鄭州永達和諧汽車銷售服務有限公司 王衛清
故障現象一輛2013款路虎發現4車,搭載TDV6 3.0 L柴油發動機和ZF 8速自動變速器,累計行駛里程約為21萬km。車主反映,車輛在高速公路上以100 km/h的速度行駛時,組合儀表突然提示“性能受限”,此時發動機加速無力,車輛只能以最高60 km/h的速度行駛,于是立即將車輛開至店內進行檢修。
故障診斷接車后首先試車,確認故障現象屬實。與車主溝通得知,該車故障現象是最近一段時間才出現的。當故障出現時,將發動機熄火等待一段時間,重新起動發動機,組合儀表上的“性能受限”提示就會自行消失,此時車輛短暫性恢復正常。如果將車速提升至100 km/h以上,上述故障現象依舊會出現。另外,車輛在市區道路低速行駛時,一般很少會出現上述故障現象。
用路虎專用故障檢測儀(SDD)進行檢測,讀得的故障代碼為“P006A-00 MAP—質量或體積空氣流量相關性-無子類型信息”(圖1)。查閱故障代碼的相關解釋,給出的修理指導意見是檢查進氣系統是否存在泄漏,具體包括氣缸組1、氣缸組2的低壓側進氣管路和高壓側進氣管路。

圖1 讀得的故障代碼(截屏)
看完故障代碼相關解釋后,雖然維修手冊給出的修理指導意見是檢查進氣系統,但是該車發動機配備了雙渦輪增壓系統,其進氣管路相對比較復雜,要想快速找到泄漏的部位難度較大。結合該車在高速公路行駛時故障現象比較容易出現,而高速行駛時車輛負荷較大,需要的進氣量比較多,筆者推測故障很可能是出在高壓側進氣管路或相關部件上,即從渦輪增壓器至節氣門之間的進氣管路。用煙霧測漏儀器向高壓側進氣管路內注入煙霧,經過測試,發現在節氣門與氣缸組2(副駕駛人側)氣門室蓋的結合部位處有煙霧泄漏出來,說明此處存在漏氣現象。拆下節氣門,發現節氣門與氣缸組2(副駕駛人側)氣門室蓋結合部位處的O形密封圈已老化變形(圖2)。

圖2 節氣門上的O形密封圈已老化變形
故障排除更換老化變形的O形密封圈后試車,上述故障現象不再出現,故障排除。
故障現象一輛2013款路虎攬勝越野車,搭載TDV6 3.0 L柴油發動機和ZF 8速自動變速器,累計行駛里程約為24萬km。車主反映,車輛在高速公路上行駛時,組合儀表提示“性能受限”(圖3),于是將車輛立即開至4S店進行檢修。

圖3 組合儀表的故障提示
故障診斷接車后首先試車,確認故障現象屬實。連接故障檢測儀(SDD)讀取故障代碼,讀得的故障代碼也為“P006A-00 MAP—質量或體積空氣流量相關性-無子類型信息”。有了上述的維修經驗,維修人員直接使用煙霧測漏儀器測試高壓側進氣管路,發現在氣缸組2(副駕駛人側)的氣門室蓋處出現煙霧泄漏現象。經過仔細檢查,發現氣缸組2氣門室蓋出現裂痕(圖4),且裂痕非常小。在沒有專業煙霧測漏設備的情況下,一般是很難找到故障點的,除非故障時間比較久了,就會在泄漏的部位留下大量濕濕的油污痕跡。

圖4 氣缸組2氣門室蓋出現裂痕
故障排除更換氣缸組2(副駕駛人側)氣門室蓋后試車,上述故障現象不再出現,故障排除。
故障分析為何上述兩輛車在低速行駛時均正常,而在高速行駛時就會出現發動機動力性能受限的故障呢?筆者分析認為這與車輛的雙渦輪增壓系統的工作模式有關。當車輛低速輕負荷行駛時,發動機轉速達不到2 800 r/min,此時只有主渦輪增壓器參與工作,增壓壓力相對較小,泄漏的空氣量也較小,可以滿足發動機工況需求,對發動機動力性能影響不大。當車輛在高速公路上行駛時,發動機工作參數接近主渦輪增壓器的極限(負荷條件下大約2 800 r/min),此時發動機控制模塊(ECM)內的雙模式增壓控制軟件開始切換并行雙渦輪增壓器操作模式。發動機開啟雙渦輪增壓模式后,雙渦輪增壓模式下的進氣壓力很高,一部分增壓后的空氣從節氣門上的O形密封圈處或氣缸組氣門室蓋處泄漏,從而造成發動機性能降低,組合儀表提示“性能受限”。
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TDV6 3.0 L柴油發動機渦輪增壓器系統簡介
TDV6 3.0 L柴油發動機采用雙模式增壓系統,雙模式增壓系統包含2個渦輪增壓器和ECM內的雙模式增壓控制軟件。2個渦輪增壓器可在2種模式下工作:單渦輪增壓器工作模式或雙渦輪增壓器工作模式。如圖5所示,在單渦輪增壓器工作模式下,新鮮空氣通過空氣濾清器由空氣流量傳感器(MAF)檢測后進入主渦輪增壓器壓縮機。經過壓縮的空氣隨后流經增壓空氣冷卻器,然后進入發動機。輔助渦輪增壓器上的渦輪切斷閥關閉,因此廢氣無法操縱輔助渦輪增壓器的渦輪。在此狀態下,所有渦輪增壓壓力均由主渦輪增壓器產生。
如圖6所示,當發動機工作參數接近主渦輪增壓器的極限(負荷條件下大約2 800 r/min)時,ECM內的雙模式增壓控制軟件開始切換并行雙渦輪增壓器操作模式。輔助渦輪增壓器上的渦輪切斷閥打開,允許廢氣流過渦輪,因此輔助渦輪增壓器投入運行。最初階段,輔助渦輪增壓器產生的增壓壓力與主渦輪增壓器不相等。因此,輔助渦輪增壓器的初始增壓壓力空氣通過再循環閥進入主渦輪增壓器。

圖5 單渦輪增壓器工作模式
如圖7所示,當輔助渦輪增壓器達到要求的工作參數時,再循環閥關閉,壓縮機切斷閥打開。ECM將保持發動機在雙渦輪增壓器工作模式下運行,此時主渦輪增壓器和輔助渦輪增壓器均向發動機輸入增壓空氣。當ECM內的雙模式增壓控制軟件確定發動機工作參數不再需要使用雙模式增壓時,系統又會切換到單渦輪增壓器工作模式。

圖6 雙渦輪增壓器工作模式的切換

圖7 雙渦輪增壓器工作模式