溫州饒軍汽修技能大師工作室/陳勝欽 饒軍
車型:配置BGC 1.8T發動機。
行駛里程:117802km。
VIN:LSVDM49FX72××××××。
故障現象:客戶反映該車冷車時候偶發難以啟動且熱車后怠速會偏高到1200r/min。
故障診斷:接車后先驗證故障現象,等發動機完全冷卻后啟動,發現此時啟動完全正常,怠速轉速也在正常范圍內。經多次啟動確認故障現象并沒有出現,客戶提醒可能是沒有路試所以故障現象一下子不出現。遂連接診斷儀VAS6150B進入電子系統診斷,發現01發動機電控系統中存在如下故障碼:發動機水溫傳感器1不可信信號,該故障為永久性故障。那么客戶反映的故障現象是否就是該故障碼所引起的呢?在沒有其他的思路之前,決定還是優先根據故障碼的指向來入手檢查,按照故障碼的含義,分析引起故障的可能原因有:①水溫傳感器本身故障;②發動機散熱系統散熱不良導致;③相關線束存在故障;④發動機控制單元本身存在故障等。
按照先易后難的原則,首先代換一個水溫傳感器(位于缸蓋后面三通上面)來試試,但是在更換水溫傳感器過程中發現其插頭線束有包扎過且比較凌亂的痕跡。咨詢客戶得到反饋的信息是,該車一直是由其本人駕駛,水溫傳感器插頭之前并沒有維修過,該車一直是在本站維修保養。查詢系統中該車維修保養記錄確實非常齊全,為此未更進一步多想,繼續更換了水溫傳感器之后經反復上路試車發現,該車怠速過高現象確實會出現,由此說明更換水溫傳感器屬于無用功。

┃圖1 儀表顯示
雖然故障沒有排除,但是筆者在反復路試的過程中又發現了不同的故障癥狀,首先是該車的水溫表狀態明顯異常(圖1為路試一段時間風扇運轉時水溫表位置,該表針再也無法上升更高,而正常情況下水溫表針應指向90℃位置),客戶對此的解釋是水溫表本身可能存在故障,他自己已經見慣不驚了,真的是水溫表有故障嗎?另外一個癥狀感覺該車散熱風扇運轉也不太正常,正常情況下散熱風扇運轉起來可能持續時間有長有短,而該車散熱風扇每次自動運轉大約10s左右就會自動停止運轉,非常的有規律。這兩個異常情況均指向發動機冷卻系統,也恰恰和發動機故障碼相吻合,都足以說明我們的檢查思路沒毛病。
連接VAS6150診斷儀進入儀表系統,通過輸出診斷模式來主動驅動水溫表工作,經過測試發現水溫表指針自最低走到最高之后再回到中間90℃位置,由此基本可以說明水溫表不存在故障,證明客戶的說法并不可信。接下來用手的觸覺來感受水箱上下水管的溫度,啟動發動機后等待風扇自動運轉時,當然此時水溫表指針依舊非常低,但是觸摸上下水管表面溫度感覺和正常車輛狀態差別不大,至此說明發動機真實的水溫確實已經達到了風扇運轉臨界條件,只是水溫表顯示的水溫和實際存在嚴重的偏差而已。這也證明了診斷儀對故障的檢測還是非常的專業和到位。
檢修到此,筆者急需要弄清楚一個問題,儀表顯示的水溫偏低,到底低到什么程度?當發動機水溫已經促動風扇運轉,發動機控制單元檢測到的水溫是多少呢?是否達到驅動風扇所需要的溫度呢?還是借助診斷儀的數據流選項來尋找答案。
經診斷儀分別讀取不同溫度下的發動機數據流和儀表數據流,顯示結果果然如筆者所料,因為兩個控制器里面顯示的水溫相差不是一點半點,當發動機水溫顯示為105℃時,對應的儀表水溫顯示為48℃;而當發動機水溫顯示為112℃時,對應儀表顯示溫度為58℃。此時散熱風扇也并沒有運轉,繼續觀察當發動機控制單元水溫達到130℃左右,風扇才慢慢運轉起來。看來儀表和發動機控制單元水溫的嚴重不同步,應該是造成該車故障的罪魁禍首了,要想找出根本原因,在更換一個全新傳感器排除了配件本身的故障之后,剩下來可能性優先從原因③——相關線束是否存在故障來進行展開檢查了。水溫傳感器的電路圖如圖2所示。
通過圖2可以看出,發動機溫度傳感器G62和水溫表傳感器G2集成為一個整體,也就是說理論上該兩個傳感器測量出來的水溫應該基本相同(實際上可能存在很小的偏差),可目前現狀卻有接近60℃的偏差。再按照線路圖來看看其控制原理:水溫傳感器共有四根線,其中T4cx/4到發動機控制單元,是發動機控制單元檢測發動機水溫的信號線,該水溫信號是控制單元判斷是否低溫的最重要信號,該信號控制發動機是否高怠速(如冷車啟動時候),修正噴油脈寬等;T4cx/1號線路連接至儀表,儀表控制單元根據該信號來驅動水溫表,給駕駛員目測了解水溫的高低。其余兩根T4cx/2和T4cx/3都為傳感器的接地線。根據圖2測量T4cx/4到J220中T121/93兩腳之間的電阻,結果發現該段線束之間的電阻為無窮大,繼續測量T4cx/1至儀表對應的針腳,結果顯示其電阻同樣為無窮大。檢查到此問題非常簡單明了——兩條信號線路之間都存在斷路現象。結合該車其他部位沒有明顯維修過的痕跡,唯一可疑部位是水溫傳感器線束被包扎的情況(如圖3所示)。遂將檢查重點鎖定在被包扎過的部位,經剝開包扎部位按照電路圖測量,發現T4cx/4與T4cx1兩根線路剛好接反,而T4cx/3與T4cx/2也一并接反了,估計是當時維修技師疏忽所導致。經將線束恢復正確后試車,水溫表已經恢復正常,指針一直保持在90℃位置。觀察VAS6150B數據流可見水溫在97℃左右散熱風扇即低速運轉,直至水溫下降幾度后再慢慢停止運轉,反復試車確認該車故障已經徹底解決,由此斷定該車怠速高的原因就是G62和G2的線路接反所致。

