大連/張利
車型:D4,配置4.0T發動機、自動變速器、全時四輪驅動系統。
故障現象:發動機啟動困難或者松油門熄火,多缸失火,發動機上部有異常噪音,加速無力。
故障診斷:從2012年開始,奧迪推出了高性能的4.0T發動機,同時也是賓利車型的主流發動機,本案例中我們主要討論奧迪車型上的兩個版本發動機,其余車型產品發動機基本類似。
近年開始,售后維修市場發生了大量4.0T 發動機渦輪增壓器損壞的案例,損壞方式基本類似,而且由于售后維修人員對該款發動機缺乏必要了解,加之對配件升級信息了解不夠及時透徹,導致了大量的返修,引起客戶的抱怨增加。在本文中我們將以渦輪增壓器損壞作為切入點,圍繞4.0T 發動機的結構特點、潤滑特點、安裝拆卸要領、配件升級改進信息等進行系統討論,進而大幅提升維修裝配質量,發動機外觀如圖1 所示。

圖1 4.0T發動機外觀
目前用于奧迪車型的發動機主要有兩個版本,分別在C7 底盤和D4 底盤使用,其參數如表所示。

發動機及相關參數
處于結構和產品線的考慮,C7 和D4 在該款發動機上有如下區別:
(1)C7 兩個渦輪增壓器采用單側進氣方式。
(2)C7 的發動機僅有一種功率版本,發動機代碼為CEUC,功率309kW。
(3)C7 的發動機上不裝備轉向助力泵。
(4)二者在發動機隔熱罩上明顯不同,圖2 為C7 所裝備的單側進氣的發動機。

圖2 CT車型裝備的4.0T發動機
圖3 為D4 上使用的發動機,其主要特點如下:
(1)該發動機有兩個功率版本,代碼分別為CEUA 和CGTA,功率分別為309kW 和382kW。
(2)發動機采用雙側進氣方式。
(3)裝備有轉向助力泵。
(4)發動機上罩蓋的獨特設計。
(5)二次空氣泵電機的安裝位置不同,位于發動機艙的右側。
該款發動機最具有顛覆式的設計是,發動機外側進氣,發動機內側排氣,渦輪增壓器以模塊集成于發動機上部,發動機進氣結構示意圖如圖4所示。

圖3 D4車型裝備的4.0T發動機

圖4 發動機進氣結構示意圖
由于渦輪增壓器布置于發動機最高處,加之發動機功率近400kW,超越了老版本的W12 發動機,對于潤滑的要求特別高,使用中維護保養不當,極易導致損壞,下面我們將重點予以討論,這其中最重要之處是位于V 形缸中間的機油供給模塊,結構如圖5 所示。

圖5 機油供給模塊
該發動機潤滑系統油路走向如圖6 所示。
請注意,圖6 中有2 根渦輪增壓器供給機油管路,這是本文中的故障點之一;發動機上的機油泵,這是本文中的故障點之二。那么,引起渦輪增壓器燒毀的故障都有哪些呢?根據反饋的大量信息,具體原因如下:
(1)渦輪增壓器潤滑不良,此為渦輪增壓器損壞的首要因素,具體解決方案見后述。
(2)空氣濾清器嚴重臟污,或者為假冒偽劣產品導致過濾效果變差及漏氣。
(3)盲目改動發動機軟件參數,比如參考S8 的參數,改動S6 的軟件,讀者結合上文可以發現,二者從結構上是有本質區別的,盲目改動軟件增加增壓壓力或改動提前量,只會取得短期效果,反而會加速渦輪增壓器的損壞。
(4)維修作業不規范,表現在更換零件不是改進后產品,安裝前不清洗系統或清洗不徹底,相關附加檢測缺失,比如機油壓力檢測。
下面將對上述4 項原因進行具體分析。
渦輪增壓系統結構如圖7 所示。
渦輪增壓器潤滑不良的嚴重后果是渦輪損壞,具體如圖8 所示。
此為早期損傷,具體表現為葉輪碰刮外殼,聽診器可以分辨出發動機上部出現尖銳噪音。
如圖9 所示,渦輪增壓器后期嚴重損壞,葉輪脫落,渦輪增壓器徹底報廢。

