奥迪1.8T涡轮增压进气系统故障诊断

GXF360 2017-05-29

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奥迪1.8T涡轮增压进气系统故障诊断

何庄

（广东省国防科技高级技工学校，广东广州 510515）

摘要：本文主要介绍一台奥迪A6小轿车，由于发动机的涡轮增压系统有故障，造成动力不足，高速加速无力。通过分析奥迪1.8T发动机的涡轮增压进气系统的结构和原理，并利用各种专用设备进行故障分析诊断，快速找到故障点，提高了工作效率。

关键词：涡轮增压系统故障；动力不足；叶轮转动不灵活

涡轮增压进气系统在现代汽车中应用越来越多，它是在发动机排气歧管后加装涡轮增压器，利用排气作为动力，通过发动机控制单元ECU接受增压系统各传感器的信号，控制涡轮增压系统的执行元件工作，使系统内保持各工况下所需充足进气量，保证发动机在各工况下都有较高功率和扭矩。涡轮增压器安装在发动机的进排气歧管上，处在高温、高压和高速运转的工作状况下，其工作环境非常恶劣，工作要求又比较苛刻，工作转速可达10万转/分以上。由于各种进气控制元件和传感元件的增加，故障发生的概率也就相应增多，出现故障时也就较难判断，要准确判断故障，就要全面了解进气涡轮增压系统的工作原理和结构，以及各种元件的安装位置，同时能利用各种专用工具诊断故障和利用仪器的数据判断故障部位。

1 故障现象

有一台奥迪A6小轿车进我厂检修，发动机型号为1.8T涡轮增压式发动机，故障现象为动力不足，车身120km/h后加速无力。正常奥迪C5A6可跑220km/h以上。此车在低速时起步或加油提速并无异常。

常规检查：先用故障诊断仪检查电控系统确认无故障存储，检查油压正常，油泵工作压力为5.0bar，系统工作压力2.5bar，保持压力为2.3bar都很正常，检查汽油滤清器无堵塞。喷嘴喷油量正常，独立点火线圈供电，并有故障自诊断，所以高压方面也不存在问题。检查发动机缸压，每缸缸压都在正常范围内，各个汽缸的压力差为0.2～0.3bar左右，发动机工作平稳。考虑到发动机影响功率方面除了上述几点最重要以外，还有就是进气量。这时我们才把注意力放在了涡轮增压系统上面。

2 1.8T涡轮增压进气系统工作原理

废气涡轮增压器实际上是一种空气压缩机，通过压缩空气来增加进气量。其利用发动机排出的废气量来推动涡轮室内的涡轮，涡轮又带动同轴的叶轮，叶轮压缩来自空气滤清器的空气，使之增压进入气缸。

随着发动机转速的增快，废气排出速度与涡轮转速也同步增快，叶轮就压缩更多的空气进入气缸，空气的压力和密度增大可以燃烧更多的燃料，相应增加燃料量和调整一下发动机的转速，就可以提高发动机的输出功率和扭矩，让车子更有劲。一台发动机装上涡轮增压器后，其输出的最大功率与未装增压器的相比，可增加大约40%，甚至更多。涡轮增压器在中、高转速时作用更为明显。例如奥迪A61.8T采用涡轮增压后，可达2L排量发动机效果。另外，发动机在采用了增压技术后，还能提高燃油经济性和降低尾气排放。不过，发动机在采用废气涡轮增压技术后，工作中产生的最高爆发压力和平均温度将大幅度提高，从而使发动机的机械性能、润滑性能都会受到影响，故障率也会相应增多。发动机涡轮增压进气系统结构如图1所示。

（1）尾气叶轮：通过排气驱动产生动力，装在三元催化器前，与进气叶轮通过轴相连，轴采用悬浮支承，由发动机油润滑，靠发动机冷却水冷却。

（2）进气叶轮：由于尾气叶轮转动，通过中间轴与其同向速转动，加速空气进气的速度，达到增加进气量的目的。

（3）尾气旁进阀：当系统内压力过高时打开，让尾气直接从旁通通道通过，而不驱动尾气叶轮，从而减少进气量，防止增压系统内压力过高。

（4）增压压力调节电磁阀：当系统内压力增加过高时，发动机电控单元ECU给予信号，增压压力调节电磁阀工作，打开控制增压压力调节单元工作。

（5）进气温度传感器：是进气系统辅助信号，电控单元根据其进行进气的精确量。

图1

（6）机械式空气再循环阀：让增压的空气再次进入进气道前部，防止增压系统内压力过高。

（7）增压压力传感器：用来感知增压进气系统内空气压力的高低，传给发动机电控单元控制增压压力电磁阀的工作，调节系统内压力。

（8）中冷器：给增压后的高压高温气体散热，使气体温度变低，压力减小。

3 涡轮增压进气系统诊断与分析

涡轮增压系统出现故障的时候，发动机容易产生两种常见故障。

（1）烧机油。由于涡轮增压器叶轮轴采用悬浮支承，工作环境温度高，轴无头，无法装比较密封的油封，而采用油环回油发防漏油，所以往往易产生机油渗透，机油随进气进入发动机燃烧和从排气管中排出。此故障比较容易判断，加大油门时外部观察可看到排气管会冒出蓝色的浓烟。打开机舱盖，发动机运行一段时间可以看到排气歧管和三元催化器被烧成暗红色。拆开进气管看如果有大量机油，就可判断涡轮增压器内保渗漏机油，只能采用更换部件总成的方法。

（2）叶轮运转不灵活。此故障频率较高，产生的原因也比较多，判断故障有一点的难度，需要利用较多的专用检测设备进行分析诊断。但有一点是相同的，就是进气或尾气叶轮出现故障时，发动机功率肯定下降。特别是在发动机大负荷工作情况下，驾驶员很容易就能感觉到。

4 通常涡轮增压进气系统诊断的方法有两种

经验诊断法：维修技师可根据发动机工作时不正常的表征，通过经验检查排气系统和进气系统的工作状况，利用一些简单方法判断故障部位，此方法在没有专业仪器和工具时判断比较快捷。

专用仪器判断法：利用专用的检测仪器读取发动机控制单元ECU的故障代码和各传感器得工作波形或数据流，与标准工况比较有无差异，迅速判断故障的发生部位。这种诊断方法在遇到疑难故障时能顺利的找到故障。

5 故障的诊断与排除

通过驾驶员了解发动机工况和平时的保养维修，以及对燃油使用状况等。认真观察了发动机各工况下进气系统和排气系统的工作情况，基本可以排除涡轮增压器烧机油的可能。利用奥迪专用的故障诊断电脑VAS5051读取发动机控制单元ECU的数据流，并用专用设备VAG1379A（检测进气管压力的仪器）检查发动机进气系统各段的压力。发现压力偏低1.1～1.2bar，比正常值1.6～1.7bar低了0.5bar，拆除进气管，拔掉进气流量计插头，发动机加速至2000转时，用手挡住进气没有增压的感觉在压力传感器处连接。说明进气系统压力偏转，内部有故障。

深入检查进气系统各连接件，管道有无漏气，各密封圈密封是否可靠。根据增压器的结构原理，拆下三元催化器（三元催化器堵塞会影响增压器增压效果）检查没发现问题。最后只能拆下涡轮增压器检查，发现尾气叶轮转动不是很灵活，有发卡的现象，导致结果是叶轮的转速偏低，增压的效果差，发动机功率达不到最佳，车速自然就受到影响了。更换涡轮增压器总成之后，故障彻底排除。