奥迪A6L 2.4燃烧断火故障诊断

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如果发动机出现断火、会导致油气混合气在发动机气缸内未经燃烧就直接进入废气流。这时除了发动机功率降低和尾气中有害物质增加外，还会导致三元催化器因催化燃烧增加而过热，使三元催化器受损。在1~2个行驶循环（DC）后（行驶循环是指识别到发动机运转后5 s，出现信息“识别到DC”，并保持该状态，直到行驶结束为止），可能就满足了发动机控制单元记录燃烧断火，并点亮发动机故障警告灯的条件。
如果断火事件在接下来的40个暖机运行阶段中不再出现，那么，发动机控制单元保存的该偶发故障会自动删除。对于引起发动机故障警告灯长亮的断火事件，必须在相同条件下不再出现该事件，断火记录才会复位。


发动机控制单元会在所有行驶条件下检查以下内容。


（1）断火次数是否太多，以致可能损坏三元催化器。


（2）断火次数是否会导致超出规定的发动机故障警告灯报警值。


断火识别的过程如下。


（1）发动机每运转1 000转，发动机控制单元都需要针对断火率对废气的影响进行一次检查。


（2）发动机每运转200转，发动机控制单元会针对可能损坏三元催化器的断火进行一次检查。


（3）如果发动机控制单元在1 000转内识别到一定次数的影响废气质量的断火，就会出现数据存储记录，即使还没满足发动机故障警告灯亮起的标准。


（4）如果发动机在200转内可能损坏三元催化器的断火次数超过规定值，发动机故障警告灯就会激活闪烁功能，如果低于该阈值，发动机故障警告灯切换至长亮状态。


（5）如果在发动机运转1 000转的时间段内出现临界状态（1 000转内，识别到一定次数的影响废气质量的断火），则相应气缸的喷油器阀门会保持关断状态，另外EPC灯亮起。因此，相应气缸上不再显示断火率，同时一些发动机管理系统上的发动机故障警告灯保持长亮。


如果发动机处于滑行状态、恶劣路面识别激活或者驾驶员要求较高的发动机动力，则断火识别关闭（未激活）。通过恶劣路面识别，可以在驶过不平整的路面（沟坎等）时关闭断火识别，这样可以避免振动导致误判燃烧断火。ABS/ESP系统出现故障时可能造成断火识别未关闭，导致在恶劣路面状况时识别到断火。因此在维修中应询问用户，发动机故障警告灯激活时的路面特性，并要注意遵守ABS/ESP控制单元中关于数据存储器故障记录的提示， 检查发动机传动链、排气装置和动力总成支架是否安装正确，此外厂家提供技术通告要积极关注，以免诊断走弯路。


我们不妨来看下行驶不平稳识别示例。


假如气缸5断火，点火顺序为“1-4-3-6-2-5”，发动机控制单元根据曲轴信号可以判断为气缸2或气缸5可能断火，然后再根据凸轮轴信号识别第1气缸位置，综合这两个信号就可以确定为气缸5断火。路面不平整则是由防抱死制动系统（ABS）控制单元进行识别，当识别为路面不平整时，在一定时间段内关闭断火识别。


发动机管理系统借助发动机转速传感器G28监控曲轴的转动。如果出现断火，则曲轴转速暂时改变。这一改变由传感器G28测得，并传送至发动机管理系统。为了补偿发动机独特的运行特征，必须匹配断火识别，而成功匹配是进行可靠断火识别的前提条件。


在以下情况下需要对断火识别进行重新匹配。


（1）更换传感器靶轮或者转速传感器G28后。


（2）针对断火现象维修而进行最终评估时。




图1
在较早的发动机管理系统下对断火识别进行匹配时，只能在滑行状态下实现，因为此时没有出现燃烧过程，发动机的旋转运动较均匀。在较新的发动机管理系统中，匹配操作可在整个运行过程中实现，只要发动机未出现断火现象。因此，即便曲轴的转速有较小的波动，也能识别到断火现象（图1）。
重新匹配的操作方法如下：


（1）删除发动机控制单元中的适应值，并重新匹配节气门部件。


（2）传感器靶轮的基本匹配至少在5个惯性运行阶段后才能完成。对此必须将发动机在惯性滑行中的转速由约4000 r/min降至2 000 r/min。接下来可进行试车，并再次检查燃烧断火现象。


在实际的故障诊断中，发动机控制单元数据存储器故障记录经常会对组件的燃烧断火原因给出提示。另外，燃油供应、混合气形成及发动机机械机构等出现问题都有可能造成断火。此外，喷油器积碳、进气门和进气道上因劣质燃油以及低负荷而形成的沉积物也可能是断火的原因。


故障诊断仪中环境条件（在一些车系中被称为冻结帧）的提示可以帮助我们找到故障发生的原因。广义环境条件中所显示故障发生时的发动机转速、空气质量流量、冷却液温度、发动机运行状态、发动机起动时长和车辆速度等信息，为故障的诊断提供了实用的参考依据。例如：如果断火现象发生在车辆冷起动时，进气温度和发动机水温度相同；如果发生断火时燃油箱是空的，也可以及时被发现。


接下来我们通过一个实际案例分析一下燃烧断火故障的诊断过程。


案例：


故障现象：一辆2010年产奥迪A6 L 2.4 L轿车，发动机型号BDW，搭载01J无级变速器，行驶里程7.6万km。用户反映该车仪表板上发动机故障警报灯和EPC灯亮。


检查分析：发动机故障警报灯亮，说明车辆出现引起废气质量下降的故障，则该故障会由发动机控制单元保存在其数据存储器中，废气报警灯同时会亮起。如果发生可能损坏三元催化器的断火，废气报警灯会闪烁。


