新途觀加速踏板異響

溫州饒軍汽修技能大師工作室/饒建中 饒軍

車型：配置CEA 1.8T發動機。

行駛里程：29712km。

VIN：LSVX065N1F2××××××。

故障現象：發動機怠速運轉時，能聽到發動機艙內明顯的咝啦咝啦異響，輕輕加減油門后該聲音頻率會更明顯。

故障診斷：首先驗證故障現象，靜止狀態下踩放加速踏板，發動機艙內“咝啦咝啦”的聲音確實比怠速更響。打開發動機機艙蓋，1個人坐在車內間歇性踩放加速踏板，筆者則在發動機艙內傾聽，經仔細辨別該聲音來自于渦輪增壓器附近。下面就圍繞渦輪增壓來展開分析了。

渦輪增壓器安裝位置如圖1所示，可見渦輪增壓器和排氣歧管緊湊的連接在一起，其上分別有N75及N249兩個調節閥，其中N75屬于增壓壓力限制閥，其控制對象為排氣系統的氣流；N249為內循環閥，控制對象為進氣氣流。下面來分析具體控制原理：

（1）增壓器的作用。發動機功率的產生完全靠燃料在汽缸內燃燒做功，理論上燃燒的燃料越多，則發動機功率越大；但是輸入的燃料要受到吸入汽缸內的空氣量的限制，如果發動機的運行性能已經處于最佳狀態，再增加輸出功率只能通過壓縮更多的空氣進入汽缸來增加燃料量，提高燃燒做功能力。所以在目前技術下渦輪增壓器是唯一能使發動機在工作效率不變的情況下增加輸出功率的機械裝置。渦輪增壓器是利用發動機的廢氣來推動渦輪葉片高速旋轉，達到增加發動機的充氣效率目的。由于渦輪增壓器的最高轉速能超過100000r/min，因此增壓器的轉速上升和下降需要較長時間，與發動機轉速相比，有非常長的滯后性，為了避免滯后性帶來的影響，就有了下面的控制邏輯。

┃ 圖1 渦輪增壓器位置

（2）高工況控制。當車輛在高速公路上行駛，由于發動機一直處在高轉速狀態，其排氣量多，廢氣流速快，推動渦輪葉片同步旋轉速度加快，長此下來會導致渦輪增壓壓力呈現過高的趨勢，當增壓壓力達到系統控制的臨界值，就需要降低增壓的壓力確保系統正常運行。降低增壓壓力首先要降低渦輪葉片的轉速，降低渦輪葉片轉速則可以通過降低廢氣的流速即可。于是N75通電工作，增壓后的進氣氣體通過N75進入圖1中的壓力調節單元，推動蝸桿向右側運動，打開增壓器內側排氣端的閥門膜片（如圖2所示），于是廢氣通過閥門膜片打開的旁通道直接進入排氣管，作用在渦輪葉片上的排氣減少，葉片旋轉速度降低，如此就達到了發動機轉速不降低，但增壓壓力已經降低的目的，通俗點來說這種控制就是高工況的放氣控制。

┃ 圖2 閥門膜片

（3）低工況控制。與高工況控制相反的是，車輛在高速上行駛中，若碰到前面有突發情況駕駛員緊急制動，節氣門從高工況的全開狀態轉到低工況的全閉狀態，此時過高的進氣增壓壓力依舊存在，若不及時釋放泄壓可能會導致車輛出現嚴重故障，如何確保高增壓壓力能及時快速泄壓呢？此時最快速的方法是將增壓之前的常壓進氣和增壓后的高壓進氣互通，而N249連接的兩端分別連接高低壓進氣管道，當N249通電打開后，高低壓形成通路，高壓壓力被泄壓，高壓不復存在。由此解除了節氣門關閉后仍然存在高壓進氣的潛在風險。通俗點來說這種控制就是低工況的旁通控制了。

根據渦輪增壓器的控制原理判斷，增壓器在高低工況切換過程中，由于調節閥的介入，氣流的走向發生變化導致高低壓力的切換，完全有可能導致出現氣流聲音的變化，從而帶來感官上的不適。結合本車的故障現象，該車異響產生的節點和發動機轉速并無直接的關聯，但是聲音又明顯感覺是渦輪增壓器所發出的，那么故障點會在哪里呢？

