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【维修技巧】大众EA888型发动机加速无力故障原因解析

2018-08-26  mxb08
汪贵行




长期在汽车运用与检测的第一线工作,1984年起被交通部门指派长期在伊拉克、也门等多个阿拉伯国家工作,负责机务技术并兼高级电气工程师。1995年起在深圳市特发华日丰田汽车公司从事技术工作,2009年退休后到深圳市通达汽车培训学校工作。2014年3月,在“香港之声”宣传电动汽车的应用。2013年,由深圳市科技部门推荐,主要工作业绩被选编在“特区人物志”中。



大众EA888型发动机加速无力

故障原因解析


一辆2015款上汽大众帕萨特自动挡轿车,发动机出现逐渐加重的抖动现象,由于对正常行驶影响不大,车主当时并没在意,只是听朋友讲只要对发动机的油路气路进行清洗即可。于是,车主在附近维修厂对该车进行了简单的节气门清洗,发动机抖动似乎得到了缓解。但在最近一次高速长途行驶过程中,突然出现加速困难的故障,车速由110km/h直线下降到72km/h左右,差一点被后车追尾。车主当时惊慌失措,用力踩油门车速仍上不去,发动机转速最多只能达到3 300r/min,就不再上升。幸好车辆还能勉强维持低速行驶,车主就近找了一个出口驶离了高速,并送修。


汽修人员接车后,打开发动机舱盖检查,除了发动机有轻微抖动外,表面上看不出其他任何异常。仪表盘上的发动机EPC报警灯点亮,试图加大油门,发动机转速仍无法超过3 300r/min,很明显该车的发动机进入了“自我保护”模式。具有大众车系维修经验的同仁都知道,这种情况多是由高压燃油装置不正常所致。


这辆2015款上汽大众帕萨特轿车搭载的是1.8L TSI涡轮增压四缸汽油发动机,发动机型号为EA888,压缩比高达9.6,采用缸内直喷技术将汽油直接喷入燃烧室,发动机的动态响应极快。燃油系统采用高压共轨喷射方式,能提供精准的燃油控制,耗油较低。采用可变进气歧管,通过翻板来控制进气管道的长短,提高低转速时的充气效率,以获得更高的升功率。


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EA888发动机供油系统原理


大众第二代EA888 1.8T涡轮增压发动机装有高、低两个电动汽油泵。低压电动汽油泵能将汽油加压到4~5.5bar(1bar=105Pa)左右,在热启动状态下,汽油压力最高可达5.8bar。低压燃油泵将燃油输送到发动机舱的高压油泵的进口。高压油泵采用单柱塞式将汽油加压到40~110bar后,输送到高压油轨,再分送至各缸“直喷”的喷油器。其油路系统的简图如图1所示。

图1 大众第二代EA888发动机油路系统


高压油泵位于发动机本体的右侧,属于机械柱塞泵的结构,是由发动机排气凸轮轴尾部的凸轮盘驱动的,随转速的升高能产生40~110bar左右的油压,最高可达200bar。在排气凸轮轴的驱动下(图2),高压燃油泵活塞作往复运动而泵油。高压燃油泵活塞的中部是空心的,当泵室中的油压大于高压油轨中的油压时,排油阀打开将燃油压向高压油轨,再由油轨将高压油分送至各缸内的直喷喷油器(图3)。

图2 高压燃油泵驱动示意图


低压泵装在油箱内,使用的是传统的电动泵。油泵采取无回油的整体式结构,集成有低压燃油泵、油压调节器和油位传感器等。低压燃油泵是由油压控制器供电的,正常情况下能产生4.0~5.5bar的油压,输送到高压燃油泵。检查低压泵的方法比较简单,只需通过触摸油箱是否能感觉到振动,就能大体知道油泵是否在工作。使用大众车系专用的 VAG1318检测仪,如果低压油压能达到正常值5.4bar,就说明低压泵工作是正常的。


这款EA888发动机使用缸内直喷技术,采用六孔式喷射器(图3),喷射锥角正对着活塞顶部的凹坑,在火花塞处能产生易引燃的混合汽,保证发动机迅速起动和形成较强劲动力。

图3 缸内直喷的喷油器


高压喷油器是由发动机电脑来驱动的。为使得喷油器快速喷油,减少无效喷油时间,瞬间产生出驱动的反应,电脑开始供给高达90V的电压和10A的激励大电流,迫使喷油器快速打开后,再供给30V电压约3~4A的电流,使喷油器保持在完全开启的状态(图4)。

图4 电流驱动型喷油器的启动与保持电流


大众EA888发动机,在高压油轨上还装有燃油压力传感器G247、高油压限制阀,以及油压调节电磁阀N276等。燃油压力传感器G247可监测高压油轨中的油压值,传感器中有钢质膜片,利用其变形来改变“应变电阻”值的大小。应变电阻信号传输给发动机电脑,以对燃油压力进行调节。高压限制阀起保护作用,能限制油轨中的过高油压,它是机械弹簧式的限压装置。若油轨中的油压超过120bar时,则高压限制阀将打开,以泄掉部分燃油,达到保压的目的。


