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故障現(xiàn)象一輛2018款?yuàn)W迪A6L車，搭載CUH發(fā)動(dòng)機(jī)，累計(jì)行駛里程約為5萬km。車主反映，該車行駛中急加速時(shí)，偶爾加速不良，且發(fā)動(dòng)機(jī)抖動(dòng)嚴(yán)重。

故障診斷接車試車，起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)間比較長，起動(dòng)著機(jī)后組合儀表上的發(fā)動(dòng)機(jī)故障燈和EPC故障燈點(diǎn)亮。用故障檢測儀檢測，發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元（J623）中存儲(chǔ)有故障代碼“P229400：燃油壓力調(diào)節(jié)器2 電氣故障/斷路 主動(dòng)/靜態(tài)”（圖1）；讀取發(fā)動(dòng)機(jī)數(shù)據(jù)流（圖2），發(fā)現(xiàn)燃油高壓壓力和低壓壓力均保持在7 bar（1 bar=100 kPa）左右，踩下加速踏板時(shí)也無變化，這說明高壓泵沒有工作，導(dǎo)致行駛中急加速時(shí)噴油量不足，引起發(fā)動(dòng)機(jī)失火、抖動(dòng)、加速不良。結(jié)合故障代碼P229400分析，懷疑高壓泵上的燃油計(jì)量閥（N290）工作異常。

圖1 發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元中存儲(chǔ)的故障代碼（截屏）

圖2 故障車發(fā)動(dòng)機(jī)數(shù)據(jù)流（截屏）

如圖3所示，該車采用2種燃油噴射系統(tǒng)，一種為缸內(nèi)直噴（FSI）系統(tǒng)，另一種為進(jìn)氣歧管噴射（MPI）系統(tǒng)。燃油箱中的燃油由電動(dòng)燃油泵（G6）輸送至高壓泵，然后一路輸送至低壓油軌，為低壓噴油器供油；另一路經(jīng)高壓泵加壓后輸送至高壓油軌，為高壓噴油器供油。電動(dòng)燃油泵由燃油泵控制單元（J538）經(jīng)J623控制；高壓泵由排氣凸輪軸上的凸輪驅(qū)動(dòng)，高壓燃油壓力由高壓泵上的燃油計(jì)量閥（N290）調(diào)節(jié)。低壓油軌中的燃油壓力由低壓燃油壓力傳感器（G410）監(jiān)測，高壓油軌中的燃油壓力由高壓燃油壓力傳感器（G247）監(jiān)測。

圖3 故障車的燃油供給系統(tǒng)

J623根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際工況及內(nèi)部存儲(chǔ)的特性曲線計(jì)算采用何種燃油噴射模式，主要有以下幾種情況。

（1）發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)，在壓縮沖程內(nèi)通過FSI系統(tǒng)進(jìn)行3次直噴。

（2）暖機(jī)和三元催化轉(zhuǎn)化器加熱時(shí)，采用雙重直噴，分別噴入進(jìn)氣和壓縮沖程，點(diǎn)火時(shí)刻有一定的延遲，進(jìn)氣歧管翻板關(guān)閉。

（3）當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液溫度高于45 ℃，且發(fā)動(dòng)機(jī)處于部分負(fù)荷工況時(shí)，切換到MPI模式，進(jìn)氣歧管翻板在大多數(shù)情況下保持關(guān)閉。

（4）發(fā)動(dòng)機(jī)在全負(fù)荷下運(yùn)行，基于高性能需求，系統(tǒng)切換到FSI模式，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速較低時(shí)，在進(jìn)氣和壓縮行程中進(jìn)行雙重直噴；當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速較高時(shí)，僅在進(jìn)氣行程進(jìn)行直噴。

（5）若其中一個(gè)燃油噴射系統(tǒng)出現(xiàn)故障，則使用另一個(gè)系統(tǒng)執(zhí)行應(yīng)急運(yùn)行功能，這樣能保證車輛仍可繼續(xù)行駛。

