一輛2016 款奧迪A4L，裝備CUJ 型發(fā)動機，行駛里程為 59 600km。發(fā)動機啟動后故障燈點亮，隨后發(fā)動機熄火。重新 啟動，發(fā)動機正常運行較短時間后，出現(xiàn)明顯抖動并再次熄火。
故障診斷與排除
接車后試車，故障屬實。啟動發(fā)動機，當水溫升到99℃時， 車輛開始出現(xiàn)明顯抖動，隨后熄火。期間，水溫上升的非?？?， 幾乎達到了1s 上升1℃的速度。
首先連接診斷電腦ODIS 查詢故障碼，“01 發(fā)動機電控系統(tǒng)” 中存儲有下述故障代碼：
1.傳感器參考電壓“A”過低，靜態(tài)；
2.節(jié)氣門電位計不可信信號，靜態(tài)；
3. 由于接受到錯誤數(shù)值功能受限，靜態(tài)；
4. 發(fā)動機冷卻裝置不足夠，靜態(tài)。
結合故障現(xiàn)象和故障碼分析，導致發(fā)動機抖動最可能的原因 是節(jié)氣門故障。拆檢節(jié)氣門和插頭線路，未發(fā)現(xiàn)有異常，拔下插 頭后也未發(fā)現(xiàn)有異常，懷疑是節(jié)氣門故障。于是調換節(jié)氣門，但 故障未發(fā)生改變，說明節(jié)氣門是正常的，故障可能與參考電壓過 低的有關。
查詢資料得知，發(fā)動機電腦的某個端子給幾個特定的傳感器 提供電壓，這個電壓被稱為參考電壓。參考電壓是發(fā)動機電腦程 序設計好的模擬電壓，一般為5V。參考電壓分為兩種：參考電壓 A 和參考電壓B。此車的傳感器電壓A 分配給A35(T105/35)、 A54(T105/54)、B32(T91/32) 和B33(T91/33) 等端子。查詢相 關電路圖如圖1 和圖2 所示。
圖1 發(fā)動機控制單元電路圖1
圖2 發(fā)動機控制單元電路圖2
由圖1、圖2 所示發(fā)動機控制單元電 路圖得知，其中A35(T105/35) 端子為以 下傳感器提供參考電壓：發(fā)動機轉速傳感 器G28、進氣溫度傳感器G42、進氣管 壓力傳感器G71 和發(fā)動機溫度調節(jié)執(zhí)行 元件N493。A54(T105/54) 端子為節(jié)氣 門控制單元J338 的T6/2 端子提供參考 電壓，T6/2 端子即為電位計傳感器1 和 2 的供電端子。A35 和A54 是電腦程序 設計好的參考電壓A。因此，懷疑是以上 部件中某一個內部出現(xiàn)了短路現(xiàn)象，致使 參考電壓降低，從而導致節(jié)氣門的供電電 壓不足，而無法正常工作。
測量節(jié)氣門插頭T6/2 的供電電壓為 1.8V，正常應為5V 左右，說明供電電壓 過低，依次拔下電路圖中涉及的傳感器 插頭，并再次測量節(jié)氣門處供電電壓，當 拔下發(fā)動機溫度調節(jié)執(zhí)行元件N493 時， 節(jié)氣門端子T6/2 的電壓變?yōu)榱?.01V， 參考電壓恢復正常！此時啟動發(fā)動機，運行平穩(wěn)， 因此說明是溫度調節(jié)執(zhí)行元 件N493 出現(xiàn)了問題。分解執(zhí)行元件 N493( 圖3)，發(fā)現(xiàn)其內部滲入了冷卻液， 元件已被腐蝕。
圖3 被拆解的溫度調節(jié)執(zhí)行元件N493
斷開N493 插頭并讀取故障碼，“01 發(fā)動機控制單元”記錄的故障碼由之前的 兩個，變成了以下兩個：
1.冷卻液旁通閥啟動，斷路，靜態(tài)；
