直噴汽油機(jī)燃油系統(tǒng)故障診斷技術(shù)應(yīng)用實(shí)例

直噴汽油機(jī)燃油系統(tǒng)故障診斷技術(shù)應(yīng)用實(shí)例

0流量調(diào)節(jié)的回路原油廖直技術(shù)可以提高駕駛員的功率，創(chuàng)造快速、準(zhǔn)確的油壓機(jī)反應(yīng)，并將燃料浪費(fèi)到氣壓管道中。這有助于提高整個(gè)車輛的燃料效率和排放。因此，廖直隸技術(shù)已被廣泛應(yīng)用于各款主缸的主缸。它的燃油系統(tǒng)與傳統(tǒng)“缸外混合”的多點(diǎn)噴射發(fā)動(dòng)機(jī)燃油系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)與原理上有較大的區(qū)別,因此也帶來了燃油系統(tǒng)故障診斷與檢測(cè)方法上的差異,以下通過大眾TFSI發(fā)動(dòng)機(jī)介紹缸內(nèi)直噴汽油機(jī)燃油系統(tǒng)的故障診斷經(jīng)驗(yàn)。1對(duì)內(nèi)部直接燃料的燃油系統(tǒng)故障的分析1.1高壓系統(tǒng)噴油如圖1是大眾轎車FSI發(fā)動(dòng)機(jī)供油系統(tǒng)組成,整個(gè)供油系統(tǒng)油壓能實(shí)現(xiàn)按需調(diào)節(jié),電功率和機(jī)械功率都被減至最小以達(dá)到節(jié)油的目的。車載電網(wǎng)控制單元負(fù)責(zé)給燃油泵控制單元J538提供工作電源,當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元J623接收到啟動(dòng)或轉(zhuǎn)速信號(hào),結(jié)合系統(tǒng)高壓和低壓壓力傳感器信號(hào)進(jìn)行計(jì)算分析,命令燃油泵控制單元J538輸出脈沖調(diào)制信號(hào)(PMW)驅(qū)動(dòng)燃油泵工作,一般可在低壓系統(tǒng)產(chǎn)生50~500kPa范圍的油壓,如發(fā)動(dòng)機(jī)在啟動(dòng)狀態(tài),低壓油路壓力還可達(dá)到65kPa。低壓燃油進(jìn)入由進(jìn)氣凸輪軸上的四凸或三凸凸輪驅(qū)動(dòng)的高壓燃油泵G6而形成高壓,在油壓調(diào)節(jié)器N276作用下,高壓油路的壓力值可在3.5~10MPa之間按需調(diào)整。如油軌內(nèi)壓力高于12~14MPa(視車型而異),高壓限壓閥打開,燃油可經(jīng)泄油管回流到低壓管路。油軌可起到緩沖器作用,吸收高壓油路內(nèi)的燃油波動(dòng),四個(gè)噴油器安裝在油軌上,由發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元J623控制噴油。目前國(guó)內(nèi)大眾車采用的1.8TSI或1.4TSI已經(jīng)是第三代直噴燃油系統(tǒng),其結(jié)構(gòu)更緊湊,將汽油濾清器及其限壓閥、回油管等均裝進(jìn)燃油箱內(nèi),取消了低壓油壓傳感器,低壓系統(tǒng)供油量的檢查采用如下方法:供油循環(huán)內(nèi),供油量持續(xù)減少,直到高壓壓力受到影響。高壓油路取消了回油管,高壓限壓閥集成在高壓油泵內(nèi),進(jìn)行過壓保護(hù)和控制系統(tǒng)壓力。高壓油泵內(nèi)還集成了緩壓器,用于吸收回油和過壓保護(hù)時(shí)產(chǎn)生的壓力波動(dòng)。1.2系統(tǒng)故障因素與傳統(tǒng)燃油系統(tǒng)常見故障原因類似,缸內(nèi)直噴汽油機(jī)供油系統(tǒng)對(duì)燃油和管道清潔度要求更高,油路臟污、堵塞、泄漏、機(jī)械磨損等仍是系統(tǒng)故障主要影響因素。除了燃油濾清器需定期更換外,電動(dòng)燃油泵和高壓燃油泵是最常見的故障部位。此外由于油壓按需調(diào)節(jié),電子控制功能的增加,使電控系統(tǒng)潛在故障原因增多,包括高、低壓傳感器,油壓調(diào)節(jié)閥N276,油泵控制單元及相關(guān)線路等。對(duì)于大眾等車系,還可能產(chǎn)生因電控單元匹配、傳感器設(shè)定不良導(dǎo)致的相關(guān)故障。2直接油擠出系統(tǒng)的故障診斷2.1故障診斷發(fā)動(dòng)機(jī)電控單元自診斷功能一般包括故障碼讀取、讀取數(shù)據(jù)流、執(zhí)行元件功能自測(cè)試等,在實(shí)際故障診斷中應(yīng)靈活應(yīng)用。