◆文/河南 劉昌

故障現(xiàn)象

一輛2013款美規(guī)柴油版的奔馳GL350，底盤(pán)代碼為166824，裝配OM642826型號(hào)柴油發(fā)動(dòng)機(jī)，722.9型7速自動(dòng)變速器，行駛里程為65 533km。

據(jù)客戶描述，該車(chē)之前曾借給朋友使用，后朋友歸還，車(chē)主去洗車(chē)店洗完車(chē)后，出現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)無(wú)法啟動(dòng)。拖回當(dāng)?shù)?S店檢修，發(fā)現(xiàn)因尿素質(zhì)量問(wèn)題導(dǎo)致發(fā)動(dòng)啟動(dòng)鎖死。在解決尿素問(wèn)題后，車(chē)輛出現(xiàn)了加速無(wú)力的現(xiàn)象，最高車(chē)速只有130km/h，且發(fā)動(dòng)機(jī)故障燈亮起。

故障診斷與排除

接車(chē)后，同車(chē)主一起對(duì)故障現(xiàn)象進(jìn)行路試確認(rèn)，發(fā)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速最高只能上升到3 000r/min，變速器換擋時(shí)的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速也處在3 000r/min附近。無(wú)論是緩加速還是急加速，車(chē)輛最高行駛速度只能達(dá)到130km/h，并且車(chē)輛沒(méi)有6缸柴油機(jī)所爆發(fā)出的推背感，儀表上發(fā)動(dòng)機(jī)故障燈為常亮狀態(tài)。

通過(guò)與車(chē)主進(jìn)行詳細(xì)溝通時(shí)，了解到該車(chē)在朋友歸還后，至發(fā)動(dòng)機(jī)鎖死之前曾行駛了100km左右，且此時(shí)已出現(xiàn)加速無(wú)力現(xiàn)象，但不太很明顯，速度還能跑得上去。在解除因尿素導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)鎖死之后，加速無(wú)力現(xiàn)象更加明顯。

連接奔馳專用診斷電腦Xentry kit進(jìn)行車(chē)輛入廠快速測(cè)試，在關(guān)于N3/9內(nèi)燃機(jī)“OM642”的發(fā)動(dòng)機(jī)電子設(shè)備“CDI60LS”(共軌噴注系統(tǒng)CDI)中有以下故障代碼：

156000：調(diào)節(jié)廢氣再循環(huán)時(shí)負(fù)調(diào)節(jié)偏差過(guò)高，狀態(tài)為當(dāng)前+已存儲(chǔ)；

16CB00：煤煙顆粒傳感器中的溫度傳感存在內(nèi)部故障；

16CE00：AdBlue系統(tǒng)檢測(cè)尚未進(jìn)行，“可能的發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)”頻率計(jì)數(shù)器已激活；

18BC00：超出SCR(選擇性催化還原)廢氣再處理系統(tǒng)長(zhǎng)時(shí)間匹配的上限值。

Y3/8n4全集成化變速器系統(tǒng)中無(wú)任何故障代碼，至此故障鎖定在發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)中，因有相應(yīng)的故障代碼，便對(duì)故障代碼進(jìn)行引導(dǎo)測(cè)試，測(cè)試結(jié)果卻顯示功能正常。

拆下廢氣再循環(huán)閥進(jìn)行動(dòng)作測(cè)試，也顯示其功能正常，說(shuō)明廢氣再循環(huán)調(diào)節(jié)系統(tǒng)功能正常。16CB00、16CF00和18BC00三個(gè)故障代碼為關(guān)于選擇性催化還原系統(tǒng)，此系統(tǒng)是為了改善柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的排放，使其更加環(huán)保，該系統(tǒng)即使出現(xiàn)故障，也不會(huì)影響車(chē)輛動(dòng)力，至此可以忽略。選擇性催化還原技術(shù)(SCR)是針對(duì)柴油車(chē)尾氣排放中NOx的一項(xiàng)處理工藝，即在催化劑的作用下，噴入還原劑氨或尿素，把尾氣中的NOx還原成N2和H2O。催化劑有貴金屬和非貴金屬兩類。該技術(shù)也被廣泛應(yīng)用于柴油機(jī)尾氣后處理，通過(guò)優(yōu)化噴油和燃燒過(guò)程，盡量減少在發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)顆粒物PM的產(chǎn)生，并在機(jī)外處理富氧條件下形成的氮氧化物，即使用車(chē)用尿素(車(chē)用尿素在一定溫度下分解生成氨)對(duì)氮氧化物(NOx)進(jìn)行選擇性催化還原，從而達(dá)到既節(jié)能、又減排的目的。

