松原/叢君
2011年一汽奧迪A6L 2.0TFSI渦輪增壓器故障
松原/叢君
VIN:LFV3A24FXB×××××××。
行駛里程:120000km。
車型:配置BPJ 2.0L R4/4V TFSI發動機,01J變速器。
故障現象:車輛行駛至中高速以后動力不足,急加速時沒有推背感。利用診斷儀檢查,除發動機控制單元外,其他各電控系統均正常。發動機控制單元內有自診斷故障信息,如圖1所示。
發動機控制系統中的自診斷故障碼,可以清除,但車輛中高速行駛后還會重復出現。
根據故障現象,結合自診斷故障碼,初步判斷為渦輪增壓系統故障。
發動機控制系統有兩個OBD故障碼:P0234(增壓器過度增壓狀態)和P2261(未檢測到渦輪增壓壓力)。從故障碼的文字解釋中“過度增壓”和“未檢測到增壓壓力”似乎是相互矛盾的,一個強調的是增壓壓力“太高”了,而另一個則說明“沒有增壓壓力”。仔細分析兩個故障碼的出現時間及行駛里程發現P0234先于P2261出現。由此推測車輛在行駛過程中,發動機控制單元檢測到了增壓壓力過高,當增壓壓力超過了特定工況下的規定值后,出于安全保護的需要,發動機控制單元通過“渦輪增壓控制系統”限制了增壓壓力。在此之后,車輛行駛出現動力不足,實際增壓壓力與對應工況下的規定值對比出現不足,發動機控制單元隨之記錄“P2261未檢測到增壓壓力”。
奧迪A6L發動機的“渦輪增壓控制系統”結構如圖2所示。
發動機控制單元通過控制N75增壓壓力調節電磁閥的電壓占空比,調節閥芯位置,控制增壓壓力A和大氣壓力B與控制壓力C之間的連通關系。控制壓力作用在壓力單元上,再通過推桿推動旁通閥門。閥門可打開旁通道,使一部分廢氣不流經渦輪。通過這種方式可調節渦輪的轉速和最大的增壓壓力。
N75增壓壓力調節電磁閥的控制原理如圖3所示。
實測證明,當N75增壓壓力調節電磁閥斷電時,增壓壓力A與控制壓力C連通,渦輪增壓器輸出的增壓壓力直接作用在壓力單元上,旁通閥的開啟器程度取決于增壓壓力的大小。即增壓壓力越大,旁通閥的開啟程度越大,限制增壓壓力的進一步上升,可防止增壓壓力過高造成發動機的損壞。當發動控制單元檢測到系統故障后,就會切斷N75的通電。

圖1 故障碼

圖2 渦輪增壓控制系統結構

圖3 N75增壓壓力調節電磁閥工作原理
發動機在正常工作情況下,控制單元根據汽車行駛過程中發動機負荷的大小,控制N75增壓壓力調節電磁閥的占空比,以達到獲得合適的增壓壓力的目的。車輛不行駛等發動機負荷較小的情況下,N75增壓壓力調節電磁閥的占空比為0。正常車輛發動機負荷、N75增壓壓力調節電磁閥占空比以及實際增壓壓力關系曲線如圖4所示.
分析本車的第一個故障碼P0234(增壓器過度增壓狀態)產生的原因可能有以下幾個方面:
(1)渦輪增壓器旁通閥、壓力單元及其連接推桿等故障
(2)N75增壓壓力調節電磁閥的A、B 、C 相關連接管路故障
(3)N75增壓壓力調節電磁閥及發動機控制單元等控制系統故障
故障排除:本著由簡到繁的原則,首先目測檢查了渦輪增壓器壓力控制單元及推桿、增壓壓力調節電磁閥及其相關管路連接情況等,均沒有發現異常。

圖4 增壓壓力及N75占空比與負載之間關系

圖5 增壓壓力、負荷、N75變化曲線
清除發動機控制單元內的故障碼,進行路試,初期駕駛感覺正常,無故障現象。路試的同時監測增壓系統相關數據流,經過幾次大油門急加速發現“實際增壓壓力”多次達到200kPa以上后,N75占空比降到0且不再變化,實際增壓壓力受限,出現發動機動力不足故障現象。此時檢查發動機控制系統故障,上述P0234和P2261故障碼再次出現。再次清除故障碼,試車時結果相同。發動機負荷及N75占空比的實時數據如圖5所示。
出現故障前,實際增壓壓力過高,發動機控制單元采取了保護措施,進一步印證了先前故障分析時的推測。由此可以確認,故障點就處在增壓壓力控制系統上:要么是增壓器旁通閥門卡滯,瞬間無法有效打開廢氣旁通支路,造成增壓壓力瞬間超標,要么就是N75增壓壓力調節電磁閥控制壓力C調節錯誤,造成壓力單元無法正確執行發動機控制單元的指令;再者就是發動機控制單元輸出指令有誤,這有可能是控制單元本身或壓力傳感器等輸入信號故障。
由于該車曾經因碰撞事故更換過新的N75增壓壓力調節電磁閥,懷疑備件質量或規格有問題,用正常行駛車輛的N75增壓壓力調節電磁閥做替換試驗,故障排除。
故障總結:結合故障現象,根據系統工作原理,由簡入繁,充分利用診斷設備,是有效處理車輛故障的基本方法。