奥迪A6L轿车加速无力、排气管偶尔有轻微放炮

    一辆行驶里程超25万km，配置2.4L BDW发动机，CVT变速器的2005款奥迪A6L轿车。该车辆加速无力，并且发动机声音发闷，排气管偶尔有轻微的放炮现象。
    故障诊断：首先用VAS5052进入发动机控制单元进行检查，有两个故障码，如图1所示。

    故障码显示1缸和2缸有失火的记录，为偶发故障。该故障码和车辆的故障现象是否有关，现在暂时无法确定。于是清除故障码，准备试车。
    试车时发现该车加速无力，发动机发闷，噪声大；车辆提速到70km/h时，发动机的噪声就很大了，排气管偶尔伴有轻微的放炮声。向用户了解该车故障出现的过程，用户称：该车行驶了150000km，一直都很好，最近感觉动力不大好，开始车速达到170～180km/h一点问题都没有，只是噪声；随着动力性能越来越不好，现在车速达到100km/h以上就很费力。通过用户的描述得知，该车故障的出现是渐进的，越来越明显。通过试车可以判定，该车动力不好是因释为发动机的工况不好导致的。
    试车过程中并没有感觉到有发动机缺缸现象，但是试车后怠速时发动机有节奏的抖动。读取故障码，1～3缸都有失火的记录，但是4～6缸没有失火的记录，发动机控制单元015的数据流如图2所示。

    015和016数据流含义是1～6缸失火次数的记录值，该数据流显示2缸有一次失火记录，长时间对015/016的数据流观察，发现1～3缸有频繁失火记录，而4～6缸很正常。难道该车动力不好是由1～3缸的故障引起的吗？发动机工况不好，无非就是从油、电、火三方面入手，但是为了减少盲目的检查，我们决定再次试车，读取行驶中发动机数据，通过数据分析来判定故障点。
    该款发动机的进气量是通过进气压力来间接测量的，在试车过程中，感觉故障现象出现时，VAS5052读取的喷油量和进气压力的数据如图3所示。

    该数据流是发动机负荷较大时的状态，喷油量为11. 00ms。根据我们的经验，该值偏小点，但是也差不很多。进气压力的数据为100. 57kPa，这个数据是没有问题的。同时读取前氧传感器的数据流如图4所示。

    该款发动机共计4个氧传感器，每侧的三元催化器前后均有一个氧传感器。三元催化器的前氧传感器为宽频式，即在混合气的浓度变化时，氧传感器的电压值会连续变化。在空燃比为14.7：1时，此氧传感器的电压值为2V；混合气稀时电压值变大；混合气浓时电压值变小。该数据流一区为1～3缸前氧传感器的调节值，二区为1～3缸前氧传感器的电压值；三区为4～6缸前氧传感器的调节值，四区为4～6缸前氧传感器的电压值。该车行驶中1～3缸前氧传感器的调节值为－30.5%，含义是发动机控制系统因氧传感器数据而减少喷油量，正常的调节值在0％左右变化，一般在－10％～10%，该车前氧传感器调节值远远超过正常的范围。1～3缸前氧传感器的电压值为1. 640V，说明混合气过浓。通过数据流 033-区和二区的数据，说明发动机控制单元尽可能的减少1～3缸的喷油量，但是混合气仍是过浓的。而4～6缸的前氧传感器调节值和电压都是正常，说明4～6缸的混合气浓度是正常的。读取三元催化器的后氧传感器数据流036，如图5所示。