2. 冷卻液不足顯示傳感器，電氣故障， 靜態(tài)。
由于溫度調節(jié)執(zhí)行元件N493 和水 泵為一整體，只好整體進行更換。重新 訂購一個N493 和水泵總成，測量1、2 端子電阻為48Ω，裝車試車，一切正常。
維修小結
該車由于N493 內部短路，拉低了 參考電壓A 的供電電壓，導致眾多執(zhí)行 器和傳感器無法正常工作，其中包括發(fā) 動機轉速傳感器，因此發(fā)動機出現(xiàn)熄火 故障。遇到電路方面的故障一定要站在 全局的高度來考慮問題，如果局限在故 障本身或只按照故障碼提示，則容易被 引入歧途。
另外，我們也需要注意學習車輛新技 術，例如奧迪B9 車型就取消了節(jié)溫器， 而使用溫度調節(jié)執(zhí)行元件N493 代替節(jié) 溫器，如果對該技術不了解，在排除故障 時也會遇到障礙而走彎路。
為了達到節(jié)能與環(huán)保兩大目的，現(xiàn)代 發(fā)動機管理采用了多方位控制技術。其中 發(fā)動機熱管理就是這些控制技術中的重要組成部分。大眾汽車公 司在新型發(fā)動機上推出的創(chuàng)新型熱管理系統(tǒng)(ITM)，實現(xiàn)了全可 變發(fā)動機溫度調節(jié)，對冷卻液溫度進行目標控制。該系統(tǒng)中核心 元件就是本文中的故障部件—發(fā)動機溫度調節(jié)執(zhí)行器N493(旋 轉閥組件)，其結構如圖4所示。
通過兩個旋轉閥的轉動角度實現(xiàn)不同流量的冷卻液在汽缸 蓋、汽缸體、機油冷卻器、渦輪增壓器、變速器的冷卻器與主冷 卻器(散熱器)之間流動，使得發(fā)動機工作溫度保持在86~107℃的 范圍之內。該系統(tǒng)有三個基本控制范圍(圖5)：
1.暖機范圍：暖機工況到其他工況無縫過渡。
2.溫度控制范圍：部分負荷和全負荷工況。
3.接續(xù)運行模式范圍：在發(fā)動機停機后，為防止冷卻液在渦 圖4 發(fā)動機溫度調節(jié)執(zhí)行器結構圖 圖5 發(fā)動機溫度調節(jié)執(zhí)行器旋轉角度與發(fā)動機工況圖 輪增壓器和汽缸蓋中沸騰，發(fā)動機控制單元通過圖譜啟動接續(xù)運 行功能，運行時間可達15min，此時發(fā)動機溫度調節(jié)執(zhí)行器N493 旋轉閥處于160°~255°的位置，接續(xù)運行模式中對冷卻程度需求 越高，旋轉閥打開的角度越大，在255°時，接至主水冷卻器的回 流完全打開，傳遞的熱量最大。
當發(fā)動機溫度超過113℃,緊急恒溫器會打開通向主冷卻器的旁 通閥。如果旋轉閥組件發(fā)生故障，EPC故障燈點亮，發(fā)動機轉速限制 在4 000r/min以下。發(fā)動機溫度調節(jié)執(zhí)行器控制板上有霍爾式轉向角 傳感器，將旋轉閥位置發(fā)送給發(fā)動機控制單元，作為旋轉閥的位置反 饋信息。這個轉向角傳感器的工作電壓由5V參考電壓電源供應，其發(fā) 生短路故障，會影響到5V參考電壓電源供電的其他電子元件的正常 工作，這就是本故障案例的真正原因，好在作者對發(fā)動機溫度調節(jié) 執(zhí)行器的工作原理有所了解，使故障得以及時排除。通過這個故障 案例，也使我們對大眾發(fā)動機創(chuàng)新型熱管理系統(tǒng)有所了解。
圖4 發(fā)動機溫度調節(jié)執(zhí)行器結構圖
圖5 發(fā)動機溫度調節(jié)執(zhí)行器旋轉角度與發(fā)動機工況圖