迈腾发动机电控系统

迈腾发动机电控系统故障分析

一、发动机电控系统组成与工作原理

（

一）电控发动机的组成

（二）

汽油发动机电控系统一般由进气系统、燃油供给系统、点火系统、燃油喷射控制系统等组成。整个电控系统是以发动机电子控制器(简称ECU)为控制核心，以空气量和发动机转速计算出基本喷油持续时间，根据传感器检测与发动机工况有关的参数，对基本喷油持续时间进行修正，以喷油器，点火电子组件和怠速控制阀等为控制对象，保证获得与发动机各种工况相匹配的最佳混合气成分、喷油时刻和点火时刻。

现代汽车除了需要有很好的安全性，舒适性及良好的动力之外，越来越需要有良好的环保和经济性，特别是在现今燃油价只高不低的形式下。提高进入发动机内的燃油性，改善燃油质量，使燃油能够充分燃烧是提高车辆经济性的一个重要途径。改善发动机燃油质量，节约能源，减少废气污染，提高发动机经济性的其中一个有效措施发动机上增加废气涡轮增压器。利用发动机排出的废气驱动涡轮带动压气机，可提高进气压力以达到增加充气量的目的。采用缸内直喷和涡轮增压技术已成为发动机技术发展趋势，大众汽车的TSI发动机更应用了许多独到的先进技术，进一步巩固了大众汽车技术领先者的地位。

二、TSI发动机的显著特性及优点

（一）缸内直喷的优点

首先，缸内直喷稀燃发动机在低转速和小负荷工况可以实现只消耗很少的燃油却能达到良好的低扭特性。它可以在活塞接近上止点前一刻喷油，使汽缸内只

有火花塞附近的混合气能达到燃烧的空燃比，而火花塞外层气体均为稀燃气体；汽缸内混合气总体空燃比在极低情况下正常燃烧，此称为分层稀薄燃烧技术。分层稀燃技术使少量燃油在富氧条件下充分燃烧，不仅节省了发动机部分工况的燃油消耗率，实现良好的低扭特性，降低燃油消耗。通常这样少的供油量，在传统进气道喷射的发动机上，由于空燃比太低，都不能爆炸做功；而且传统发动机在低转速时，由于燃烧不完全，HC生成也会比较多。

为了保证发动机大马力输出，缸内直喷发动机在活塞处于排气行程终了直至压缩行程终了可以一直向气缸内喷油(即在油气混合的行程不间断供油)。在喷射等量燃油的前提下，直喷式发动机相对进气道喷射发动机赢得更多喷油时间，而且减小喷油速率的高压喷射，油气混合更加均匀，容易实现大马力高扭矩的均质加浓燃烧。而传统进气道喷射的发动机供油只是在吸气行程，在处于压缩行程时，进气门已经关闭了，无法继续供油。供油的时间缩短了，所以要求的喷油速率就要高；这会造成汽油不完全雾化，混合气形成不均匀的现象；那么高转速的动力性和急加速性能，自然就会比直喷式发动机弱一些。

（二）TSI发动机的优点

TSI燃油直喷技术在同等排量下实现了发动机动力性和燃油经济性的完美

结合，是当今汽车工业发动机技术中最为成熟、最先进的燃油直喷技术，并引领了汽油发动机的发展趋势。

将燃油直接喷射入气缸的TSI发动机相比将燃油喷射至进气歧管的传统发动机，其优势在于：

（1）发动机控制策略采用基于扭矩控制；

（2）增压器在发动机停止后有独立冷却系统；

（3）（4）连续可变进气配气相位（曲轴转角60°），令油耗降低，提高功率；

(5)链条传动。寿命长，终身免换，可靠性远远高于以前的齿带传动。

TSI发动机的新特点来自工程师们开发的大量关键组件，其中包括：- 为该技术专门设计的、单活塞高压泵的共轨高压喷射系统，负责提供充足的燃料，保证系统达到所需要的压力状态；

- 全新设计的每气缸配有4气门的新气缸盖，气门由凸轮滚子从动件驱

动；

- 可持续控制进气的燃烧进程；

- 改进的排气控制系统，带有存储型催化NOx式排气净化器和NOx感应器，现在低硫汽油的供应日益普及，发动机全面节油的潜力逐渐得以

实现。

三、电控发动机的诊断流程

（一）车辆问珍

问诊是对故障进行调查的开始，通过对驾驶员和有关人员的询问，可以了解故障发生、发展的全过程，并获得相关的信息，为进一步诊断打好基础。合理的问诊，可以从驾驶员那里获得重要的维修参考信息，比如故障发生时间、情况、起因以及伴随着什么故障等，是十分重要的。如果修理技师善于和驾驶员沟通，通过驾驶员所反映的车辆性能、响声和振动等细小变化，往往可以找到故障原因。问诊过程中，修理技师不能有偏见，或单凭经验，缺乏分析推理。问诊本身是一门艺术，对询问中获得的信息去粗取精、择其要点加以联想，常常能使我们找出排除故障的正确思路或着手点。

