直喷汽油机燃油系统故障诊断技术应用实例

直喷汽油机燃油系统故障诊断技术应用实例

0流量调节的回路原油廖直技术可以提高驾驶员的功率，创造快速、准确的油压机反应，并将燃料浪费到气压管道中。这有助于提高整个车辆的燃料效率和排放。因此，廖直隶技术已被广泛应用于各款主缸的主缸。它的燃油系统与传统“缸外混合”的多点喷射发动机燃油系统在结构与原理上有较大的区别,因此也带来了燃油系统故障诊断与检测方法上的差异,以下通过大众TFSI发动机介绍缸内直喷汽油机燃油系统的故障诊断经验。1对内部直接燃料的燃油系统故障的分析1.1高压系统喷油如图1是大众轿车FSI发动机供油系统组成,整个供油系统油压能实现按需调节,电功率和机械功率都被减至最小以达到节油的目的。车载电网控制单元负责给燃油泵控制单元J538提供工作电源,当发动机控制单元J623接收到启动或转速信号,结合系统高压和低压压力传感器信号进行计算分析,命令燃油泵控制单元J538输出脉冲调制信号(PMW)驱动燃油泵工作,一般可在低压系统产生50~500kPa范围的油压,如发动机在启动状态,低压油路压力还可达到65kPa。低压燃油进入由进气凸轮轴上的四凸或三凸凸轮驱动的高压燃油泵G6而形成高压,在油压调节器N276作用下,高压油路的压力值可在3.5~10MPa之间按需调整。如油轨内压力高于12~14MPa(视车型而异),高压限压阀打开,燃油可经泄油管回流到低压管路。油轨可起到缓冲器作用,吸收高压油路内的燃油波动,四个喷油器安装在油轨上,由发动机控制单元J623控制喷油。目前国内大众车采用的1.8TSI或1.4TSI已经是第三代直喷燃油系统,其结构更紧凑,将汽油滤清器及其限压阀、回油管等均装进燃油箱内,取消了低压油压传感器,低压系统供油量的检查采用如下方法:供油循环内,供油量持续减少,直到高压压力受到影响。高压油路取消了回油管,高压限压阀集成在高压油泵内,进行过压保护和控制系统压力。高压油泵内还集成了缓压器,用于吸收回油和过压保护时产生的压力波动。1.2系统故障因素与传统燃油系统常见故障原因类似,缸内直喷汽油机供油系统对燃油和管道清洁度要求更高,油路脏污、堵塞、泄漏、机械磨损等仍是系统故障主要影响因素。除了燃油滤清器需定期更换外,电动燃油泵和高压燃油泵是最常见的故障部位。此外由于油压按需调节,电子控制功能的增加,使电控系统潜在故障原因增多,包括高、低压传感器,油压调节阀N276,油泵控制单元及相关线路等。对于大众等车系,还可能产生因电控单元匹配、传感器设定不良导致的相关故障。2直接油挤出系统的故障诊断2.1故障诊断发动机电控单元自诊断功能一般包括故障码读取、读取数据流、执行元件功能自测试等,在实际故障诊断中应灵活应用。2.1.1发动机电控单元流场燃油系统中燃油泵、压力传感器、油压调节阀N276、油泵控制单元J538及相关线路的故障,一般均可通过发动机控制单元读取故障码,按故障码指引的内容进行检修。此外,发动机电控单元还提供相关数据流以备分析应用。大众车系的缸内直喷汽油机燃油系统,可以利用VAS5051B/5052等诊断电脑,进入“引导性功能-读取发动机的测量值”读取。1.4TSI发动机在920r/min,发动机负荷17.3%时读取的正常燃油系统数据流实测值见表1。或者按路径“01-08”进入发动机控制单元读取106和140组测量值组数据(部分通用型诊断仪也支持此功能),正常1.8TSI发动机第140测量值组的实测值见表2。2.1.2执行元件自测试对于大众车系,电动喷油泵和油压调节阀N276的功能判断,可利用VAS5051/5052,按路径“01-03”进入执行元件自测试功能进行测试。1.8TSI缸内直喷发动机能提供以下八项自测试项目,参考表3,其中第1和第7项分别是燃油泵和油压调节阀N276动作。2.3油压和油压的检测2.3.1燃油系统压力的建立燃油系统高压油路压力的检查可通过数据流读取,应在3.5~11MPa之间。如果油压不正常,应先检查低压油路是否正常,再检查油压调节阀N276、高压限压阀和高压油泵等情况。