◆文/廣東 余仁飛

故障現(xiàn)象

一輛2018款廣汽本田凌派，搭載P10A3型發(fā)動(dòng)機(jī)，行駛里程為56 732km，一直正常保養(yǎng)，使用也較正常。前期出現(xiàn)一次比較嚴(yán)重的追尾事故，經(jīng)修理廠維修后不久，出現(xiàn)了急加速時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)故障燈亮的故障。車主先后多次到維修廠進(jìn)行了維修，并更換了渦輪增壓器、ECU、中冷器等零部件，但故障仍無法解決。

故障診斷與排除

維修技師接車后，連接診斷儀進(jìn)行試車，發(fā)現(xiàn)緩加速不需要大的增壓壓力時(shí)，目標(biāo)壓力和實(shí)際增壓壓力較一致，車輛正常。當(dāng)急踩加速踏板進(jìn)行急加速時(shí)，發(fā)現(xiàn)加速無力，最高車速無法超過75km/h，實(shí)際增壓壓力無法達(dá)到目標(biāo)壓力，持續(xù)一段時(shí)間后，車輛故障燈亮。用診斷儀讀取到故障碼P0299-渦輪增壓器增壓不足故障問題。

讀取急加速時(shí)的數(shù)據(jù)流發(fā)現(xiàn)，將加速踏板踩到底時(shí)，車速無法超過75km/h，渦輪增壓的目標(biāo)壓力為206kPa，但進(jìn)氣歧管增壓后的實(shí)際壓力為137kPa，實(shí)際值比目標(biāo)值小69kPa，且持續(xù)一段時(shí)間后仍然無法達(dá)到目標(biāo)值，最終觸發(fā)P0299增加不足的故障碼，如圖1所示。

圖1 故障車急加速時(shí)增壓壓力數(shù)據(jù)流

查閱該車型進(jìn)氣系統(tǒng)原理圖(圖2)，分析渦輪增壓器的工作機(jī)理。

通過圖2可以看出，若要控制增壓壓力，ECU通過渦輪增壓器泄氣閥控制執(zhí)行器的行程載荷來改變渦輪增壓器泄氣控制閥的開度。渦輪增壓器泄氣控制閥關(guān)閉時(shí)，所有的廢氣從排氣歧管流向渦輪，并成為作用于轉(zhuǎn)動(dòng)渦輪的驅(qū)動(dòng)力。增加渦輪軸轉(zhuǎn)速和新鮮進(jìn)氣的壓力，可增加增壓壓力。渦輪增壓器泄氣控制閥開啟時(shí)，部分廢氣繞開渦輪并直接進(jìn)入安裝在渦輪增壓器下方的催化轉(zhuǎn)換器。降低渦輪軸轉(zhuǎn)速，可使得增壓壓力降低。該機(jī)構(gòu)可避免增壓壓力增加過大，以保護(hù)發(fā)動(dòng)機(jī)和渦輪增壓器。

圖2 凌派1.0T增壓系統(tǒng)原理

渦輪增壓器旁通控制閥由膜片、回位彈簧和閥組成，并連接至渦輪增壓器旁通控制電磁閥，進(jìn)行控制。旁通電磁閥通常由ECU控制其處于ON打開狀態(tài)，由回位彈簧控制其處于OFF關(guān)閉狀態(tài)。

節(jié)氣門在增壓條件下關(guān)閉時(shí)，PCM將關(guān)閉渦輪增壓器旁通控制電磁閥，節(jié)氣門下游的負(fù)壓已通過電磁閥作用于膜片的電磁閥側(cè)，造成膜片兩側(cè)的壓力差。壓力差克服回位彈簧力，閥門開啟，導(dǎo)致通過增壓器的新鮮進(jìn)氣泄漏到增壓器的上游?？烧{(diào)節(jié)系統(tǒng)內(nèi)部壓力，同時(shí)防止增壓器的進(jìn)氣阻力增加和渦輪軸轉(zhuǎn)速降低，可有效改善重新加速的響應(yīng)時(shí)間。

通過上述分析可以看出，導(dǎo)致故障車出現(xiàn)P0299增壓不足故障碼的可能原因有：

1.渦輪增壓器損壞，導(dǎo)致無法增壓(如渦輪增壓器葉片損壞、軸卡死或者泄壓閥卡滯)，造成增壓不足；

2.廢氣量流量不足(如排氣管堵塞)，不足以驅(qū)動(dòng)渦輪增壓器產(chǎn)生足夠的增壓壓力；

3.壓力傳感器工作異常，導(dǎo)致實(shí)際壓力與傳感器輸出壓力不一致；

4.旁通控制閥泄露，膜片無法壓緊，從而導(dǎo)致增壓系統(tǒng)泄壓；

5.進(jìn)氣管路泄漏，造成增壓后壓力泄漏，從而導(dǎo)致增壓不足。

根據(jù)車主的反饋及實(shí)際確認(rèn)，之前維修時(shí)已經(jīng)更換了新的渦輪增壓器，再次發(fā)生故障的可能性較低。

故障車型在增壓管路和進(jìn)氣歧管均布置了壓力傳感器(圖3)，這兩個(gè)傳感器型號(hào)完全相同，但線束是分開連接的，從加速時(shí)的數(shù)據(jù)來分析，增壓壓力信號(hào)和歧管壓力信號(hào)基本一致，因此壓力傳感器異常的可能性也很小。

