奥迪A6L 2.0T发动机加速无力故障检修

    一辆行驶里程约16.8万km，发动机型号为BPJ型，发动机排量：2.0L为配备废气涡轮增压器缸内直喷发动机的2011年奥迪A6L 2.0T轿车。客户反映：该车辆每天在市区行驶，没有发现不正常现象，一次跑长途上高速公路行驶，发现发动机加速无力，超车时反应特别慢。下高速后在某家修理厂检查，维修师傅说三元催化器或燃油滤清器堵了都会引起加速无力，于是更换1个燃油滤清器和三元催化器，当时轰油感觉加速很好，可是回来的路上加速无力现象没有多大的改变，车辆的最高车速只能到100km/h，更换新件（燃油滤清器、三元催化器）故障现象没有排除。
    故障诊断：维修人员接车后，用道通708诊断仪检测车辆，检测到3个故障码，分别是00564一增压压力控制、超出控制极限；12555一低燃油压力调节器、燃油压力超出规定；12408一节气门控制单元、怠速时气流过低。
    1．确认检测到的故障码
      （1）故障码12408一节气门控制单元、怠速时气流过低。
    节气门过脏或节气门有故障，可以导致节气门控制单元在怠速工况进气量过小，即怠速时节气门气流过低。维修人员检查空气滤清器，没有发现过脏或堵塞情况，检查进气管及连接管路没有发现脱落、破损或漏气的地方。清洗节气门体并检查节气门位置及性能，用诊断仪清除故障码，对节气门体进行基本设定后，启动发动机，怠速运转正常，加速，发动机最高转速只能达到3800 r/min，清洗节气门之后发动机动力没有明显的改变。
      （2）故障码12555一低燃油压力调节器、燃油压力超出规定。
    首先对燃油的品质进行检查，燃油中无水、无杂质，加的是97号油，燃油品质没有问题。维修技师检查燃油滤清器，燃油滤清器是新换的（压力是6.0bar ），燃油滤清器没有问题。再用诊断仪读取数据流，观察低压燃油压力值为6.0bar；启动发动机后，观察怠速时的高压燃油压力值为40bar左右，急加速可达80～120bar。读取的高压、低压燃油压力读数都在正常范围内，故障码“12555一低燃油压力调节器、燃油压力超出规定”清除后不再出现。
    （3）故障码00564一增压压力控制、超出控制极限。
    清除故障码，进行路试验证故障现象，行驶中车速在60 km/h以下时发动机加速无异常，车速超过80 km/h或超车时车辆加速性能很差，发动机加速时动力不足，最高车速勉强达到100km/h，再踩加速踏板发动机动力不再增加，发动机噪音增大，同时发动机故障灯再次点亮，用诊断仪检测仍然出现“000564一增压压力控制、超出控制极限”的故障代码。试车确认了发动机高速行驶时动力不足，发动机有发生爆震的倾向，发动机确实有故障存在。
    2．分析发动机故障系统的工作原理
    （1）发动机废气涡轮增压系统组成
    发动机废气涡轮增压系统由废气涡轮增压器和增压压力控制系统2部分组成，其中废气涡轮增压器由涡轮室和压气机室组成。废气涡轮和压气机叶轮安装在同一根轴上，当废气气流冲击涡轮时，涡轮高速旋转，同时带动压气机叶轮以相同的速度旋转，经空气滤清器滤清的洁净空气被吸入压气机室，经压缩后被送入气缸。
    （2）基本工作原理简介（如图1所示）

    在涡轮室上有2个废气接口，一个与发动机的排气总管相对接，位置设在涡轮径向中心上方，另一个与三元催化器相对接，位置设在涡轮的轴向中心部位，进入涡轮壳内的废气最终进入三元催化器进行催化后排出。在压气机室上也有2个接口，一个低压入口与空气滤清器相对接，位置设在压气机叶轮的轴向中心部位，另一个接口即高压空气出口，接增压空气冷却器。经过压缩的空气提高了压力、密度和含氧量，通过管道进入增压空气冷却器进行冷却降温，经节气门体、进气总管、进气歧管进入气缸，从而提高了发动机的充气效率。
      为了控制（调节）涡轮增压器的增压效果，保证发动机在不同转速和工况下都得到最佳增压值，防止发动机爆震和热负荷增加，必须对涡轮增压器增压压力进行控制。增压压力控制系统主要由发动机控制单元0220）、增压压力传感器（G31位于发动机舱左侧增压空气冷却器的上部）、增压压力调节单元、增压压力调节电磁阀（N75位于发动机舱齿形皮带罩右侧）、增压器空气再循环电磁阀（N249）以及连接管路等组成。
    3．涡轮增压器增压压力控制系统元件的基本工作原理
    （1）增压压力控制电磁阀和内循环电磁阀。涡轮增压器上有2个电磁阀（如图2所示），分别为增压压力控制（限制）电磁阀（N75）和内循环电磁阀（N249），这2个电磁阀分别在车辆高速工况状态和低速工况状态下起作用，若任一工况下，这2个电磁阀不能正常工作，系统无法泄压，涡轮增压一直处于全负荷工况，使涡轮增压器处于过度增压状态。