当需拆卸燃油系统时,注意高压系统须进行泄压,1.8TSI与1.4TSI直喷燃油系统泄压方法有较大的区别。1.8TSI直喷燃油系统高压压力的建立必须N276通电吸合才能实现,N276不通电时是处于打开状态,因此其泄压可采取如下方法:将燃油压力调节阀N276电插头连接拔下,起动发动机并怠速运转约10s,高压系统油压降低到大约600kPa,熄火后尽快打开高压系统,否则燃油系统压力可能由于温度升高而再次升高。另一种方法是拔下碳罐插头和电动燃油泵保险丝SD10,启动发动机,观察01-08-106/140数据流中系统油压值,当压力下降到600~700kPa时关闭发动机,否则会损坏催化净化器,打开高压系统完成维修后,注意清除故障码。1.4TSI发动机高压燃油系统的油压调节是由J538通过占空比信号控制N276泄油来实现,因此检修该系统的泄压方法须利用VAS5051B诊断电脑,进入“引导性功能-高压燃油压力释放”功能,通过诊断电脑控制油压调节阀N276通电泄压,最终压力降至600kPa左右。2.3.2燃油泵运转系统电动燃油泵G6由燃油泵控制单元J538输出PWM信号进行按需调节,使低压燃油系统工作压力范围在50~500kPa之间,冷热启动时达到650kPa。其最大压力测量应按以下方法进行:在低压系统连接带有油路开关的燃油压力表,将油路开关关闭。连接好VAS5051诊断电脑,进入诊断电脑的“01-03”功能驱动燃油泵自动运转15s,读取燃油表压力值应达到680kPa,即低压限压阀打开的压力。停止运转后10min,燃油系统残压应不低于375kPa。在检测最大压力时,测量燃油泵最大工作电流不大于9A。2.4主要控制单元的检测2.4.1控制端测试及分析测量油压调节阀N276的1号端子接12V电源,2号端子是控制端,由J623通过PMW信号进行调节,可测量其占空比信号波形来分析其控制及线路工作状况。检测N276电阻值,1.8TSI发动机应在1.5~2.0Ω,1.4TSI约10Ω。2.4.2钢膜弯曲时应变电阻燃油压力传感器核心是一个钢膜,在钢膜上镀有应变电阻,待测压力作用于钢膜一侧时,钢膜弯曲会引起应变电阻变化产生不同的信号电压。信号电压随压力上升而升高,其变化规律和范围见图2。2.4.3喷油器针阀开启电流测量喷油器的阻值应在2Ω左右。喷油器的工作电流波形见图3,喷油器针阀驱动峰值电压会达到90V,电流16A,正常打开针阀电压14V,电流10.8A,在喷油器针阀打开后,维持针阀开启的电流只需2.5A。2.5电控单元与燃油泵的匹配大众车缸内直喷发动机在更换J623,J538和燃油泵后,应进行电控单元与燃油泵的匹配,进入VAS5051的“引导性功能—电控单元与燃油泵的匹配”,按电脑指引操作。在更换高压燃油压力传感器时,应进行传感器设定。3故障诊断及故障排除3.1故障现象一辆2010款速腾,采用1.4TSI发动机,行驶里程18207km,出现加速无力,启动困难的现象,发动机故障警告灯间歇点亮。3.2高压燃油系统出现故障利用VAS5051B读取发动机故障码,有“08851P2293燃油压力调节阀N276机械故障”的故障码。清除故障码后启动发动机运行一段时间,故障码暂时未再出现。进入“01-08-140”读取怠速时第140组测量值,四个数据区分别显示:“3.2°,-58.1°,700kPa,01”,与正常车辆(见表2)对比,显示车辆高压只有700kPa太低,油压调节阀工作时间不正常,高压燃油系统出现故障。结合电脑记忆的故障码,分析故障原因主要有以下几方面:一是N276及其线路本身出现故障;二是高压燃油泵出现故障;三是低压燃油系统压力不足。先检查N276电阻正常,利用VAS5051B进入“01-03”的执行元件自测试功能,当N276被驱动时,用手摸能感受到N276工作的轻微振动,听到其工作的“哒哒”声,说明N276的控制及线路正常。再接入压力表测量低压燃油系统能达到700kPa的过压,表明低压燃油系统正常。故障原因集中在高压泵或N276内部机械故障,由于高压泵和N276是集成一体,决定更换高压燃油泵。更换高压泵后