2.1.1發(fā)動(dòng)機(jī)電控單元流場(chǎng)燃油系統(tǒng)中燃油泵、壓力傳感器、油壓調(diào)節(jié)閥N276、油泵控制單元J538及相關(guān)線路的故障,一般均可通過發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元讀取故障碼,按故障碼指引的內(nèi)容進(jìn)行檢修。此外,發(fā)動(dòng)機(jī)電控單元還提供相關(guān)數(shù)據(jù)流以備分析應(yīng)用。大眾車系的缸內(nèi)直噴汽油機(jī)燃油系統(tǒng),可以利用VAS5051B/5052等診斷電腦,進(jìn)入“引導(dǎo)性功能-讀取發(fā)動(dòng)機(jī)的測(cè)量值”讀取。1.4TSI發(fā)動(dòng)機(jī)在920r/min,發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷17.3%時(shí)讀取的正常燃油系統(tǒng)數(shù)據(jù)流實(shí)測(cè)值見表1?；蛘甙绰窂健?1-08”進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元讀取106和140組測(cè)量值組數(shù)據(jù)(部分通用型診斷儀也支持此功能),正常1.8TSI發(fā)動(dòng)機(jī)第140測(cè)量值組的實(shí)測(cè)值見表2。2.1.2執(zhí)行元件自測(cè)試對(duì)于大眾車系,電動(dòng)噴油泵和油壓調(diào)節(jié)閥N276的功能判斷,可利用VAS5051/5052,按路徑“01-03”進(jìn)入執(zhí)行元件自測(cè)試功能進(jìn)行測(cè)試。1.8TSI缸內(nèi)直噴發(fā)動(dòng)機(jī)能提供以下八項(xiàng)自測(cè)試項(xiàng)目,參考表3,其中第1和第7項(xiàng)分別是燃油泵和油壓調(diào)節(jié)閥N276動(dòng)作。2.3油壓和油壓的檢測(cè)2.3.1燃油系統(tǒng)壓力的建立燃油系統(tǒng)高壓油路壓力的檢查可通過數(shù)據(jù)流讀取,應(yīng)在3.5~11MPa之間。如果油壓不正常,應(yīng)先檢查低壓油路是否正常,再檢查油壓調(diào)節(jié)閥N276、高壓限壓閥和高壓油泵等情況。當(dāng)需拆卸燃油系統(tǒng)時(shí),注意高壓系統(tǒng)須進(jìn)行泄壓,1.8TSI與1.4TSI直噴燃油系統(tǒng)泄壓方法有較大的區(qū)別。1.8TSI直噴燃油系統(tǒng)高壓壓力的建立必須N276通電吸合才能實(shí)現(xiàn),N276不通電時(shí)是處于打開狀態(tài),因此其泄壓可采取如下方法:將燃油壓力調(diào)節(jié)閥N276電插頭連接拔下,起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)并怠速運(yùn)轉(zhuǎn)約10s,高壓系統(tǒng)油壓降低到大約600kPa,熄火后盡快打開高壓系統(tǒng),否則燃油系統(tǒng)壓力可能由于溫度升高而再次升高。另一種方法是拔下碳罐插頭和電動(dòng)燃油泵保險(xiǎn)絲SD10,啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī),觀察01-08-106/140數(shù)據(jù)流中系統(tǒng)油壓值,當(dāng)壓力下降到600~700kPa時(shí)關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī),否則會(huì)損壞催化凈化器,打開高壓系統(tǒng)完成維修后,注意清除故障碼。1.4TSI發(fā)動(dòng)機(jī)高壓燃油系統(tǒng)的油壓調(diào)節(jié)是由J538通過占空比信號(hào)控制N276泄油來實(shí)現(xiàn),因此檢修該系統(tǒng)的泄壓方法須利用VAS5051B診斷電腦,進(jìn)入“引導(dǎo)性功能-高壓燃油壓力釋放”功能,通過診斷電腦控制油壓調(diào)節(jié)閥N276通電泄壓,最終壓力降至600kPa左右。