【维修案例】上海大众新朗逸故障灯亮

【维修案例】上海大众新朗逸故障灯亮

车辆类型：搭载EA211发动机。

车辆识别号：××××××。

里程：15km。

故障现象：发动机启动后，OBD故障灯常亮。

故障诊断：此款车型采用大众最新的EA211发动机，与之前的EA111系列相比，EA211发动机有几大特点：①降低油耗和CO2排放，满足未来油耗和排放目标（达到国五标准），油耗降低7%~10%；②降低材料成本，轻量化设计减少原材料使用，发动机重量减轻7%；③优化整体布局，车头长度（车头到前轮中心的距离）缩短约7%，实现有竞争力的造型。另外，发动机可横置、纵置或后置；④降低产品复杂度，可用于低端和高端配置。另外，EA211和EA888系列发动机安装位置统一。正因为这些特点，EA211系列发动机从2013年开始已经全面替代了EA111系列发动机，因此如何修复这辆车对于以后同类发动机的正常维修有着重要的参考意义。

OBD故障灯亮，说明发动机排放控制系统出现故障。针对此系统，首先使用车载诊断仪进入发动机系统，读取系统故障码，为（4050）进气系统有少量气流，静态。根据这个故障码的含义，可能的原因只有一个，那就是进气系统相关部位出现了泄漏。我们来检查一下这辆车的发动机进气系统，如图1所示。

图 1 发动机舱

从图1中我们可以看出发动机进气系统的走向为：进气口→空滤总成→带有共振腔的进气管→至涡轮增压器→增压后的进气管→节气门→带有中冷器的进气歧管（如图2所示）→最后进入气缸。如果这些部位有未密封的位置，就有可能造成本文所述的故障。除了这些进气管漏气外，还有一种原因，就是与进气歧管连接的真空管以及管子上的单向阀损坏，也会引起同样的故障。所以要从这两个方面来检查问题。

图 2 带中冷器的进气歧管

故障码已经表明了维修思路，大致的检查范围也已经确定，但对于现代汽车维修技师来说，了解故障码的含义并不是最关键的，更重要的是懂得如何通过数据流来分析、验证故障码，因为大多数故障码往往只是一个大概的方向，告诉维修技师从这个方向入手。数据流可以观察到发动机运转时的动态数据，一个好的维修技师不仅会通过异常数据找到故障点，还会在维修后通过数据流观察来验证故障是否已经修复。因此，笔者接下来读取了发动机系统中的相关数据流。由于大众国五排放的发动机诊断程序的通讯协议由过去改为UDS通讯协议，这使得诊断程序的界面更加直观易懂，可以读取更多的数据流信息，人机通讯界面更加友好。以前协议的板载自诊断模块必须输入通道号才能读取数据流，输入通道号后屏幕只显示数据而没有通道的相关信息。使用UDS通讯协议的不再需要输入通道号。界面提供了很多可以读取的数据信息，直接选择√并确认后，屏幕会清晰的显示所选模块的数据和信息。相比以前读取数据更加清晰方便。选择相关信息后，数据流向如下：

标准负荷20%，冷却液温度95℃，车速758r/min，经节气门质量流量11.6kg/h，漏空气13.1kg/h，绝对进气压力45kPa，初始进气压力458.20kPa，实际增压压力1003.83kPa，标准增压压力266.02kPa。

从数据流中可以看到漏气量数据为13.1kg/h，虽然手头没有这个车型的漏气量标准数据，但是通过对比可以判断。数据流中通过节气门的质量流量为11.6kg/h，也就是说漏气量大于通过节气门的质量流量，这肯定是异常情况。数据流结果充分印证了故障码的含义：进气系统应该存在泄漏。

接下来我们需要重点检查相应的可疑部位。由于这是一辆全新的商用车，笔者最大的怀疑是某条真空管路安装不规范或者单向阀出现故障，因此我们首先检查发动机上的真空管路，目视检查并拉拽每一条真空管路，反复检查后均未发现故障。真空管路上的几个单向阀也逐一检查，均未发现问题。这说明故障点不在这一方面。