根據(jù)以上原理描述可知，在起動(dòng)和大負(fù)荷工況時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)均采用FSI模式，需要建立燃油高壓，而該車在出現(xiàn)故障時(shí)燃油高壓無法建立，始終保持在7 bar左右，以致發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)間長，且急加速時(shí)加速無力、抖動(dòng)。

如圖4所示，N290由J623控制。發(fā)動(dòng)機(jī)怠速時(shí)，依次在線測量N290端子1、端子2上的電壓，均為2.5 V；將發(fā)動(dòng)機(jī)熄火，脫開N290導(dǎo)線連接器，測量N290的電阻，約為2 Ω，正常。脫開J623導(dǎo)線連接器T105，測量N290與J623之間的線路情況，不存在斷路、短路等情況。

圖4 N290電路

診斷至此，用萬用表測量已無法準(zhǔn)確判斷故障點(diǎn)是N290損壞，還是J623存在故障，于是決定用pico示波器測量N290的波形做進(jìn)一步分析。由于該車故障是偶發(fā)的，首先用pico示波器捕捉正常情況下N290的電壓和電流波形（圖5），發(fā)現(xiàn)在J623尚未控制N290時(shí)，2根控制線上的電壓均為2.5 V；在J623控制N290時(shí)，控制正線上的電壓在蓄電池電壓和搭鐵之間高速振蕩，以此維持電磁閥約7 A的驅(qū)動(dòng)電流；關(guān)閉電磁閥時(shí)，控制負(fù)線上提供一個(gè)30 V的反向電壓，使電磁閥快速關(guān)閉。

為了看得更清楚，使用pico示波器診斷軟件上的數(shù)學(xué)通道計(jì)算控制正線電壓減去控制負(fù)線電壓，得到的波形如圖6所示，分析如下。

圖6 N290控制正線電壓減去控制負(fù)線電壓得到的波形（截屏）

（1）A階段之前N290未接收到J623的觸發(fā)信號(hào)，此時(shí)電壓和電流均為斷路狀態(tài)。

（2）A階段為開啟段，使用蓄電池電壓驅(qū)動(dòng)N290，A階段的峰值電壓不能保持恒定，而是有所降低，這是J623內(nèi)部升壓電路的電容電壓隨著放電逐漸降低所致。A階段的驅(qū)動(dòng)電流最高為9.4 A，由于線圈存在感抗，電流只能斜著爬升。

（3）B階段為保持段，這是N290工作的主要階段，由于銜鐵被吸引至打開位置，與線圈之間的間隙較小，采用較低電壓和較小電流即可保證電磁閥的可靠開啟。此時(shí)電壓在蓄電池電壓和搭鐵之間快速變化，利用線圈的感抗將電流保持在約7 A，這是占空比控制方式，占空比越大保持電流越大，占空比越小保持電流越小。

（4）C階段和D階段為結(jié)束段，此時(shí)N290驅(qū)動(dòng)信號(hào)結(jié)束，J623用一個(gè)反向電壓讓電磁閥迅速落座，電壓的幅值約為30 V。注意這不是線圈斷電瞬間的感應(yīng)電壓，由于電磁鐵通電后被磁化，斷電瞬間由于感抗作用，磁性不會(huì)立刻消失，造成電磁閥斷電不利索，為了消除這個(gè)影響，驅(qū)動(dòng)電路在設(shè)計(jì)時(shí)特意加了反向電壓，讓閥針快速落座。

連接著pico示波器進(jìn)行路試，捕捉到故障發(fā)生瞬間N290的電壓和電流波形如圖7所示，分析認(rèn)為，故障發(fā)生時(shí)J623輸出的驅(qū)動(dòng)電壓不正常，導(dǎo)致N290沒有驅(qū)動(dòng)電流，從而使高壓泵無法工作。通過之前的檢查，已經(jīng)能夠排除線路對(duì)搭鐵短路的情況，因此推斷J623損壞。

圖7 故障發(fā)生時(shí)N290的電壓和電流波形（截屏）

故障排除更換J623，執(zhí)行匹配與編程后長時(shí)間路試，故障未再出現(xiàn)，故障排除。