排放燈點亮，而保養之前一切正常。車輛進站后，故障燈依然點亮，電腦測得故障碼見圖5，讀取出現該故障時的車輛環境條件見圖6。

根據故障碼得知，燃油與空氣混合存在問題。根據發動機目標控制原理，還需要測量發動機電腦的一些測量值與規定值來判斷。

從以上信息可以判斷該車主反映的問題，車輛出現的故障碼與測量值是吻合的，不存在車輛顯示錯誤故障碼的情況。根據該種情況，故障分析如下：

1.結合故障碼與數據流可得知發動機進氣量與燃油噴射量不匹配，即油少氣多，數據流中汽缸列1傳感器1Lambda規定值(怠速)顯示為6.9%，標準值為-5%～5%得知Lambda一直向偏濃的方向修正。

2.噴油時間為1.28ms，數值偏大。

3.發動機燃油壓力不正常，高壓系統壓力偏低。

4.噴油器個別噴孔堵塞，導致噴油霧化不好。

5.燃油品質異常，汽油中雜物偏多，導致發動機混合汽偏稀。

6.進氣系統存在微量泄漏，曲軸箱與外界不密封導致進氣系統壓力不平衡，出現故障。

故障診斷與排除

按照以上的思路，技師首先測量低壓燃油壓力，怠速為6.1bar。讀取高壓燃油的壓力，在49～50bar之間變化，壓力值正常。

檢測汽油濾芯處燃油的質量，甩動汽濾，倒出的燃油油品較差。由此可判斷故障為燃油品質所致，建議客戶清洗燃油路、油箱，更換濾清器，重新加注新燃油、燃油添加劑。車輛在高速公路上試車，該排放燈再次亮起。

雜質較多的燃油必然導致噴油嘴與氣門座處產生較多積炭(見圖7)。現在燃油及油路的問題已經解決，技師決定清潔噴油嘴及氣門座處的積炭。

使用超聲波清洗設備對噴油嘴進行清洗，對氣門積炭進行刮擦，清潔后裝復，再次進行試車，排放燈沒有點亮，各測量值數據正常(見圖8)。

維修站5天后與車主電話溝通，車輛一切正常，該故障排除。

案例二

故障現象

一輛2009年的1.8 TSI明銳轎車，車主反應車輛啟動時間變長，加速無力，進站后該車廢氣排放燈還一直亮著。

故障診斷與排除

使用專用檢查儀器讀取發動機故障碼顯示為：00135 P0087油軌/系統壓力-過低。根據故障碼的提示，讀取140組測量值顯示高壓系統的壓力為7bar。該數據流顯示的壓力為低壓系統壓力，結合故障碼可判斷出高壓系統處于停止工作狀態，能引起高壓系統不能工作的原因如下：

1.高壓泵電源不能正常供電。

2.發動機控制端故障。

3.高壓泵機械故障或者N276電磁閥故障。

4.發動機電腦板故障等，結合電路圖進行測量判斷。

在不拔下N276電磁閥的情況下啟動發動機，測量T2cg/2處的電壓為13V左右，供電端正常。因電腦控制端為較高頻率占空比控制，使用萬用表無法測量真實控制情況，只好采用示波儀測量，將DSO1連接T2cg/1、DSO2連接T2cg/2后啟動發動機。

技師測量故障車高壓泵的波形(圖9)，得知該波形為怠速時的一個標準波形，在發動機正常工作狀態下，該波形控制下的高壓泵輸出約40bar的壓力，但該車輛高壓泵處于不能工作狀態，根據實際測量波形可以斷定高壓泵出現故障。維修站更換高壓泵后，車輛啟動正常，加速有力，高壓系統壓力達到標準數值，故障排除。