圖6 潤滑系統

圖7 渦輪增壓器結構

圖8 渦輪

圖9 葉輪脫落
在處理渦輪增壓器損壞時,不可以盲目僅僅更換草草了事,必須對潤滑系統徹底清洗,包括拆開油底殼,對集濾器及其管路徹底清洗,對于廢機油沉淀后會發現有臟污或者金屬粉末顆粒。
因為渦輪增壓器損壞后會有金屬粉末脫落于油底殼內,如果不清洗會再次損壞。機油集濾器及其附件結構如圖10 所示。
位于缸蓋V 形槽中的機油供給模塊,更是重點需要清洗檢測對象,具體如圖11 所示。
該處2 個孔分別連接2 個渦輪增壓器的機油供給管,如圖12 所示。
此圓形腔內放置機油精細濾網,注意,必須更換改進后產品,目前最新號為175G,如圖13 所示。

圖10 機油集濾器及附件

圖11 機油供給模塊位置

圖12 機油供給管連接位置

圖13 機油精細濾網位置

圖14 止回閥安裝位置
此處,下方為改進后產品,用潤滑油潤滑后安裝在機油精細濾網下部,放置止回閥位置如圖14 所示,必須清洗確認無卡滯潤滑后安裝,如圖15 所示。

圖15 清洗止回閥
由于機油供給模塊密封靠金屬變形密封,所以密封墊必須更換,如圖16所示。

圖16 密封墊
只有上述附屬工作到位后,才可以安裝渦輪增壓器,注意,增壓器進油孔加注機油,轉動葉輪確保充分潤滑后進行安裝。
4.0T發動機渦輪增壓器所用的濾清器為專用產品,依據進氣效率所設計,所以不可以盲目替代,目前市面上已有假冒偽劣產品出現,希望大家警惕。
借助于ODIS或者VCDS等相關診斷軟件,進入控制單元,查看硬件識別號,如果為X或者后綴X則該車很可能進行過軟件修改。
很多讀者在維修中經常發生返工,很常見忽視的步驟是機油壓力檢測,機油感應塞位于如圖17 所示的位置。

圖17 機油感應塞位置
拆卸機油感應塞建議使用專用工具T40175,結構如圖18所示。

圖18 拆卸機油感應塞專用工具
檢測步驟及方法如下,注意機油溫度必須80℃以上,既熱車狀態測量。
系統正常時,低壓和高壓壓力如圖19、圖20 所示。

圖19 怠速時機油壓力值

圖20 2000r/min時機油壓力值
依據經驗,常見異常壓力是怠速時壓力過低,這通常伴隨集濾器堵塞;高壓壓力過高,這大部分意味著精細過濾網堵塞。
還有一點需要注意,目前市面所售的機油壓力表大部分分辨率較低,有的甚至單位為MPa,這對于測量結果有直接影響。筆者經過改進,將福祿克公司生產的PV350 壓電轉換器改進后用于機油壓力測量,效果很好,有興趣和動手能力強的讀者可以嘗試。
對于屢次燒壞增壓器,伴隨系統嚴重臟污的2014 年前車輛,建議用ETKA 查詢該車機油泵零件號,其最新改進號為103 BF,更換機油泵必須拆下發動機,拆卸后正時蓋板,依據規范作業流程進行。
經過了解,維修發生的大部分維修返工都是因為沒有嚴格按照規范作業所致,或者使用假冒或未改進的零部件所導致。相信憑借大家的聰明才智,加上細致嚴謹的工作態度,4.0T 發動機燒毀增壓器將不再神秘,將不再是技術攀登路上的攔路虎。