维修人员连接大众专用故障诊断仪V.A.S 5052 A，在地址码01-发动机控制单元内读取到一个故障记录：“00772 P0304——气缸4检测到不发火 静态”。读取数据块（断火识别的测量值数据块为组号14～16），测量值数据块组号14中，累加计数器值为82；测量值数据块组号15～16针对单个气缸，1、2和3缸断火计数器值为0，4缸断火计数器值始终在变化，最高可达到467，5缸和6缸断火计数器值为0。




图2
针对4缸断火，维修人员进行了试车。怠速时，发动机有轻微颤抖，在路试急加速时发动机抖动，仪表发动机故障警告灯（OBD）报警。查看故障诊断仪中的环境条件（图2），故障频率数据存储器故障记录在第一次输入时设置为静态，在恢复后（如清除故障存储），如果故障记录状态重新设置为静态，则计数器会相应增长1个数量值。根据该数值可推断出故障记录出现的频率，即较大的数值表示故障很不稳定，并可再次出现。




图3
图3为断火可能原因一览框图，根据该框图的提示，维修人员初步判断问题出在点火系统方面。由于检测到4缸断火，维修人员更换了４缸的点火线圈和火花塞，试车故障依旧。随后又试换４缸喷油器。试车时，在80～100 km/h时缓慢加速，发动机工作正常，当急加速时，发动机抖动，同时仪表的发动机故障警告灯和EPC灯报警，熄火后再起动恢复正常。


维修人员再次连接V.A.S-5052A故障诊断仪，故障记录还是４缸不发火，然后进入诊断仪的引导性故障查询功能，测试计划提示“检查进气压力传感器及其连接线束”。经检查线束连接完好，于是试换进气压力传感器，同时检测４缸的气缸压力，测量汽油压力为420 kPa，测试结果正常，但试车故障依旧。


考虑到测试缸压的操作是在静态状况下进行的，如果气门弹簧疲软或断裂，这样测试缸压所显示的缸压值不一定真实，于是维修人员决定更换气缸列2的缸盖总成，直接排除缸盖的机械故障。更换后，当时试车感觉不错，急加速发动机运转正常，没感到发动机抖动，以为故障排除，但经过长距离试车，故障现象又再次出现。故障记录依然是4缸断火，仪表上的发动机故障警告灯再次报警。




图4
维修人员在发动机抖动时读取数据流16组数据，发现4缸断火计数值为38，数据不向上翻动，之后16组的数据慢慢变小。维修人员进行逐缸断油试验，逐一拔下1~6缸喷油器线束插接器，当拔下4缸线束插接器时，发动机基本没有反应，熄火后拆卸4缸火花塞，火花塞中心电极部分是干的。根据电路图（图4），检查喷油器N33的1号插脚电源/电压正常， 2号插脚到发动机控制单元J623的线路正常。维修人员分析，由于4缸断火，发动机不能正常工作，发动机控制单元进入失效保护状态，给4缸断油，同时记录故障码并点亮发动机故障警告灯。


根据上述排查过程，当时大家一致认为发动机控制单元J623损坏，准备更换。在更换之前，维修人员又仔细分析了一下。发动机控制单元并不容易损坏，因此不应过早下结论。前期针对4缸断火的问题做了很多检查、测试和零件试换，为什么发动机控制单元依旧每次都判定4缸断火？会不会问题并非出在4缸，而是与其相关的气缸有问题而导致呢？




图5
带着这个疑问，维修人员进一步分析，1缸和4缸是在同一个曲轴轴颈上，如果1缸工作不良，也会影响4缸正常工作，于是拆下1缸火花塞进行缸压测试，正常。当检查火花塞中心电极间隙时，发现1缸的火花塞中心电极陶瓷锥体已经部分开裂脱落（图5）。


至此故障的真正原因终于浮出水面，由于1缸火花塞电极开裂，在急加速时，点火能量不足，使1、4缸转速下降，发动机出现了颤抖。那么，为什么1缸出现问题，发动机控制单元却判断4缸断火呢？


该车凸轮轴位置传感器有2个：G40和G163。一个在气缸列1，装在2缸和3缸进气凸轮轴之间；另一个在气缸列2，装在5缸和6缸进气凸轮轴之间。可通过凸轮轴上位置传感器触发轮外形来确定第1气缸位置相位。该触发轮是由多个传感区所组成，这些传感区提供凸轮轴的位置信息。当发动机管理系统需要发动机快速起动，此时凸轮轴位置传感器需告知发动机控制单元，面对的是凸轮轴触发轮齿还是槽，也就是触发轮还是静止状态时就必须能被测量。


由于1缸火花塞问题，火花塞侧面漏电导致中心电极点火能量不高，造成1缸点火爆发做功不足，发动机运转不良，直接影响发动机控制单元的判缸，导致发动机控制单元在判断断火出现紊乱，误报4缸不发火，并对4缸进行失效保护，直接断油，同时触发了发动机故障警告灯。




故障排除： 更换1缸火花塞，进行长距离试车，急加速和急减速发动机未发生抖动，发动机运转正常，故障排除。


回顾总结：燃烧断火的产生具有多个原因，因此要注意V.A.S 5052 A故障诊断仪引导型故障查询时的提示，并且按照提示进行操作。


这次换了点火线圈、喷油器、传感器以及缸盖总成，差点要换掉发动机控制单元J623。排除故障一定要分析，需要结合经验和理论，有时几个回合下来，才有点头绪，关键是诊断思路要对路，否则容易走进死胡同。因此，平时在维修工作中的总结和积累是非常重要的。