    增压压力控制电磁阀（N75）上有3个接口（如图3所示），空气低压端（接压气机入口）、空气高压端（接压气机出口）及增压压力调节单元接口（接执行器旁通阀膜片室），通过橡胶软管分别与其连接。在中低速小负荷时，增压压力控制电磁阀的高压空气接口与执行器废气旁通阀膜片室接口常通，压力控制单元能够根据增压压力自动调节涡轮增压器的工作状态。

    （2）增压器增压压力控制（执行器）单元。在涡轮增压器的出气端设有废气旁通阀门（如图4所示），通过调节单元执行器的膜片推杆控制开启或关闭。增压压力控制单元让旁通阀门保持关闭有3个条件：一是执行器膜片中的回位弹簧帮助保持废气旁通阀的关闭；二是废气气流的能量太低，压气机出口压力小，倾向于关闭废气旁通阀；三是控制电磁阀开启，执行器内的受压气体压力降低，不足以克服回位弹簧的张力。增压压力调节单元执行器膜片上共有3个作用力，分别为压气机出口压力、弹簧张力和执行器电磁阀调制出来的调节压力，3个作用力的合力最终控制废气旁通阀的位置。

    （3）涡轮增压器增压压力自动调节。控制电磁阀在关闭状态（如图5所示），当冲击涡轮的废气量增加，涡轮转速加快，增压压力提高，当高压出口压力达到一定值时，增压压力调节单元执行器内的膜片克服弹簧的压力开始移动，通过推杆和杠杆使废气旁通阀门打开1个角度，此时冲击涡轮的废气量减少，涡轮转速下降，相应地增压压力也下降。如增压压力继续增大，则旁通阀门开度也增大，从而实现增压压力的自动调节，防止过度增压。

      （4）涡轮增压器增压压力的电子控制调节。当发动机控制单元接收到有关传感器的信号并经过计算、处理后，判断有必要对涡轮增压器的增压压力进行控制时，通过脉宽调制信号，以占空比方式给增压压力控制电磁阀通电。
    在发动机低转速或低负荷的情况下，废气旁通阀关闭，所有排气流经涡轮并驱动涡轮。
    在加速或高速大负荷时，该电磁阀由发动机控制单元以占空比的方式供电，低压通气端与另两端连通，使加在增压压力调节单元膜片阀上的压力下降，废气旁通阀开度减小，增压压力提高，占空比越大增压压力越高。
    如果在发动机低速时请求节气门全开，则发动机控制单元将以占空比100％指令增压压力控制电磁阀，使涡轮增压延迟最小。发动机中等负载且高转速时，发动机控制模块将以占空比为65%～80％指令增压压力控制电磁阀。
    在发动机处于较高转速或者高负荷下，控制电磁阀开启（如图6所示）将高压侧和低压侧的空气混合成所需调节压力的空气，通过执行器膜片上的气压调节，驱使废气旁通阀门适度开启，排气气流的一部分不经过涡轮，由废气旁通阀流出，这样减少了流过涡轮的废气流量，降低了排气背压，从而防止涡轮增压器转速超速，避免增压系统压力过大或过度增压。

    4．根据故障现象及废气涡轮增压器控制系统的工作原理分析，引起增压压力异常主要有以下原因：
    （1）废气涡轮增压器进气管之间脱落或漏气，增压器空气再循环电磁阀及增压压力控制电磁阀连接管路漏气。
      （2）废气涡轮增压器叶轮及轴承磨损或损坏。
      （3）增压器空气再循环电磁阀（N249）卡滞或损坏。
      （4）增压压力控制电磁阀至发动机控制单元之间线路断路或短路。
    （5）压力调节单元（执行器膜片漏气）损坏、废气旁通阀卡滞在关闭位置。
    （6）增压压力控制电磁阀（N75）关闭不严或损坏。