由于渦輪增壓器拆裝工作量較大，若能從外圍排除故障當然是最好的了。根據目前的條件來分析故障原因不外乎有：①渦輪增壓器壓力調節單元（推桿）松曠而產生異響；②渦輪增壓器附近螺栓或隔熱板附件松動產生震動異響；③三元催化器內部散架脫落；④渦輪增壓器內部存在故障等。

首先拆除渦輪增壓與凸輪軸蓋處隔熱板，瞬時猛加速至3000r/min左右觀察渦輪增壓壓力調節單元（推桿），發現該推桿始終是紋絲不動，這明顯不符合高工況狀態的控制原理，比較正常車輛在同樣的條件下，其壓力調節單元都會推動推桿來打開圖2中的閥門膜片，由此減少了推動渦輪葉片的廢氣量，確保增壓壓力不會超出極限。至此可以確定該渦輪增壓壓力調節單元控制存在故障，那么是否就是該故障導致出現異常的聲音呢？在無法確定故障之前，還是先從壓力調節單元來入手檢查。

壓力調節單元無法控制推桿工作，可能的原因包括兩個方面：①外因，即壓力調節單元的驅動源——高壓氣流缺失或者高壓氣流壓力不暢，導致推桿不工作；②內因，包括壓力調節單元本身故障，比如膜片破損或推桿機械故障，發卡及咬死等，從而引起壓力調節單元無法驅動。對原因②的檢查比較容易，在壓力調節單元的控制氣管上接上1個合適的高壓氣槍，用氣槍往壓力調節單元里面吹氣（注意氣槍的壓力不能超過200kPa，否則會損壞膜片），發現推桿也能被高壓空氣推動，由此排除了內因，只需要考慮外因就可以了。

接下來從外因來入手，首先測量增壓壓力限制閥N75的電阻，其阻值符合正常范圍，再用診斷儀進入發動機控制單元系統，選擇執行元件測試，驅動N75去主動工作，用手觸摸能感覺到N75工作的嗒嗒聲音，此時用嘴巴吹N75上的兩條管路為通路，由此看來故障點應該是在高壓氣流上面了。遂啟動發動機運轉，用手堵住N75上兩條管路的高壓端，瞬間加大油門，發現高壓管路氣流無明顯變化。比較正常的車輛，能明顯感覺高壓氣流的壓力變化，由此可以說明壓力調節單元無法工作的根本原因是渦輪增壓的高壓氣流壓力不夠所導致的了。

再結合開始對所報修故障的可疑原因，還剩下三元催化器內部脫落沒有進一步檢查，若三元催化器內部堵塞同樣也會導致排氣不暢，從而引起發動機背壓過高，進一步導致進氣增壓壓力過低。基于此考慮拆卸排氣管與渦輪增壓器的連接部位，使用內窺鏡觀察各自內部情況，赫然發現渦輪增壓器內部閥門膜片變形發卡，已經處在無法關閉旁通通道的位置（如圖3所示），至此真相大白。

┃ 圖3 內部閥門膜片變形發卡

經更換一個全新渦輪增壓器之后，啟動試車，無論如何加減油門，異響聲音不再出現，故障徹底排除。

故障總結：壓力限制閥門膜片變形發卡，使閥門膜片和座之間呈傾斜狀態，因此排氣氣流始終有一部分會沿著傾斜的縫隙直接進入排氣管，導致出現咝啦的氣流聲音，在加油時，排氣速度加快，通過該縫隙進入排氣管的氣流也加快，因此聲音的頻率就提高了。但是由此產生一個疑問，為啥發動機系統自始至終不會記憶任何故障碼呢？對此筆者認為，雖然該閥門膜片關閉不嚴，但是由于關閉不嚴的縫隙較小，對正常渦輪增壓的影響相對較小，這個是發動機控制單元不會記憶增壓壓力過低故障碼的主要原因，而若該關閉不嚴的縫隙較大，對增壓壓力產生較大影響時，發動機系統排放燈可能會點亮提示故障，但是該咝啦的聲音有可能就不會出現了。基于此筆者也認為，在排除該故障過程中，美中不足的是沒有通過診斷儀來讀取增壓壓力的數據流，但是真讀取的話，其增壓數據和正常數據也會相差無幾，對判斷故障并沒有太大實質性的意義。