2.3.2燃油泵運(yùn)轉(zhuǎn)系統(tǒng)電動(dòng)燃油泵G6由燃油泵控制單元J538輸出PWM信號(hào)進(jìn)行按需調(diào)節(jié),使低壓燃油系統(tǒng)工作壓力范圍在50~500kPa之間,冷熱啟動(dòng)時(shí)達(dá)到650kPa。其最大壓力測(cè)量應(yīng)按以下方法進(jìn)行:在低壓系統(tǒng)連接帶有油路開關(guān)的燃油壓力表,將油路開關(guān)關(guān)閉。連接好VAS5051診斷電腦,進(jìn)入診斷電腦的“01-03”功能驅(qū)動(dòng)燃油泵自動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)15s,讀取燃油表壓力值應(yīng)達(dá)到680kPa,即低壓限壓閥打開的壓力。停止運(yùn)轉(zhuǎn)后10min,燃油系統(tǒng)殘壓應(yīng)不低于375kPa。在檢測(cè)最大壓力時(shí),測(cè)量燃油泵最大工作電流不大于9A。2.4主要控制單元的檢測(cè)2.4.1控制端測(cè)試及分析測(cè)量油壓調(diào)節(jié)閥N276的1號(hào)端子接12V電源,2號(hào)端子是控制端,由J623通過PMW信號(hào)進(jìn)行調(diào)節(jié),可測(cè)量其占空比信號(hào)波形來分析其控制及線路工作狀況。檢測(cè)N276電阻值,1.8TSI發(fā)動(dòng)機(jī)應(yīng)在1.5~2.0Ω,1.4TSI約10Ω。2.4.2鋼膜彎曲時(shí)應(yīng)變電阻燃油壓力傳感器核心是一個(gè)鋼膜,在鋼膜上鍍有應(yīng)變電阻,待測(cè)壓力作用于鋼膜一側(cè)時(shí),鋼膜彎曲會(huì)引起應(yīng)變電阻變化產(chǎn)生不同的信號(hào)電壓。信號(hào)電壓隨壓力上升而升高,其變化規(guī)律和范圍見圖2。2.4.3噴油器針閥開啟電流測(cè)量噴油器的阻值應(yīng)在2Ω左右。噴油器的工作電流波形見圖3,噴油器針閥驅(qū)動(dòng)峰值電壓會(huì)達(dá)到90V,電流16A,正常打開針閥電壓14V,電流10.8A,在噴油器針閥打開后,維持針閥開啟的電流只需2.5A。2.5電控單元與燃油泵的匹配大眾車缸內(nèi)直噴發(fā)動(dòng)機(jī)在更換J623,J538和燃油泵后,應(yīng)進(jìn)行電控單元與燃油泵的匹配,進(jìn)入VAS5051的“引導(dǎo)性功能—電控單元與燃油泵的匹配”,按電腦指引操作。在更換高壓燃油壓力傳感器時(shí),應(yīng)進(jìn)行傳感器設(shè)定。3故障診斷及故障排除3.1故障現(xiàn)象一輛2010款速騰,采用1.4TSI發(fā)動(dòng)機(jī),行駛里程18207km,出現(xiàn)加速無力,啟動(dòng)困難的現(xiàn)象,發(fā)動(dòng)機(jī)故障警告燈間歇點(diǎn)亮。3.2高壓燃油系統(tǒng)出現(xiàn)故障利用VAS5051B讀取發(fā)動(dòng)機(jī)故障碼,有“08851P2293燃油壓力調(diào)節(jié)閥N276機(jī)械故障”的故障碼。清除故障碼后啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行一段時(shí)間,故障碼暫時(shí)未再出現(xiàn)。進(jìn)入“01-08-140”讀取怠速時(shí)第140組測(cè)量值,四個(gè)數(shù)據(jù)區(qū)分別顯示:“3.2°,-58.1°,700kPa,01”,與正常車輛(見表2)對(duì)比,顯示車輛高壓只有700kPa太低,油壓調(diào)節(jié)閥工作時(shí)間不正常,高壓燃油系統(tǒng)出現(xiàn)故障。結(jié)合電腦記憶的故障碼,分析故障原因主要有以下幾方面:一是N276及其線路本身出現(xiàn)故障;二是高壓燃油泵出現(xiàn)故障;三是低壓燃油系統(tǒng)壓力不足。先檢查N276電阻正常,利用VAS5051B進(jìn)入“01-03”的執(zhí)行元件自測(cè)試功能,當(dāng)N276被驅(qū)動(dòng)時(shí),用手摸能感受到N276工作的輕微振動(dòng),聽到其工作的“噠噠”聲,說明N276的控制及線路正常。再接入壓力表測(cè)量低壓燃油系統(tǒng)能達(dá)到700kPa的過壓,表明低壓燃油系統(tǒng)正常。故障原因集中在高壓泵或N276內(nèi)部機(jī)械故障,由于高壓泵和N276是集成一體,決定更換高壓燃油泵。更換高壓泵后