（二）症状确认

问诊之后不能草草动手，还需要对症状进行确认。因为有的驾驶员为技师提供的信息不够准确，有的是因为驾驶员描述不够准确，有的是因为驾驶员本人对车况了解得不够详细，诸多因素使得问诊信息在一定程度上失真。这就需要技师通过路试或起动发动机对症状进行确认。在确认症状的时候，需要设法再现或模拟故障发生的环境，让故障得以充分体现，并进行确认。当然，对于可能给车辆或人身安全带来危险的试车，是不能试验的。确认症状的过程中，对于一些偶发性故障或没有规律的故障，还需要借助模拟器或其他途径，让症状体现出来，以利于诊断。

（三）直观检查

并非所有的故障检测都需要动用诊断仪、示波器，有的时候，通过直观的检查也可以快速找到故障原因或重要线索，因此维修中需要灵活运用多种手段，确保按照由简至繁的原则进行诊断，以提高维修效率。直观检查，需要诊断人员具有丰富的实践经验和系统的专业理论，在汽车不解体或局部解体情况下，依靠直观的感觉印象、借助简单工具，采用眼观、耳听、手摸和鼻闻等手段，进行检查、试验和分析，确定汽车的技术状况，查明故障原因和故障部位。

（四）解码诊断

利用电喷车自诊断系统读取故障码，是诊断电控发动机过程中非常重要的一步，故障码对维修方向的确定和检测的流程具有重要意义。读取故障码的方法可分为两种：人工读码和采用仪器的方法（采用汽车故障电脑诊断仪）。

（五）数据读取

仅仅利用诊断仪诊断故障，在实际维修中还远远不够。很多时候必须借助一些数据流，才能找到排除故障的线索。许多情况下，电控燃油喷射发动机会出现这样的情况：发动机出现了故障现象，比如怠速不良、抖动严重、怠速冒黑烟、发动机耗油量大、发动机加速不良以及发动机空负荷时只能加速到3000r/min 等，这种情况下使用诊断仪往往会发现控制单元中没有故障记忆，也就是说发动机的自诊断系统没有发现本系统有故障。出现这种情况，我们暂且称之为系统的软故障。遇到这样的情况，会使许多从事电控发动机维修的专业人员产生一种疑问──为什么控制系统工作正常而发动机却工作不正常？造成这种情况的原因如何去查找呢？这种情况下就需要利用诊断仪中的数据分析功能来查找发动机控制系统的软故障。

（六）试车检验

电喷发动机维修结束时，需要进行竣工检验。试车检验作为最后一个维修步骤，和之前确认症状时的试车，在方式、方法上基本相同，但是二者的目的并不

相同。症状确认时的试车，是为了找到故障根源，或再现故障。而竣工时的试车检验，是为了确认故障是否已经排除。验收过程中，通过车辆的行驶或发动机的运行，来检查汽车修复的结果，并通过模拟原有的故障环境等手段，来判断修理或更换部件的工作情况。如果发现缺陷，需要及时采取补救措施，或重新进行修理。