本文开头分析了故障可能出现的两个因素，如果排除其中一个因素，那么很有可能是另一个因素。从图1可以看出，如果进气系统出现泄漏，并且影响到发动机的运转，那么涡轮增压器就是分水岭，如果在分水岭之前出现泄漏，那么对发动机的正常工作不会产生任何影响，而如果在那个地方之后出现泄漏，包括增压器到节气门的进气管、节气门本身以及进气歧管模块，这三个部位中的任何一个都无疑会影响发动机的正常工作。基于这样的考虑以及先易后难的原则，我们首先尝试更换增压器到节气门段的进气管和节气门，启动发动机后观察到数据流中泄漏的空气质量仍然没有变化。接着，我们将试驾车的进气歧管更换到车辆上后，再次启动发动机，读取数据流。发现漏气量明显减少，已不足1kg，试驾20km后再次读取故障码，系统显示正常。由于进气歧管没有现货，为了确认故障是否确实出在进气歧管上，技师将故障车的进气歧管换成了试驾车的进气歧管。行驶不到10km，故障灯亮起，读取故障码及数据流，与故障车之前的数据完全一致，可以确认车辆的故障已经排除。

故障总结：其实这辆车的故障比较简单，也不是什么难修的问题。不过我之所以写这个案例的主要原因是这辆车比较新，发动机也是新型号，维修手册上没有详细描述。特别是数据流与之前的车型有很大的变化，比如本文提到的漏气质量，并不是之前所有的车型都有。基于此，我也简单整理了几个正常车辆和故障车辆的关键数据流，如表格所示（当时没有统计故障车辆的部分数据，所以表格中有部分数据没有）。

从表格中可以看出，车辆正常工作时，数据流中虽然有漏气数据，但基本可以忽略，为0.9kg/h，远小于故障车辆的13.1kg/h。其他几个数据，包括绝对进气压力、通过节气门的质量流量、发动机负荷等也远小于故障车辆。这一点可以结合本文中的故障现象来理解。当进气歧管出现泄漏时，由于进气歧管为负压，首先从外界进入的就是正常压力的空气，进入发动机进气系统。因此，进气歧管上的绝对压力传感器检测到的信号较高（45kPa），进气过剩自然会导致发动机转速升高（758r/min）。当发动机转速升高时，通过节气门的空气流量也会增加，相同时间内流过节气门的空气质量当然也会增加（11.6kg/h）。发动机控制单元根据节气门开度、发动机的空气质量等来计算负荷，所以计算出发动机负荷要增加（20%），但数据中最难理解的就是漏出的空气是怎么算出来的。笔者了解漏出空气首先是一种间接计算的方式，因为在这台发动机上，只在进气歧管上安装了绝对压力传感器，并没有检测进气量的空气流量传感器。但间接检测也需要发动机控制单元来计算，因为单元内存储了发动机各个工况下的数据曲线，包括发动机的进气量（绝对压力传感器）、发动机转速（转速传感器）、发动机负荷（节气门）等。本例中，故障车辆的发动机实际转速（758r/min）远高于理论转速（648r/min），绝对压力传感器（45kPa）也远远超出标准数据。当节气门单元开度正常时，发动机控制单元自然会认为系统存在泄漏，然后通过内部程序进行比较，综合计算出进气系统泄漏的空气量。

接下来说说故障码和数据流。笔者一直认为，读取故障码，理解其含义是一件很简单的事，一个助手和一个维修技师同时读取故障码，其实没什么区别，但如果让他们同时分析数据流，那么优劣立马就能看出来，因为对于技师来说，很多故障码看不出来的问题，其实在数据流中都能反映的非常清楚，但前提是技师要熟练理解数据流的含义，以及数据流的正常范围。如果发现数据流异常，那么后续的维修肯定不会难。就如本文中，用试驾车更换故障车的进气歧管后，其实根本不需要路试，完全可以通过读取漏气的数据来判断问题是否还存在。

最后说一下这款车的节气门通过质量流量，笔者从一开始对此就比较困惑，根据之前的经验，比如之前的车型（老款帕萨特AWL发动机），如果进气歧管出现未密封的泄漏，通过数据流观察到的空气流量肯定是会小于正常值的，这是毫无疑问的。但是为什么进气歧管泄漏的情况下，节气门通过质量流量会大于正常值呢？归根结底还是计算方式的不同，AWL发动机的空气流量传感器安装在空气滤清器的后面，所有进气都会直接通过空气流量传感器计算出来。该车采用的是安装在进气歧管上的绝对压力传感器，它感应进气歧管的真空度来计算空气质量，遵循进气歧管真空度与进气质量成反比的原理，也就是进气歧管真空度越低，进气质量越大。该车由于进气歧管漏气，造成真空度降低，从而出现发动机控制单元计算出的流经节气门的质量流量过大的现象。

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