    该款发动机三元催化器的后氧传感器类型为跃变式，数据流036-区为1～3缸后氧传感器的电压值，0. 893V说明混合气过浓，这与1～3缸前氧传感器的数据是相吻合，都是说明混合气过浓。我们在维修中经常遇到1～3缸和4～6缸的氧传感器数据同时不正常的情况，要么混合气都过浓，要么都过稀。像该车的故障，一侧混合气过浓，一侧混合气正常的情况遇到的少之又少。混合气过浓的根本原因有如下两个方面：喷油多，进气少。接下来就要从这两个方面入手检查。
    在检查之前，为排除是否为1～3缸中的某个缸燃烧不好而导致氧传感器误报，我们拆下1～3缸的火花塞，发现这3个火花塞都发黑，说明1～3缸燃烧都不好。火花塞除了发黑，并没有发现其他的异常。同时测量缸压，均在1200～1300kPa之间，缸压也很正常。我们把1～3缸的火花塞和点火线圈同时与4～6缸的对调，然后试车，故障没有变化，仍是1～3缸的混合气过浓，4～ 6缸的混合气浓度正常。这就排除了点火线圈和火花塞故障的可能性。
    检查喷油是否多，喷油量的多少是由发动机控制单元通过控制喷油器供电时间来实现的。1～3缸氧传感器的调节值为负值，说明发动机控制单元在减少喷油量，所以该车控制单元增加1～3缸喷油量的可能性是没有的。喷油量的多少还取决于喷油压力，莫非喷油压力过高？1～3缸的喷油器和4～6缸的喷油器共用一个油轨；如果1～3缸喷油器的喷油压力高，那么4～6缸的喷油压力也应该高，但是4～6缸工作很正常，这就说明燃油供给系统压力不会过高。但是为了保险起见，还是检查了燃油系统的压力，压力为400kPa，数据是正常的。喷油多还有一种可能，就是喷油器关闭不严，一直喷油。我们把喷油器连同油轨整体拆下，再次启动，用肉眼观察到1～3缸喷油器雾化很好，也没有关闭不严的情况。把1～3缸的喷油器和4～6缸的喷油器对调后试车，故障依旧。
    喷油多的可能性排除了，那就检查进气少的原因。进气少的原因可能有：进气道堵塞；配气正时不对；排气堵塞。因为4～6缸燃烧正常，说明进气系统堵塞的可能性不大；在试车时我们读取了发动机数据流093，即正时数据，1～3缸和4～6缸的正时数据都是正常的，表明正时有问题的可能性不大。检查排气是否堵塞，排气系统堵塞多数是由三元催化器堵塞导致的。该车在检测初期也考虑过三元催化器是否堵塞的问题，但是通过氧传感器数据发现只有1～3缸有问题，这使得我们对三元催化器堵塞的怀疑犹豫了；同时拆检三元催化器的工作量大，也是我们初期没有盲目拆检的原因。故障分析到此，只有拆下1～3缸的三元催化器，发现严重堵塞。鉴于该车行驶了150000km，三元催化器没有动过，也把4～6缸的拆下来，发现也堵了，但是远没有1～3缸严重。将两侧的三元催化器更换后，故障彻底排除。
    故障总结：该车三元催化器堵塞导致排气不畅，使得燃烧室内的废气不能完全排除，同时也影响了进气量，最终引起动力不好，加速不良。同时，由于三元催化器堵塞，过浓的混合气不能在燃烧室内完全燃烧，有时会在三元催化器内燃烧，导致该车发动机噪声大，排气管偶尔放炮。
    在我国，高档汽车三元催化器堵塞是个通病，归根到底是因为汽油油品的问题。在车辆长期使用不达标油品的情况下，三元催化器就会出现堵塞。三元催化器堵塞是一个渐进的过程，堵塞的初期速度慢，一旦堵塞到一定程度，导致排气不畅，混合气燃烧不好，未燃烧的混合气会在三元催化器内燃烧，同时使得三元催化器的温度过高，这更加剧了堵塞的速度。该车两个三元催化器都堵了，但是1～3缸的堵塞严重，以至于严重影响到1～3缸的工作。理论上讲，两侧的三元催化器堵塞的程度应该差不多，但是这就好像一双鞋中总有一个先破的道理一样；同时从三元催化器堵塞的过程来分析，1～3缸和4～6缸三元催化器在堵塞初期可能程度差不多，只是1～3缸三元催化器堵的稍微厉害些，但是到了后期1～3缸的三元催化器会因为堵塞的稍微厉害些加剧了堵塞速度，最终导致了该车两个三元催化器中一个堵得很严重，一个就没那么严重。
    该案例是从氧传感器的数据分析入手，在尽量减少检查项目、缩短维修时间的情况下，一步一步地找到故障点。电控系统的很多故障会在数据流的数据中有所体现，或明显，或隐蔽，如果我们能深刻理解数据流的含义以及它和发动机工况、故障现象的内在联系，那么我们就能少走弯路；如果我们能用敏锐的洞察力，找出数据的细微差异，很多疑难问题就会迎刃而解。
    相关资料：2015年奥迪原厂维修信息系统ELSA 5.2
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