故障現(xiàn)象

一輛2016 款?yuàn)W迪A4L，裝備CUJ 型發(fā)動(dòng)機(jī)，行駛里程為 59 600km。發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)后故障燈點(diǎn)亮，隨后發(fā)動(dòng)機(jī)熄火。重新 啟動(dòng)，發(fā)動(dòng)機(jī)正常運(yùn)行較短時(shí)間后，出現(xiàn)明顯抖動(dòng)并再次熄火。

故障診斷與排除

接車后試車，故障屬實(shí)。啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，當(dāng)水溫升到99℃時(shí)， 車輛開始出現(xiàn)明顯抖動(dòng)，隨后熄火。期間，水溫上升的非?？?， 幾乎達(dá)到了1s 上升1℃的速度。

首先連接診斷電腦ODIS 查詢故障碼，“01 發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)” 中存儲(chǔ)有下述故障代碼：

1.傳感器參考電壓“A”過低，靜態(tài)；

2.節(jié)氣門電位計(jì)不可信信號(hào)，靜態(tài)；

3. 由于接受到錯(cuò)誤數(shù)值功能受限，靜態(tài)；

4. 發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻裝置不足夠，靜態(tài)。

結(jié)合故障現(xiàn)象和故障碼分析，導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)抖動(dòng)最可能的原因 是節(jié)氣門故障。拆檢節(jié)氣門和插頭線路，未發(fā)現(xiàn)有異常，拔下插 頭后也未發(fā)現(xiàn)有異常，懷疑是節(jié)氣門故障。于是調(diào)換節(jié)氣門，但 故障未發(fā)生改變，說明節(jié)氣門是正常的，故障可能與參考電壓過 低的有關(guān)。

查詢資料得知，發(fā)動(dòng)機(jī)電腦的某個(gè)端子給幾個(gè)特定的傳感器 提供電壓，這個(gè)電壓被稱為參考電壓。參考電壓是發(fā)動(dòng)機(jī)電腦程 序設(shè)計(jì)好的模擬電壓，一般為5V。參考電壓分為兩種：參考電壓 A 和參考電壓B。此車的傳感器電壓A 分配給A35(T105/35)、 A54(T105/54)、B32(T91/32) 和B33(T91/33) 等端子。查詢相 關(guān)電路圖如圖1 和圖2 所示。

圖1 發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元電路圖1

圖2 發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元電路圖2

由圖1、圖2 所示發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元電 路圖得知，其中A35(T105/35) 端子為以 下傳感器提供參考電壓：發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感 器G28、進(jìn)氣溫度傳感器G42、進(jìn)氣管 壓力傳感器G71 和發(fā)動(dòng)機(jī)溫度調(diào)節(jié)執(zhí)行 元件N493。A54(T105/54) 端子為節(jié)氣 門控制單元J338 的T6/2 端子提供參考 電壓，T6/2 端子即為電位計(jì)傳感器1 和 2 的供電端子。A35 和A54 是電腦程序 設(shè)計(jì)好的參考電壓A。因此，懷疑是以上 部件中某一個(gè)內(nèi)部出現(xiàn)了短路現(xiàn)象，致使 參考電壓降低，從而導(dǎo)致節(jié)氣門的供電電 壓不足，而無法正常工作。

測(cè)量節(jié)氣門插頭T6/2 的供電電壓為 1.8V，正常應(yīng)為5V 左右，說明供電電壓 過低，依次拔下電路圖中涉及的傳感器 插頭，并再次測(cè)量節(jié)氣門處供電電壓，當(dāng) 拔下發(fā)動(dòng)機(jī)溫度調(diào)節(jié)執(zhí)行元件N493 時(shí)， 節(jié)氣門端子T6/2 的電壓變?yōu)榱?.01V， 參考電壓恢復(fù)正常！此時(shí)啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，運(yùn)行平穩(wěn)， 因此說明是溫度調(diào)節(jié)執(zhí)行元 件N493 出現(xiàn)了問題。分解執(zhí)行元件 N493( 圖3)，發(fā)現(xiàn)其內(nèi)部滲入了冷卻液， 元件已被腐蝕。

圖3 被拆解的溫度調(diào)節(jié)執(zhí)行元件N493

斷開N493 插頭并讀取故障碼，“01 發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元”記錄的故障碼由之前的 兩個(gè)，變成了以下兩個(gè)：

1.冷卻液旁通閥啟動(dòng)，斷路，靜態(tài)；

2. 冷卻液不足顯示傳感器，電氣故障， 靜態(tài)。

由于溫度調(diào)節(jié)執(zhí)行元件N493 和水 泵為一整體，只好整體進(jìn)行更換。重新 訂購一個(gè)N493 和水泵總成，測(cè)量1、2 端子電阻為48Ω，裝車試車，一切正常。

維修小結(jié)

