云度新能源汽車股份有限公司 林宇清
故障現象一輛2010款奔馳S600車,搭載275發動機,累計行駛里程約為20萬km。車主反映,組合儀表上的發動機故障燈異常點亮,且車輛加速無力。
故障診斷接車后首先詢問車主車輛的相關維修履歷,得知上述故障已在4S店檢修過,但是故障未能解決。接著,維修人員進行路試,在踩下加速踏板過程中,發現發動機轉速上升較慢,且感覺車輛加速無力。回廠后,用故障檢測儀(DAS)進行快速測試,在發動機控制單元(ME)內存儲有故障代碼“20E2 增壓壓力過高”和故障代碼“203F B28/6(節氣門作動器前的壓力傳感器)”。對上述2個故障代碼進行分析,判斷故障代碼20E2可能與故障現象有關。記錄并嘗試清除這2個故障代碼,故障代碼203F可以清除,故障代碼20E2卻無法清除。由于該故障代碼指向渦輪增壓器增壓壓力控制,那么究竟會是哪些原因導致增壓壓力過高呢?接下來又該從哪里著手檢查呢?帶著這樣的疑問,修理廠的維修人員向筆者請求技術支援。

圖1 增壓壓力控制轉換閥
筆者首先查閱渦輪增壓器增壓壓力控制原理,得知該款發動機配備雙渦輪增壓器,每側氣缸均有一個渦輪增壓器。如圖1所示,發動機控制單元通過增壓壓力控制轉換閥(Y31/5)控制發動機增壓壓力。Y31/5上的脈沖寬度可調(PWM)信號占空比為5%~95%,隨著占空比增大,Y31/5內部電磁閥增加通向大氣的開啟時間。
如圖2所示,當Y31/5沒有被促動時,增壓空氣冷卻器的增壓空氣進入真空室,彈簧處于壓縮狀態,壓縮操縱桿長的一端向左移動,從而使短的一端向右移動打開增壓壓力控制風門,這樣就可以通過改變流經渦輪的氣體流量來控制渦輪的轉速,以達到控制增壓壓力的效果。另外,真空室在增壓壓力約為300 mbar(1 mbar=0.1 kPa,機械基本增壓壓力)時打開增壓壓力控制風門。

圖2 Y31/5沒有被促動時的增壓壓力控制示意
如圖3所示,當Y31/5被促動時,真空室中不再有增壓空氣,大氣壓克服彈簧彈力,帶動操縱桿長的一端向右移動,而短的一端則向左移動并將增壓壓力控制風門關閉,這樣,全部廢氣一起驅動渦輪,形成最大增壓壓力。
根據上述增壓壓力控制原理,認為造成增壓壓力過高的可能原因有:Y31/5內部閥門一直通大氣;Y31/5至真空室的管路泄漏;真空室泄漏。其中,Y31/5內部閥門一直通大氣有3方面的原因:Y31/5故障;來自ME的不間斷促動;相關線路故障。
查閱Y31/5的控制電路,得知端子1和端子2分別為供電、搭鐵端子。當發動機怠速時,用萬用表測量Y31/5端子1與端子2之間的電壓,約為1 V;當踩下加速踏板時,測量Y31/5端子1與端子2之間的電壓,約為12 V,初步判斷ME能夠正常控制Y31/5。接著,拆下Y31/5,根據圖1,在接頭2處吹氣,接頭1處可以聽到氣流聲,說明接頭2和接頭1是相通的;在Y31/5上施加12 V外接電源,可以聽到Y31/5內部電磁閥“咔噠”一聲,在接頭2處吹氣,接頭3處可以聽到氣流聲,說明接頭2和接頭3是相通的,由此排除Y31/5存在故障的可能。拆下Y31/5至真空室的管路(圖4),在管路的一端吹氣,另一端只能聽到很微弱的氣流聲,說明管路堵塞嚴重。

圖3 Y31/5被促動時的增壓壓力控制示意
故障排除 更換Y31/5至真空室的管路,進行路試,車輛加速恢復正常,且組合儀表上的發動機故障燈不再點亮,故障排除。

圖4 Y31/5至真空室的管路