柴油發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力下降的主要原因有：進(jìn)氣不足、供油不足、排氣不暢、缸壓不足和柴油油品問(wèn)題。

讀取發(fā)動(dòng)機(jī)數(shù)據(jù)流：怠速時(shí)，空氣流量200kg/h(標(biāo)準(zhǔn)值未給)，進(jìn)氣壓力98.9kPa(大于90kPa)，增壓壓力106.2kPa(89～109kPa)，燃油低壓450kPa(300～550kPa)，油軌壓力31 930kPa(30 040～34 040kPa)。

因無(wú)法對(duì)排氣進(jìn)行數(shù)據(jù)流的檢測(cè)，便拆下催化轉(zhuǎn)換器/柴油微粒過(guò)濾器(催化轉(zhuǎn)換器和柴油微粒過(guò)濾器集成在同一個(gè)部件內(nèi)，也就是我們俗稱的三元催化)進(jìn)行檢查，放入內(nèi)窺鏡觀察其上、下、中部均未發(fā)現(xiàn)堵塞。因發(fā)動(dòng)機(jī)有故障代碼，并且轉(zhuǎn)速受限，故可排除缸壓?jiǎn)栴}。

通過(guò)讀取發(fā)動(dòng)機(jī)數(shù)據(jù)流和檢查催化轉(zhuǎn)換器均未發(fā)現(xiàn)異常，便對(duì)柴油油品產(chǎn)生懷疑，因當(dāng)下無(wú)法對(duì)柴油油品進(jìn)行檢測(cè)，只能通過(guò)對(duì)比其它正常車(chē)輛中的柴油，對(duì)比色澤、透明度、粘性、氣味等，也未發(fā)現(xiàn)異?，F(xiàn)象。又詢問(wèn)車(chē)主平時(shí)的加油情況，車(chē)主反映，一直在固定加油站內(nèi)加油。因在筆者維修生涯中還從來(lái)沒(méi)有遇到過(guò)因柴油油品問(wèn)題而導(dǎo)致車(chē)輛動(dòng)力明顯下降的問(wèn)題，維修工作再次進(jìn)入僵局。

因所在單位是奔馳授權(quán)經(jīng)銷(xiāo)商，便請(qǐng)求廠家技術(shù)部支持。據(jù)技術(shù)部工作人員反饋，在南方地方地區(qū)曾出現(xiàn)過(guò)類似的故障，但當(dāng)時(shí)的車(chē)輛是中規(guī)車(chē)輛，沒(méi)有SCR系統(tǒng)，其它一樣。技術(shù)部工作人員給出的建議是：在長(zhǎng)期的使用中，廢氣再循環(huán)系統(tǒng)會(huì)因積碳過(guò)多而導(dǎo)致系統(tǒng)堵塞，發(fā)動(dòng)機(jī)電腦在廢氣再循環(huán)調(diào)節(jié)時(shí)檢測(cè)到壓差過(guò)高，為了降低排放而對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)功率進(jìn)行了限制。需要徹底清洗廢氣再循環(huán)系統(tǒng)，并更換廢氣再循環(huán)調(diào)節(jié)閥，才能排除故障。

因之前曾對(duì)廢氣再循環(huán)閥進(jìn)行過(guò)功能測(cè)試，未發(fā)現(xiàn)問(wèn)題。便對(duì)廢氣再循環(huán)系統(tǒng)管道進(jìn)行徹底清洗，具體操作是：拆下發(fā)動(dòng)機(jī)前端部分外露管道并堵住、拆下廢氣再循環(huán)閥，堵住通向排氣管位置，從此位置用發(fā)動(dòng)機(jī)外部清洗劑打入系統(tǒng)管道進(jìn)行浸泡、沖洗，直至浸泡清洗后出來(lái)的水變清徹，隨后用內(nèi)窺鏡觀察到內(nèi)部變干凈為止。

清洗完后刪除故障代碼，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)電腦進(jìn)行復(fù)位調(diào)校后路試，雖有改善，但加速仍不能達(dá)到正常狀態(tài)。維修又一次陷入死循環(huán)。進(jìn)氣、燃油供給、排氣都沒(méi)問(wèn)題，柴油、缸壓也未見(jiàn)異常，到底是哪里出了問(wèn)題呢？難道要對(duì)所有懷疑的部件廢氣再循環(huán)系統(tǒng)及SCR系統(tǒng)部件進(jìn)行更換嗎？更換后會(huì)解決問(wèn)題嗎？是不是有遺漏的地方？