油压调节电磁阀N276起调节油轨中油压的作用,当传感器G247检测到的油压值与设定油压有差别时,由发动机电脑发出脉冲宽度的调制信号,也就是采用“占空式”的方式,来驱动燃油压力调节电磁阀,从而调节油轨中的压力。该调节与油轨中的喷油量和油泵输油量无关,这能确保油轨中始终有足够的燃油压力。当压力传感器发生故障时,发动机电脑则用一个“固定占空比”来驱动燃油压力调节电磁阀,以维持油轨中的油压。


上汽大众帕萨特搭载的第二代EA888发动机,其油路具有自保护功能。当高压油泵出现不泵油的故障,或油轨中的部件出现故障时,依靠低压燃油泵输出约5.4 bar的油压,仍能继续向发动机缸内喷油。当然此时只能保证发动机维持在较低转速下运行,如上文所述故障车的发动机最高转速只有3 300r/min,故还能使车辆以较低车速继续行驶。这就是故障车的高压供油系统出现故障时,车速陡然由110km/h直线下降到72km/h的原因,但仍能维持车辆的低速行驶。


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EA888发动机加速无力的检测方法


通过对大众第二代EA888发动机供油系统原理的了解,我们可以初步判断上文所述故障车的故障原因是由高压供油部分出现故障,导致油路自保护功能启动,从而出现加速无力,发动机最高转速被限制在3 300r/min以下,同时仪表盘上的EPC故障灯点亮。由于油压电磁阀N276如果出现损坏,也会引起高压供油部分出现异常,因此,对于故障车,究竟是高压油泵的故障,还是油压电磁阀N276故障呢,还需要进行进一步检测。


在判断N276是否存在故障时,可以使用大众车系专用检测仪的“元件功能测试”来进行检测。具体方法是:用VAS6150进入发动机控制单元01,选择功能03的执行元件测试,再选择燃油压力调节器N276电磁阀。此时人为给N276电磁阀供电,如果能听到N276电磁阀有轻微“哒哒”声响,且用手摸N276电磁阀能感觉到明显的振动,则基本可判断N276电磁阀处于正常工作状态。否则,则说明N276电磁阀可能存在故障。N276电磁阀的内部结构如图5所示。

图5 油压调节电磁阀N276的内部结构


利用上述方法对故障车的N276电磁阀进行检测发现该电磁阀工作正常,据此基本判定故障车的故障点在高压燃油泵上。由于电磁阀N276和高压油泵是一体式的结构,只得更换高压燃油泵总成(图6)。更换后在道路试车前,再使用VAS6150进行检测,让检测仪进入01-08-140-3区,读取到怠速时高压燃油供应系统的压力为40bar。通过路试,发动机运行和车辆加速一切正常,该车故障被彻底排除。

图6 更换新的高压油泵总成


导致大众第二代EA888发动机高压供油部分出现故障的可能原因比较多,但最常见的还是由于油品质量不佳导致高压燃油泵损坏所致。在故障车的维修过程中,笔者发现该车燃油箱中有少量粘稠状的胶质,高压油泵及滤清器、火花塞、喷油嘴等有较厚的积炭。询问车主得知,平时对汽油的加注较随意,一是习惯在燃油报警灯亮起时才加油,二是不大注意汽油的标号,遇到什么标号的汽油都加注,甚至不正规加油站的90号汽油也照加。大众EA888发动机压缩比高达9.6,最好加97号汽油,最低也不应低于95号。但故障车长期随意加油,造成较精密的高压油泵首先损坏,是形成本车故障的主要原因。


当汽油由于提炼不纯或实际胶质过高,或含有一定的杂质时,会在发动机的燃烧过程中,产生胶质、积炭,也会在油路中形成阻塞,使燃油泵、火花塞、喷油嘴、滤清器、氧传感器等工作不良或受损,形成车辆运行中出现抖动、功率下降甚至熄火的故障。


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EPC报警灯点亮的可能原因


EPC报警灯点亮,在大众车中比较常见,其原意是“电子节气门”出现了故障。正常情况下,点火开关接通后,车辆自检时EPC灯会点亮,随即便会熄灭。如车辆启动后此灯仍不熄灭,说明是“电子节气门”出现故障。而故障车在发生突然加速无力故障时,仪表盘上也同时伴有EPC报警灯点亮的情况。从故障车的维修诊断来看,发动机高压系统油压不正常导致供油不足时,EPC报警灯也会被点亮。


一般来说EPC报警灯点亮的可能原因有:节气门脏了,应进行清洗;制动灯不亮,需要检查制动灯开关及线路;燃油质量不佳,导致燃油油压出现异常。


最后,需要特别提醒的是,如果更换发动机的高压喷油器,必须使用检测仪对发动机电脑进行重新匹配后,方可启动发动机。

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