    5．遵循排除故障“由外向内、由简单到复杂”的原则对车辆废气涡轮增压器及增压压力控制系统进行检查。
    （1）检查进气管路泄漏。目测增压器连接软管和管路，装配正确无损坏或漏气现象；检查空气滤清器无堵塞现象；检查曲轴箱通风管路无脱落、无漏气现象。检查增压器空气再循环电磁阀（N249）、增压压力控制电磁阀（N75）空气管路，检查增压器压气机出口、增压压力调节单元及空气连接管路无脱落或损坏。
    （2）检查废气涡轮增压器。检查发动机的排气歧管、排气管垫片及排气管与涡轮壳之间的连接无漏气；检查涡轮增压器壳体无裂纹或无损坏现象，检查废气涡轮和压气机叶轮无损伤；检查压气机转子轴承间隙无旷量，间隙在正常范围并无窜机油现象。
    （3）检查增压器空气再循环电磁阀（N249）。用万用表测量电磁阀线圈的阻值为28Ω（标准值为27～30Ω ）测量结果正常，电磁阀无卡滞或损坏现象。
    （4）检查增压压力控制电磁阀及其供电和控制线路。测量增压压力控制电磁阀的供电，拔下电磁阀的线束连接器，用万用表电压挡测量连接器＋极端子处有12V电压，是蓄电池电压。测量增压压力控制电磁阀线圈阻值，用万用表测量电阻值为30Ω（标准值是25Ω～35Ω），测量结果电磁阀供电和线圈阻值都在正常范围内。
    检查压力控制电磁阀至发动机控制单元线路。拔下连接器把二极管检测灯接在线束侧连接器1和2端子之间，提高发动机转速，二极管检测灯点亮，说明发动机控制单元工作正常，线束也没有短路或断路问题。
      （5）检查增压压力调节单元。
    检查推杆是否可以正常移动，废气旁通阀卡滞在关闭位置。检查压力调节单元（执行器膜片）的推杆及杠杆连接正常，无松动或调整不当现象。急加速发动机转速只能升高到3800 r/min，观察增压压力调节单元（执行器膜片）发现推杆没有移动，人工推动拉杆可以移动，增压压力调节单元执行器没有工作。
      断开调节单元（执行器膜片）上面软管接头，找1根软管接到调节单元（执行器膜片）上，直接用高压空气通过管的另一端吹高压气体，可以观察到调节单元（执行器膜片）推杆能正常移动，调节单元（执行器膜片）推杆、杠杆和旁通阀门也没有问题。说明涡轮增压器增压压力控制电磁阀部分存在问题。
    （6）检查增压压力控制电磁阀对空气管路的控制状态。
    检查压力调节单元与控制电磁阀之间的空气管路连接正常，无向外漏气现象。
    再检查增压压力控制电磁阀关闭情况。拔下空气管，拆下电磁阀检查，吹气检查电磁阀是否关闭不严。检查情况，在电磁阀不通电时接增压器压气机出口（接高压空气）与执行器废气旁通阀膜片室口相通；在不通电时执行器膜片接口（接废气旁通阀膜片室）与低压进气管侧（接压气机入口）也常通。正常情况下，不通电时电磁阀关闭，是不相通的，相通说明增压压力控制电磁阀关闭不严或卡滞，有故障存在。控制电磁阀处于常开状态，执行器内的受压空气经控制电磁阀（N75）逸出到压气机侧的进气管内，此时执行器内的受压气体压力降低，执行器膜片受压变形减小，旁通阀门开度也相应减小或打不开，废气绕过涡轮的旁通量减少导致发动机增压压力过高，使发动机产生爆震，同时提高了排气背压，出现发动机加速无力和动力不足故障。
    故障排除：更换增压压力控制电磁阀（N75，配件编号06F 906 283 F ），试车，发动机动力可迅速提高，可轻松加速到120km/h。增压压力控制电磁阀有故障导致的高速行驶时加速无力故障彻底排除。
    故障总结：从该车的故障排除可以看出，故障的根本原因是增压压力控制电磁阀内部损坏，执行器膜片上的空气压力被释放，使旁通阀不能适时打开，废气只能从流通面积较小的排气涡轮通过，当发动机高转速时，涡轮室截面积较小，会使排气阻力增加（产生排气背压）。增压压力控制电磁阀（N75）损坏或连接管路脱落，废气旁通阀门打不开，产生过度增压，发动机产生了爆震，不光是增压压力得不到控制，总排气量也受到限制，发动机的功率和扭矩会受到一定的影响，导致发动机动力不足和车辆高速行驶困难故障的发生。在现代汽车维修中要掌握汽车各系统的工作原理，才能快速、准确的排除故障，把车辆修好。
 

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