該車由于N493 內(nèi)部短路，拉低了 參考電壓A 的供電電壓，導(dǎo)致眾多執(zhí)行 器和傳感器無法正常工作，其中包括發(fā) 動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器，因此發(fā)動(dòng)機(jī)出現(xiàn)熄火 故障。遇到電路方面的故障一定要站在 全局的高度來考慮問題，如果局限在故 障本身或只按照故障碼提示，則容易被 引入歧途。

另外，我們也需要注意學(xué)習(xí)車輛新技 術(shù)，例如奧迪B9 車型就取消了節(jié)溫器， 而使用溫度調(diào)節(jié)執(zhí)行元件N493 代替節(jié) 溫器，如果對(duì)該技術(shù)不了解，在排除故障 時(shí)也會(huì)遇到障礙而走彎路。

汽修君點(diǎn)評(píng)

為了達(dá)到節(jié)能與環(huán)保兩大目的，現(xiàn)代 發(fā)動(dòng)機(jī)管理采用了多方位控制技術(shù)。其中 發(fā)動(dòng)機(jī)熱管理就是這些控制技術(shù)中的重要組成部分。大眾汽車公 司在新型發(fā)動(dòng)機(jī)上推出的創(chuàng)新型熱管理系統(tǒng)(ITM)，實(shí)現(xiàn)了全可 變發(fā)動(dòng)機(jī)溫度調(diào)節(jié)，對(duì)冷卻液溫度進(jìn)行目標(biāo)控制。該系統(tǒng)中核心 元件就是本文中的故障部件—發(fā)動(dòng)機(jī)溫度調(diào)節(jié)執(zhí)行器N493(旋 轉(zhuǎn)閥組件)，其結(jié)構(gòu)如圖4所示。

通過兩個(gè)旋轉(zhuǎn)閥的轉(zhuǎn)動(dòng)角度實(shí)現(xiàn)不同流量的冷卻液在汽缸 蓋、汽缸體、機(jī)油冷卻器、渦輪增壓器、變速器的冷卻器與主冷 卻器(散熱器)之間流動(dòng)，使得發(fā)動(dòng)機(jī)工作溫度保持在86~107℃的 范圍之內(nèi)。該系統(tǒng)有三個(gè)基本控制范圍(圖5)：

1.暖機(jī)范圍：暖機(jī)工況到其他工況無縫過渡。

2.溫度控制范圍：部分負(fù)荷和全負(fù)荷工況。

3.接續(xù)運(yùn)行模式范圍：在發(fā)動(dòng)機(jī)停機(jī)后，為防止冷卻液在渦 圖4 發(fā)動(dòng)機(jī)溫度調(diào)節(jié)執(zhí)行器結(jié)構(gòu)圖 圖5 發(fā)動(dòng)機(jī)溫度調(diào)節(jié)執(zhí)行器旋轉(zhuǎn)角度與發(fā)動(dòng)機(jī)工況圖 輪增壓器和汽缸蓋中沸騰，發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元通過圖譜啟動(dòng)接續(xù)運(yùn) 行功能，運(yùn)行時(shí)間可達(dá)15min，此時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)溫度調(diào)節(jié)執(zhí)行器N493 旋轉(zhuǎn)閥處于160°~255°的位置，接續(xù)運(yùn)行模式中對(duì)冷卻程度需求 越高，旋轉(zhuǎn)閥打開的角度越大，在255°時(shí)，接至主水冷卻器的回 流完全打開，傳遞的熱量最大。

當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)溫度超過113℃,緊急恒溫器會(huì)打開通向主冷卻器的旁 通閥。如果旋轉(zhuǎn)閥組件發(fā)生故障，EPC故障燈點(diǎn)亮，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速限制 在4 000r/min以下。發(fā)動(dòng)機(jī)溫度調(diào)節(jié)執(zhí)行器控制板上有霍爾式轉(zhuǎn)向角 傳感器，將旋轉(zhuǎn)閥位置發(fā)送給發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元，作為旋轉(zhuǎn)閥的位置反 饋信息。這個(gè)轉(zhuǎn)向角傳感器的工作電壓由5V參考電壓電源供應(yīng)，其發(fā) 生短路故障，會(huì)影響到5V參考電壓電源供電的其他電子元件的正常 工作，這就是本故障案例的真正原因，好在作者對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)溫度調(diào)節(jié) 執(zhí)行器的工作原理有所了解，使故障得以及時(shí)排除。通過這個(gè)故障 案例，也使我們對(duì)大眾發(fā)動(dòng)機(jī)創(chuàng)新型熱管理系統(tǒng)有所了解。

圖4 發(fā)動(dòng)機(jī)溫度調(diào)節(jié)執(zhí)行器結(jié)構(gòu)圖

圖5 發(fā)動(dòng)機(jī)溫度調(diào)節(jié)執(zhí)行器旋轉(zhuǎn)角度與發(fā)動(dòng)機(jī)工況圖