四、大众迈腾1.8TSI车型发动机电控系统经典案例分析

案例1:迈腾TSI发动机偶而熄火故障维修实例

2008年产的迈腾1．8TSI轿车。行驶4万里程，加速无力、汽车偶尔熄火故障。此车在多家维修厂进行维修过，但故障还是无规律出现。

试车后，没有出现上述故障。但用户坚持该车存在故障．于是先对该车存在的故障进行原因分析。

导致汽车起动困难的原因主要有以下方面：

1.油箱中无油；

2.起动时节气门全开；

3.电动汽油泵不工作：

4.喷油器不工作或漏油：

5.油路压力过低：

6.进气管有漏气；

7.空气滤清器堵塞；

8.空气流量计有故障：

9.水温传感器有故障；

10.点火提前角不正确或高压火花弱；

11、正时皮带断裂；

12、发动机气缸压缩压力过低：

13、发动机搭铁不良；

14、防盗系统故障；

15、排气管堵塞。

能引起发动机自动熄火故障的原因主要有：

1、进气管路突然真空泄漏。

2、怠速调整不当、节气门体过脏、怠速控制系统不良等造成的怠速不稳。

3、燃油压力不稳定．如电动汽油泵电刷过度磨损或接触不良，燃油泵滤网堵塞等。

4、废气再循环阀阀门阻塞或底部泄漏。

5、燃油泵电路、喷油器驱动电路等电路有接触不良故障。

6、汽油泵继电器、EFI继电器、点火继电器等出现故障。

7、点火系统工作不良。如高压火弱．火花塞使用时间过久．点火正时不对。点火线圈接触不良或热态时存在瞬间短路导致高压火花弱甚至没有高压，低压线路接触不良等．

8、节气门位置传感器不良。

9、空气流量计或进气压力传感器有故障。

10、冷却液温度传感器、氧传感器有故障。

11、曲轴位置传感器有故障。如无转速信号(插头未插好、曲轴位置传感器信号线断、传感器定位螺钉松动、间隙失调、传感器损坏等)：曲轴位置传感器信号齿圈断齿引起加速时熄火：曲轴位置传感器内电子元件温度稳定性能差导致信号不正常．引发间歇熄火故障。

使用检测仪VAS 5052对车辆进行检测．发现在发动机控制单元中存储了故障码08851(燃油压力调节阀机械故障)。此故障码为偶发故障，清除故障障码后试车，此故障码没有再出现。考虑到燃油压力调节阀(N276)出现故障会影响迈腾轿车的加速性能．所以给用户更换了新的燃油压力调节阀(就是高压泵)试车。一切正常，用户把车开走。两个星期后。用户又把车开回来．并陈述故障没有排除。还是有时会出现起动困难的故障。再用故障检测仪读取发动机电控单元故障码．故障码仍然是0885l。为了更清楚地阐述诊断思路．分析了燃油系统的工作原理。对于1．8TSI发动机，J519继电器支架上没有燃油泵继电器。而是在燃油泵(低压)上安装了控制模块J538。

TSI发动机采用汽油缸内直喷技术,燃油系统通过燃油高压泵(由轮轴驱动)把低压燃油系统内50～650kPa的低压燃油转化为1.1-3.0 MPa的高压燃油,以满足不同工况的需求。燃油压力调节阀N276装在燃油高压泵上,属高频电磁阀(不能进行通电测试).发动机控制单元根据装在高压油轨上的高压燃油压力传感器

G247监测到的信号控制N276．以精确调整占空比，从而得到所需的燃油压力。低压燃油系统的压力由燃油箱中的电动燃油泵提供．装在燃油箱上部的燃油泵控制模块J538根据脉宽调制信号控制电动燃油泵工作．使低压燃油系统压力维持在50-500 kPa。在发动机起动时，低压燃油系统的压力能达到600 kPa以上．以保证发动机的正常起动及工作。根据上述工作原理可知．发动机正常起动的燃油压力由低压燃油系统提供．所以如果高压燃油系统发生故障．一般不会影响发动机的起动。为了验证燃油压力调节阀N276对起动是否有影响．对一辆正常迈腾轿车做试验，即拔下N276的插头，使高压燃油系统的压力接近低压燃油系统的压力。起动发动机．发动机能正常起动，并且可以维持发动机运转。发动机运转几分钟后，发现电子节气门(EPC)灯点亮，路试车辆，发现车辆加速缓慢，加速踏板踩到底．发动机转速也才3000转／min左右．但车辆可以“跛行前进”。通过以上试验分析，该车故障与燃油压力调节阀N276及高压燃油系统无关．故障原因很可能是低压燃油系统存在故障。为进一步验证低压燃油系统是否存在故障．在发动机怠速状态下．拔下该车N276的插头，此时发动机立刻熄火。分析熄火的原因是低压燃油系统不能建立发动机正常起动及工作油压，由此说明低压燃油系统确实存在故障。将N276的插头插好，再次尝试多次起动和熄火，终于使发动机不能起动的故障重现。此时在低压系统中连接VAGl318燃油压力测试仪，多次打开点火开关以建立工作油压，发现燃油压力仅为200kPa。而正常情况下，发动机起动时，燃油压力应被控制在650kPa左右以保证发动机顺利起动。造成低压燃油系统压力过低的原因应该是燃油系统控制单元J538有故障、燃油滤芯堵塞、燃油滤清器上的压力限制阀常开或燃油箱内的电动燃油泵有故障。如果燃油系统控制单元J538有故障．一般情况下会有相关故障码被存储．而之前的检查中未发现此类故障码．因此初步判断为电动燃油泵或燃油滤芯有故障。从燃油箱中取出电动燃油泵．在试验台上检测燃油泵的泵油压力，发现燃油泵的泵油压力能达到700kPa以上．这说明燃油泵没有故障．故障原因应该是燃油滤芯。