圖3 進(jìn)氣歧管壓力傳感器和增壓壓力傳感器電路

針對(duì)渦輪增壓器旁通控制閥泄漏的可能性無法排除，需要優(yōu)先進(jìn)行驗(yàn)證。對(duì)進(jìn)氣管路進(jìn)行外觀檢查，未發(fā)現(xiàn)明顯的破損以及安裝異常，如果需要準(zhǔn)確確認(rèn)，需要將整段進(jìn)氣管路全部拆下進(jìn)行逐一檢查，工時(shí)量較大，所以優(yōu)先對(duì)渦輪增壓器旁通控制閥泄露問題進(jìn)行確認(rèn)。

檢查渦輪增壓器旁通控制閥是否泄露最好的方法是在行駛的過程中，向渦輪增壓器旁通控制閥內(nèi)加壓使膜片處于壓緊狀態(tài)，但在路試過程中無法接入壓縮空氣，所以退而求其次。找一輛正常車輛，斷開渦輪增壓器旁通閥處用于平衡壓力的軟管(圖4)，使其無法平衡增壓后的壓力，人為造成渦輪增壓器旁通閥泄壓，然后進(jìn)行路試并檢測(cè)相關(guān)數(shù)據(jù)，最后將這些數(shù)據(jù)與故障車輛進(jìn)行比較。

圖4 斷開渦輪增壓器旁通閥控制軟管

通過路試，斷開軟管后的正常車輛出現(xiàn)了與故障車相同的故障現(xiàn)象，最高車速只能達(dá)到80km/h左右(圖5)，且持續(xù)一段時(shí)間后，系統(tǒng)內(nèi)也存儲(chǔ)了故障碼P0299。

圖5 正常車斷開渦輪增壓器旁通閥控制軟管后的測(cè)試數(shù)據(jù)

由此判斷故障車輛用于控制渦輪增壓泄壓閥的軟管存在故障，用風(fēng)槍向圖6所示的小管內(nèi)加入壓縮空氣進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)該管路堵塞，但由于管徑較小，無法確定堵塞的原因，也無法進(jìn)行清理。該段管路在整個(gè)進(jìn)氣管中所處的位置如圖7所示。

圖6 泄壓旁通閥控制管堵塞

圖7 整車進(jìn)氣管路分布

至此，已經(jīng)可以明確該車故障原因是由于渦輪增壓器旁通閥控制閥內(nèi)由于沒有增壓后的壓力進(jìn)行平衡，導(dǎo)致膜片無法壓緊，增壓后的壓力出現(xiàn)了泄漏，從而造成增壓不足。更換新的管路后試車，并檢測(cè)相關(guān)數(shù)據(jù)(圖8)，該車故障被徹底排除。

圖8 更換管路后的增壓壓力數(shù)據(jù)

維修小結(jié)

在增壓時(shí)，由于旁通控制電磁閥處于打開位置，進(jìn)氣管路的高壓空氣經(jīng)過旁通控制電磁閥，作用在泄壓閥膜片的兩端，而處于平衡狀態(tài)，膜片在彈簧作用下處于壓緊狀態(tài)。出現(xiàn)故障時(shí)，雖然旁通控制電磁閥處于打開狀態(tài)，但由于管路堵塞，單靠彈簧的作用力無法平衡較大的增壓壓力，使得膜片無法被壓緊，從而引發(fā)故障。

專家點(diǎn)評(píng)

高惠民

為了落實(shí)工信部發(fā)布的乘用車“雙積分政策”，各個(gè)乘用車制造廠一方面加大新能源汽車的開發(fā)與量產(chǎn)，另一方面通過減小燃油車的排量，采用小排量發(fā)動(dòng)機(jī)安裝增壓器或使用3缸發(fā)動(dòng)機(jī)。而渦輪增壓系統(tǒng)能夠直接利用廢氣能量，不僅不額外消耗功率，并且多數(shù)工況下還對(duì)活塞做泵氣正功?？扇〉门c自然吸氣大排量發(fā)動(dòng)機(jī)同等的動(dòng)力性，同時(shí)大幅改善燃油經(jīng)濟(jì)性和尾氣排放。

但是，汽油機(jī)增壓會(huì)帶來爆燃趨勢(shì)增大、熱負(fù)荷加重、動(dòng)態(tài)響應(yīng)延遲加大、空氣流量變化范圍擴(kuò)大等問題，為此，許多車型采用電控增壓壓力系統(tǒng)，如進(jìn)氣和排氣泄氣、節(jié)流控制等裝置等，以減少渦輪機(jī)廢氣入口或進(jìn)入缸內(nèi)的氣流量，從而降低增壓比，避免爆燃和過高熱負(fù)荷，并有利于高、低速扭矩特性的控制。

本案例中涉及的渦輪增壓器采用了電磁閥控制的空氣旁通閥，就是為了防止進(jìn)氣系統(tǒng)出現(xiàn)“喘振現(xiàn)象”(減速期間進(jìn)氣氣流反向而產(chǎn)生噪音的現(xiàn)象)。在加速踏板松開、節(jié)氣門關(guān)閉時(shí)，渦輪增壓器與節(jié)氣門之間的壓力會(huì)升高，打開空氣旁通閥，可將壓力轉(zhuǎn)移至渦輪增壓器的上游。

本案例中，由于空氣旁通閥關(guān)閉不嚴(yán)，造成增壓壓力不夠，影響發(fā)動(dòng)機(jī)高速時(shí)的功率輸出。本案例的作者在故障原理分析和診斷思路方面做得比較好，但是我個(gè)人認(rèn)為，既然維修技師懷疑旁通管路有問題，為什么不對(duì)其進(jìn)行靜態(tài)檢查，而要采取與正常車輛互換部件后再去進(jìn)行試驗(yàn)？或許這是4S店有互換部件的便利條件所致吧。