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大眾CC發動機怠速異常


  北京 廖愛國 吉林 李偉

  故障現象

  一輛2012款大眾CC,裝配2.0L CBFA汽油發動機,行駛30000km,最近不斷出現960r/min的高怠速,車輛重新啟動恢復700r/min的正常值,不久怠速又開始升高。

  故障診斷與排除

  連接大眾VAS5052診斷儀查閱數據,發現各項指標正常,檢查影響怠速的各部件(發動機溫度、節氣門開度、進氣管密封、活性炭罐電磁閥和曲軸箱通風管路等)結果都正常。接著更換零部件,換同型車的進氣壓力傳感器、氧傳感器、冷卻液溫度傳感器、發動機控制單元和車載電網控制單元,但都無法消除故障。重新啟動發動機,怠速恢復到700r/min后又開始升高。從電網電源系統管理開始檢查,檢查了蓄電池電壓和帶負載發電機輸出電壓,檢測結果都正常。

  技師只能對車輛進行全面檢查,常規項目檢查結果一切正常。但在對發電機檢查時,發現發電機在怠速不帶負載下就已達到80.4%的負荷狀態,代表著發電機給發動機帶來了極大的電氣工作負荷。隨著發動機轉速升高,發電機負荷值始終是80.4%,這種現象是不正常的。可斷定從發電機DFM端子到發動機控制單元J623的T94/46線束之間導線有斷路,用萬用表測量其阻值為∞,在發電機DFM柱和發動機控制單元柱之間接通了一根導線,見圖1紅色線條。

  重新啟動車輛后,VAS5052診斷儀進入數據塊閱讀。在01-08-03的4區中,看到發電機負荷值不是80.4%,而是38%。隨著不斷踩下加速踏板,發電機負荷值不斷變小。從中高速到怠速,每次到怠速狀態都是很平穩的70 0 r/min。這說明在電源管理系統中,所有重要的輸入信號丟失后,都要考慮相關部件不受影響而停止工作,因此往往會用一個極限值或者是常數來表示。當發生重要故障時,系統會采用某個確定值來替代。在運行一段時間后,電網電源控制單元J519經過一些特定條件下檢測,認定丟失信號無誤。于是,按怠速時發電機達到其所規定的最大負荷(對外顯示為不變的80.4%)的管理模式,指令開啟提速通道,向發動機控制單元J623下達提高怠速260r/min的工作指令,以回應當前發電機負荷狀態不可知信號帶來的需求。這種動態匹配,應是電源系統出現故障時的一種失效保護。修復發電機DFM端子出來到發動機控制單元J623 T94/46線束之間的導線,故障完全排除。

  

  

  維修小結

  用電設備在各種轉速下,從發電機DFM端子輸出的磁場脈寬調制信號計算得到的發電機負荷狀態的技術數據見表1,對分析故障形成機理提供了不少幫助。

  由表1可知,①在發動機空載或有載時,發電機負荷隨發動機轉速升高而降低;②發動機轉速不變時,發電機負荷隨用電設備增加而增大;③發電機負荷(發動機的一個電氣負荷)是指所有運行的電氣負荷,從正在工作的發電機那里得到多少份額的功率,用百分比表示其負荷狀態。由于發電機在不同的轉速下有不同的最大輸出功率,并隨轉速提高而增大。因此同一個電氣負荷在不同的發電機轉速下或多個用電負荷在發電機同一轉速下,其表現的發電負荷都會不同。因此當發動機轉速升高后,發電機負荷不能隨之變小的現象是不正常的。

  電網電源管理系統對整車電源系統進行全方位跟蹤管理,對蓄電池監控的是電壓,對發電機監控的是負載,需要同時保障兩者運行無誤。對發電機負荷來說,電網電源控制單元J519從發動機開始,通過發動機控制單元和數據總線,不斷收集來自發電機DFM端子送出的脈寬調制信號PWM和發動機轉速信號,據此確定加載到發動機上的發電機負荷。如果在怠速狀態下,J519經過這些信號得到發電機負荷已經達到其所規定的最大值即峰值時,為避免發電機電壓下降到蓄電池電壓之下時引發蓄電池放電,立即指令發動機控制單元J623提高發動機轉速。發動機功率和發電機功率相應增加,以解決原怠速下的高電氣負荷帶來的供求矛盾,并可穩定或提升電網電源電壓。

  專家點評——李玉茂

  讀罷此文,知道本案例由兩人參與完成。第一人是技師,他閱讀數據塊后發現數值正常,于是更換進氣壓力傳感器、氧傳感器、冷卻液溫度傳感器、發動機控制單元和車載電網控制單元,但故障并未消除。技師再次閱讀數據塊,發現怠速工況發電機負荷情況不正常,由此判斷以及測量驗證DFM信號線斷路。

  不知道技師第一次閱讀數據時是否與標準數據一一對比,如若未對比就更換多個部件,顯然比較盲目,技師第二次閱讀數據時進行對比很快排除故障。發電機輸出DFM信號,供發動機控制單元監測發電機負荷情況,通過控制怠速實現發電與用電平衡。DFM信號中斷,發動機控制單元失去對怠速的合理控制,為此出現怠速不正常現象。

  第二人是本文作者,他詳細記錄了整個排故過程,分析了DFM信號線斷路帶來的影響,并在故障小結中以表1中的數據為論據,提供了不同負荷和轉速的發電機負荷標準值,對分析本案例的故障原因和診斷同類故障帶來極大的幫助。


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