更换燃油滤芯后。发动机能够顺利起动．此时测量低压燃油系统的压力为

650kPa，交车至今，该车没有再发生此故障．故障彻底排除。

通过以上的诊断方法和维修，终于将这辆车的发动机动力不足，燃润料消耗增大，排气管冒蓝烟的故障排除了。从中得出结论，导致该车发动机动力不足故障是废气涡轮增压器窜烧机油造成的，而造成烧机油的故障是废气涡轮增压器与空气滤清器连接的进气胶管内层油布脱层，引起废气涡轮增压器漏油所致。

故障诊断总结

通过排除这例故障，得出经验如下：

一、检查迈腾发动机低压燃油系统时，可拔下N276的插头观察发动机是否熄火。如果熄火则说明低压燃油系统压力过低，不能维持发动机正常起动及运转，此时应检查电动燃油泵、燃油滤芯是否正常；如果不熄火，则查看数据流01一08—106组的1区数值(高压燃油系统的压力值)。若数值在650kPa左右，则证明低压燃油系统没有故障。

二、在维修诊断时勿被故障码所迷惑。虽然在该车的发动机系统检查到了燃油压力调节阀的故障码。但实质上并非自身故障，是燃油滤清器压力限制阀出现故障导致了低压燃油系统压力异常．以致调节到极限也无法使压力正常．此时发动机控制单元便会存储有关的故障码。

三、在维修诊断时．要结合维修资料，仔细分析其工作原理．在了解其工作原理的基础上分析故障原因才能收到事半功倍的效果。

案例2

一辆迈腾1.8T的大众汽车，采用TSI发动机，进厂报修故障是发动机动力不足，燃`润料消耗增大。经试车发现，发动机动力性明显下降，而且排气管冒蓝烟。这种故障不但使汽车的动力性降低，燃`润料消耗增大，还对我们的环境,空气造成污染，危及我们人类生存的自然生态。

一、发动机动力不足故障的原因及分析

发动机正常工作时排气管排出的废气是没有颜色的，如果排出的废气呈蓝色，那表明已有大量的机油窜入气缸内被燃烧。而造成大量机油窜入气缸的原因有以下几方面：

1.活塞与活塞环密封不严

活塞环与气缸体磨损严重或各活塞环端口重叠，造成曲轴箱的机油能窜入发动机气缸内。

2.发动机加注机油过多

润滑机油的油面过高，会造成发动机机油容易窜入发动机汽缸内。

3.空气滤清器堵塞

空气滤清器滤芯堵塞会引起进气管路不畅，使空气进气量不足，造成增压器管内真空度增大，导致机油被吸入至增压器内再泄漏到发动机汽缸内。

4.气缸垫圈损坏

气缸垫圈破损，造成油道与气道连通，导致机油渗入到发动机汽缸内。

5.涡轮增压器故障

涡轮增压器排气系统有泄漏。因为废气涡轮增压器的“全浮动式轴承”是利用发动机机油润滑和冷却的，所以当废气涡轮增压器的挡油环前端的甩油环和密封环失效造成漏油时，机油就很可能同空气混合一起进入气缸内被燃烧，造成发动机排气冒蓝烟。而涡轮增压器漏油，会引起转速降低，减弱增压效能，使发动机动力下降。

根据以上分析，围绕着排气管冒蓝烟现象，采取先易后难的方法进行检查。先检查空气滤清器滤芯是否阻塞，经检查滤芯无堵塞，工作正常；检查发动机润滑机油油量，润滑机油油面高度符合标准；再拆下气缸盖检查，气缸垫圈及气门有关部件都正常。那么该车窜烧机油的原因就只能是在废气涡轮增压器故障所致。

二、废气涡轮增压器的工作原理

涡轮增压装置主要是由涡轮室和增压器组成。首先是涡轮室的进气口与发动机排气歧管相连，排气口则接在排气管上。然后增压器的进气口与空气滤清器管道相连，排气口接在进气歧管上，最后涡轮和叶轮分别装在涡轮室和增压器内，二者同轴刚性联接。