冷靜下來(lái)后又重新進(jìn)行故障分析，因車(chē)輛是行駛中出現(xiàn)的故障，便叫上另外一個(gè)維修人員進(jìn)行路試，并讀取數(shù)據(jù)流。這時(shí)一個(gè)很有意思的數(shù)據(jù)出現(xiàn)了：在發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為650～3 000r/min時(shí)，空流計(jì)進(jìn)氣量變化值為196～290kg/h，且在2 000r/min左右時(shí)，進(jìn)氣量緊比怠速時(shí)多了50kg/h。這個(gè)數(shù)值值得懷疑！雖然系統(tǒng)并未報(bào)空氣流量傳感器的故障代碼，但這個(gè)變化的數(shù)值明顯有問(wèn)題。

為了驗(yàn)證這一判斷，當(dāng)即下車(chē)把空流計(jì)給拔了下來(lái)(此車(chē)有兩個(gè)空流計(jì))，此時(shí)電腦給出的模擬數(shù)值為400kg/h，并且在加速到3 000r/min時(shí)，能上升到600kg/h以上。也就是說(shuō)，在拔掉空流計(jì)的情況下試車(chē)，動(dòng)力恢復(fù)正常。

回店后對(duì)空流計(jì)進(jìn)行測(cè)試，發(fā)現(xiàn)分別單插其中一側(cè)時(shí)，右側(cè)在怠速時(shí)的數(shù)值為-14.8kg/h，左側(cè)為260kg/h。單插入左側(cè)時(shí)，加速一切正常。單插入右側(cè)，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速在600～3 000r/min時(shí)其對(duì)應(yīng)的數(shù)值為-14.8～180kg/h。至此，可以鎖定故障點(diǎn)：空氣流量計(jì)損壞。換上新的空氣流量計(jì)后進(jìn)行路試，動(dòng)力恢復(fù)，156000故障代碼再無(wú)出現(xiàn)。

維修小結(jié)

故障碼“156000：調(diào)節(jié)廢氣再循環(huán)時(shí)負(fù)調(diào)節(jié)偏差過(guò)高；狀態(tài)為當(dāng)前+已存儲(chǔ)”的含義是：在發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行廢氣再循環(huán)調(diào)節(jié)時(shí)，在閥門(mén)完全關(guān)閉時(shí)(此時(shí)稱為負(fù)調(diào)節(jié))，電腦監(jiān)測(cè)到空流計(jì)的進(jìn)氣量仍然低于其存儲(chǔ)的標(biāo)準(zhǔn)值，電腦以為是廢氣再循環(huán)閥不能完全關(guān)閉。怠速時(shí)，電腦監(jiān)測(cè)到的空流計(jì)數(shù)值尚在其存儲(chǔ)的標(biāo)準(zhǔn)值范圍內(nèi)，所以報(bào)出“156000調(diào)節(jié)廢氣再循環(huán)時(shí)負(fù)調(diào)節(jié)偏差過(guò)高”的故障碼。因廢氣再循環(huán)只在某些工況下工作，怠速時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)的負(fù)荷較小，所以在怠速時(shí)并沒(méi)有對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生影響。

“書(shū)讀百遍其義自見(jiàn)”，在筆者看來(lái)，對(duì)于車(chē)輛的故障代碼亦是如此，只有深刻理解故障代碼的含義，維修起來(lái)才能不走或者少走彎路。

專家點(diǎn)評(píng)

高惠民

從本文故障案例排除過(guò)程看得出，作者在電控共軌柴油機(jī)的故障診斷上還是很有功底的。在文中列出了“柴油發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力下降的主要原因：進(jìn)氣不足、供油不足、排氣不暢、缸壓不足和柴油油品問(wèn)題?！庇绕湓诠收显\斷的程序方面更是有條不紊，首先利用診斷儀對(duì)故障碼的引導(dǎo)功能，幫助檢查故障碼，然后，對(duì)數(shù)據(jù)流進(jìn)行測(cè)試、試驗(yàn)與分析，最后確定是空氣流量計(jì)的功能性故障。文章很有借鑒作用。

在過(guò)去的案例點(diǎn)評(píng)中，我曾經(jīng)簡(jiǎn)單介紹過(guò)電控共軌柴油機(jī)的燃油供應(yīng)系統(tǒng)，而今天想借此點(diǎn)評(píng)再說(shuō)一下電控共軌柴油機(jī)的進(jìn)排氣系統(tǒng)，該系統(tǒng)示意圖如圖1所示。

