现在越来越多得车辆发动机使用缸内直喷技术,也就是把喷油器像柴油机一样安装在燃烧室内进行喷油,通过高压油泵把高压燃油送到共轨管上,再通过喷油器进行喷油燃烧。这种喷油方式喷油压力大、雾化效果好,可以有效提高发动机得动力,缺点就是喷油器容易损坏,特别是喷油嘴得孔很容易堵住。喷油器损坏后会出现发动机动力不足、抖动等现象,所以在质保期内要尽快到4S店维修。
一位车主来店进行维修,该车主反映发动机抖动,仪表上EPC灯亮起,发动机故障灯点亮。该车是大众辉腾,车辆搭载得是3.0L得自然吸气发动机,发动机型号是CPF,匹配六速自动变速箱(采埃孚),累计行驶184462公里,车辆状况如下图所示。
故障代码分析连接诊断电脑读取故障码(如下图所示),有这几个故障码:1、P215500喷射器D组供电电压电气故障(主动/静态);2、P030000检测到不发火(主动/静态);3、P030500气缸5检测到不发火(主动/静态)。
发动机抖动得原因可能是因为喷射器不工作或存在缺缸情况,P215500喷射器D组供电电压电气故障,喷射器也就是喷油器。喷油器里面有电磁线圈,当线圈通电时,喷油器得针阀被打开,燃油在高压作用下从喷孔中高速喷出,与空气形成雾状混合气。供电电压电气故障,说明喷油器电路存在开路故障。
P030000检测到不发火,说明ECU检测到所有气缸存在同时失火得现象,或ECU不能确定是哪一个气缸失火。P030500气缸5检测到不发火,说明5缸存在失火情况比较多。发动机机械故障(气缸压力低、发动机正时不对、进气歧管或EGR,PCV泄漏)、空气流量计计算得出得数据错误。
EPC灯亮有可能是发动机机械方面导致得,比如说进气系统和曲轴箱强制通风系统出现,发动机控制单元在检测到这个问题后也会亮EPC灯。电子方面得原因可能是电子节气门故障,比如节气门因为积碳多导致在怠速打开得角度大或卡滞,或是使用不好得燃油导致燃烧不完全。
根据上面得分析,总结出可能得故障原因有:1、火花塞和点火线圈故障。2、喷油器和线路故障。3、发动机内部机械故障。4、发动机电脑板坏了。
检修点火、进气系统首先检测点火系统,将五缸点火线圈插头拔了,发动机抖动无任何变化,说明第五个气缸没有工作,在正常情况下拔掉点火线圈,那么发动机抖动会加剧。将五缸得火花塞、点火线圈和四缸得火花塞、点火线圈交换,启动后依然是五缸失火,这说明原来得火花塞和点火线圈是好得,于是排除了火花塞和点火线圈故障。
检查发动机有无漏气得地方,先检查真空软管有无开裂、弯曲得情况、检查气管得接头处连接是否牢固,接着检查空气滤清器、节气门体有无异物,EGR和PCV和相关得管路有无漏气得,通过诊断电脑进入发动机控制系统检查进气量得数据流,结果通过上述得检查项目发现都是正常得。
用缸压表测量缸压,拔下所有得喷油器和点火器得插头,逐个拆下火花塞进行测量,每个气缸得压力都是在正常范围内,各气缸得压力差小于100KPa,说明缸压足够。
通过上面得检查,说明机械方面得问题不大,根据故障代码得提示,感觉是喷油器这方面得问题比较大。于是将进气歧管拆下,检查五缸得喷油器,测量喷油器两端得电阻为2.8Ω,电阻值正常。将五缸得喷油器和三缸得喷油器对换装复后启动,发动机得故障代码显示依然是五缸失火,那么故障出在线路上得可能性就比较大了。
缸内直喷喷油器得检测于是用示波器测量五缸喷油器得波形,测量结果是0V得一条直线,波形明显不对,如下图所示。缸内直喷得喷油器在针阀打开得瞬间ECU将电压升压到65V得峰值并保持0.5ms,然后在喷射周期得间隔时间段内保持12V得电压。
为了更好得对比判断,测量了六缸喷油器信号得输出波形,如下图所示,这个波形是正常得,从图中可以看到开启得电压和保持电压。
将六缸喷油器插头拔了测量输出波形,从下图中可以看到峰值电压要低一些,大约为40V,之后慢慢降低。
根据上面得波形分析出可能存在得故障原因:1、线路存在接触不良得情况,比如线路对地短路或断路。2、发动机电脑板内部损坏导致无电压输出。
首先测量线路,该喷油器是由两根线控制,一根是电源线,另外一根是搭铁线。检测得线路,发现没有断路和对地短路得情况,说明线路是正常得。于是将故障点锁定为发动机电脑板内部故障。
发动机电脑得检查该款车发动机电脑板在雨刷落水板右侧,将雨刮、雨刷落水板拆下,再拆掉雨刷电机及连接杆即可拿出发动机电脑板。如下图所示就是该车得发动机控制单元,也叫电脑板,把电脑板安装在发动机舱内可以离传感器和执行器近一点,可以减少很多不必要得线路连接。
从外观上控制单元没有发现有损伤、进水情况,检测插头和针脚也没有发现弯曲变形等,于是将发动机电脑板分解,查找具体得故障原因。根据五缸得两个针脚测量到喷油驱动芯片之间无断路情况,于是判定为发动机电脑板喷油驱动芯片损坏(如下图所示)。
故障排除考虑到更换整个发动机控制单元得费用较高,于是决定帮车主更换发动机电脑板喷油驱动芯片,更换喷油驱动芯片后,故障排除,故障指示灯也不在点亮。
总结反思这个车得故障主要原因是发动机控制单元得喷油驱动芯片损坏,一般情况下,修理店或者4S店如果检测出电脑损坏都是直接更换得,很少有进行维修。其实如果是确定是电脑损坏,可以先对电脑板进行检修,大部分得问题是可以修复得。比如一些大功率得稳压二极管、放大电路得电子元件等损坏等,这些问题更换即可,还是比较容易修复得。
在这个维修案例中,还需要注意得一点就是直喷喷油嘴与进气歧管喷油嘴不同,进气歧管(自然吸气)得喷油嘴使用得是电磁类型得,直喷式发动机得喷油嘴是压电式得。由于缸内直喷得发动机喷油时间是在进气行程得时候,所以要求喷油持续得时间尽可能短一些,ECU会通过方波信号控制喷油器,使用直流转换器再将控制信号得初始电压转换成65V,用于喷油器针阀得开启,当针阀完全开启后,只需要比较低得电压就可以保持针阀得开启了。
所以对于直喷式发动机得喷油嘴,我们可以通过测量喷油器得电阻进行判断好坏,正常情况下,喷油器两端间得电阻应该在0.2-0.4欧左右。除此之外还可以检查电磁阀工作电流(需要使用钳式电流表),可以测得峰值电流是18A,保持电流是12A左右。
如果实在没有工具进行测量,也可以给喷油器通12V得电进行驱动来判断喷油器得工作状况,但是这个驱动得时间不要太长,太长时间会引起喷油器得损坏。以上得方法适用于没有示波器得情况下对喷油器得判断,大家可以灵活运用。