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涡轮增压发动机是依靠涡轮增压器来加大发动机进气量的一种发动机，涡轮增压器实际上就是一个空气压缩机。它是利用发动机排出的废气作为动力来推动涡轮室内的涡轮(位于排气道内)，涡轮又带动同轴的叶轮位于进气道内，叶轮就压缩由空气滤清器管道送来的新鲜空气，再送入气缸。当发动机转速加快，废气排出速度与涡轮转速也同步加快，空气压缩程度就得以加大，发动机的进气量就相应地得到增加，就可以增加发动机的输出功率了。

发动机排出的废气通过排气管，经喷嘴环进入涡轮壳。喷嘴环做成截面收缩式，故废气进入壳体时速度提高，惯性冲力推动涡轮室的涡轮高速旋转。涡轮和压气机叶轮固定在同一根轴上，所以叶轮和涡轮同速旋转。叶轮压送由空气滤清器管路送来的空气，经压气机增压进入扩压器。扩压器的进口小而出口大，所以空气转速下降而压力上升。压气机壳的截面积也是由小到大，所以空气压力继续上升并经进气管进入气缸。当发动机转速加快时，废气排出速度与涡轮转速同步加快，叶轮压缩更多的空气进入气缸，这样就可以增加进入发动机的空气量，提高燃烧质量，从而增加发动机的输出功率，提高其动力性。

三、故障排除的措施和方法

根据以上检查结果，据原理分析，发动机动力不足是由窜烧机油引起。而影响发动机窜烧机油有可能是由于废气涡轮增压器有泄漏所致。对废气涡轮增压器进行解体拆检，当拆到废气涡轮增压器的进气口和排气口时，看见叶轮表面和出气口胶管上有少量渗漏的机油，估计是废气涡轮增压器漏油所造成。造成增压器漏油有以下几方面的原因：

1、发动机曲轴箱通气口阻塞

发动机曲轴箱通气出口阻塞使压力过高，曲轴箱废气压力超过规定值，会

使涡轮增压器回油管内压力升高、回油不畅而造成密封环漏油。

2、废气涡轮增压器回油管路变形

废气涡轮增压器回油不畅，在使用过程中因机油的回油管路发生变形造成阻塞，致使机油回油不畅，中间体内机油压力过高，压缩机油沿着转子轴向两端流动挤出密封环造成漏油。

3、废气涡轮增压器密封不严

涡轮增压器要求密封配合良好，各配合间隙要符合原厂标准。废气涡轮增压

器的挡油环前端甩油环和密封环与轴承磨损

增大将会造成漏油现象，使机油进入气缸内燃

烧，使发动机排气冒蓝烟。

4、空气滤清器阻塞

空气被增压器吸入的过程中，由于空气

滤清器一端堵塞，故当进气管内真空度增大时，空气增压器进气口处压力便会下降，从而造成机油渗入增压器，随着空气一起进入气缸内燃烧。

通过对废气涡轮增压器漏油原因分析，决定围绕引起废气涡轮增压器漏油原因进行检查。讲废气涡轮增压器各零配件拆下清洗干净，检查各零配件是否有磨损失效。直观检查各零配件表面平整无严重磨损。使用平板、百分表、V形座，来检查涡轮增压器轴是否有弯曲。经检查，中间轴相对于两端轴的径向圆跳动符合标准要求（标准≤0.15mm）。装配好废气涡轮增压器各零配件后，进行总成检查，转动灵活无拖挂现象。将涡轮壳装好，，使百分表触头与涡轮端面接触，用手轴向推动转子，测得转子轴的轴向间隙是0.15mm。接着使长节杆的百分表触头与转子轴接触，上下推动转子轴，测得径向间隙为0.44mm对于这辆车说来所使用的涡轮增压器，以上测得的数据都在正常范围内。将废气涡轮增压器安装在发动机上，再把其回油管拆下清洗干净、装好。启动发动机检查废气涡轮增压器的涡轮室和增压器内有无机油漏出，在试验的过程中，发动机排出的废气没有冒蓝烟，发动机工作也正常。因为发动机进气没有通过废气涡轮增压器和空气滤清器滤芯各连接管，故障现象不出现，所以应从涡轮增压器进气口的胶管开始至空气滤清器这一段管路进行彻底检查，通过检查，发现涡轮增压器与空气滤清器连接的进气胶管内层的胶油布有脱层现象。若胶管内层油布脱层，会造成怠速运转，

进气管内真空度低，还有少量空气进入。但当加速时，进气管内胶油布阻塞进气，会使涡轮增压器进气口处压力降低，从而造成机油被吸入涡轮增压器内，与空气一起进入发动机内被燃烧。所以诊断故障是胶管内层油布脱层损坏引起的。更换进气胶管，试车发动机动力不足、排气管冒蓝烟的故障被排除了。