圖1 電控共軌柴油機(jī)的進(jìn)排氣系統(tǒng)示意圖

圖1 中箭頭所示為空氣在進(jìn)排氣系統(tǒng)的循環(huán)路徑，進(jìn)排氣按逆時(shí)針?lè)较蛄鲃?dòng)。新鮮空氣在進(jìn)入進(jìn)氣管時(shí)先通過(guò)空氣流量計(jì)(AFS)，對(duì)空氣溫度、流量進(jìn)行測(cè)量，之后經(jīng)由可變截面渦輪增壓器(VTG)的渦輪機(jī)同軸帶動(dòng)的壓縮機(jī)進(jìn)行壓縮，壓縮氣體經(jīng)過(guò)中冷器(IC)冷卻，再由相應(yīng)的進(jìn)氣溫度傳感器(IATS)與增壓壓力傳感器(BPS)測(cè)出進(jìn)氣溫度和壓力。通過(guò)節(jié)流閥節(jié)流后的空氣與再循環(huán)的廢氣混合后進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸與燃油混合、燃燒。燃燒做功后的廢氣一部分根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)工況擇時(shí)經(jīng)過(guò)EGR閥開(kāi)啟通道后，與節(jié)流閥后方經(jīng)過(guò)增壓的空氣混合,進(jìn)入燃燒室燃燒，幫助降低燃燒溫度，從而減少NOx的排放；另一部分進(jìn)入可變截面渦輪增壓器的渦輪機(jī)，推動(dòng)渦輪葉片做功,從而帶動(dòng)壓縮機(jī),做功后的廢氣經(jīng)過(guò)處理后排到大氣中。這是一個(gè)進(jìn)排氣的閉合循環(huán)過(guò)程。

電控共軌柴油機(jī)的基本噴油量、噴油正時(shí)與電控汽油機(jī)不同，不是根據(jù)進(jìn)氣量動(dòng)態(tài)調(diào)整的，而是根據(jù)扭矩需求調(diào)整的，即由駕駛員操作的加速踏板信號(hào)和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)計(jì)算基本噴油量，再根據(jù)噴油量作進(jìn)氣量調(diào)整，在此空氣流量計(jì)是作為反饋信號(hào)，同時(shí)根據(jù)進(jìn)氣溫度傳感器、進(jìn)氣壓力傳感器，發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液溫度傳感器、λ傳感器等信號(hào)對(duì)基本噴油量修正得到實(shí)際噴油量。從圖1可以看出，發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣總量是由兩部分組成，即新鮮空氣和再循環(huán)的廢氣。由于再循環(huán)的廢氣量測(cè)量困難，新鮮空氣的進(jìn)氣量又是基本噴油量的函數(shù)(儲(chǔ)存在脈譜圖中的定值)，所以，ECU通過(guò)空氣流量計(jì)檢測(cè)到的實(shí)際進(jìn)氣流量，就能計(jì)算出再循環(huán)廢氣量。

在本文故障案例中，由于空氣流量計(jì)出現(xiàn)功能性故障，檢測(cè)的進(jìn)氣流量比實(shí)際進(jìn)氣流量小，就帶來(lái)兩個(gè)問(wèn)題，①ECU減少了基本噴油量，造成發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力下降。②反饋的進(jìn)氣流量小，ECU計(jì)算出再循環(huán)廢氣量就大，但計(jì)算出的再循環(huán)廢氣量又與發(fā)動(dòng)機(jī)工況不符，所以報(bào)出了“156000：調(diào)節(jié)廢氣再循環(huán)時(shí)負(fù)調(diào)節(jié)偏差過(guò)高，狀態(tài)為當(dāng)前+已存儲(chǔ)”的故障碼。

最后，需特別說(shuō)明，電控共軌柴油機(jī)進(jìn)氣系統(tǒng)中節(jié)流閥的作用有兩個(gè)：①由于進(jìn)氣增壓后，進(jìn)氣壓力高于排氣背壓，廢氣再循環(huán)導(dǎo)入進(jìn)氣道困難，降低了EGR率。而通過(guò)節(jié)流閥節(jié)流降壓作用，能保證EGR率。②在發(fā)動(dòng)機(jī)熄火的瞬間，通過(guò)關(guān)閉節(jié)流閥，降低空氣在缸內(nèi)壓縮后的彈簧效應(yīng)引起的喘振。因此，電控共軌柴油機(jī)上節(jié)流閥的作用與汽油機(jī)節(jié)氣門(mén)的作用有本質(zhì)的區(qū)別。