┃圖2 水溫傳感器電路

┃圖3 包扎位置
故障總結:為何G2和G62的線路接反會出現如此奇怪的故障呢?筆者感覺最主要的是兩個傳感器信號之間的巨大差異導致,原廠設計中G2和水溫表相互匹配,G62與發動機控制單元J220相匹配,由于接線的錯誤,將相互不匹配的元件連接一起,導致J220計算G2的信號與實際存在偏高,所以才出現實際水溫并不高且J220計算出來水溫達到112℃的虛高,而儀表控制單元則計算G62的信號得出的結果則與實際嚴重偏低,只有區區48℃和58℃,這就是為啥該車儀表始終無法達到90℃的罪魁禍首了。
至于該車有時怠速存在偏高的現象,結合J220計算出來的水溫溫度就好理解了。因為該車的散熱風扇控制系統并不受G2或者G62所控制,而是由安裝在水箱下面的一個熱敏開關來單獨控制,因此雖然J220錯誤計算出來的水溫已經比較高(比如112℃),但實際溫度并沒有那么高(假定此時實際溫度為80℃),熱敏開關當然依據80℃水溫要求,不會接通散熱風扇工作的繼電器,散熱風扇依舊保持靜止狀態。當發動機水溫繼續上升,J220檢測到水溫溫度達到130℃時,此時熱敏開關檢測到的溫度才滿足接通風扇繼電器的條件,于是散熱風扇開始運轉降溫。當水溫下降至熱敏開關斷開的閥值,風扇停止運轉,而此時J220檢測到的水溫數據依舊遠遠高于正常值(雖然低于130℃,但遠高于120℃),J220基于保護發動機的目的,主動提升怠速到1200r/min,確保冷卻循環系統的高效循環,在現有基礎上盡可能去降低發動機的水溫。這個也是為什么原地啟動很難驗證出怠速過高的現象,而在行駛中卻很容易出現該故障現象的原因了。
還有冷車難以啟動的現象,究其原因也是J220計算出來錯誤的水溫信號,當實際溫度偏低需要較多噴油量時,而J220從G2得出水溫溫度卻偏高,由此導致啟動瞬間供油量偏少,自然也是難以啟動。還有風扇運轉時間的長短,在該車維修完畢之后,筆者特地觀察過風扇的運轉時間,其實在環境溫度各種工況相同的情況下,風扇每次運轉的時間確實也相差不大,因此一開始認為風扇運轉時間不正常其實并不完全正確,事實上該種情況是屬于正常情況,不用過多考慮是否存在異常了。