◆文/河南 劉勤中

故障現(xiàn)象

一輛2021款奔馳GLE350e 4MATIC混合動力車，搭載274.920型發(fā)動機，VIN碼為W1N1671541A43＊＊＊＊，行駛里程為1 979km。車主反映，該車發(fā)動機故障燈常亮，但行駛時未見其他異常。

故障診斷與排除

接車時與車主交流得知，該車故障是在正常用車過程中出現(xiàn)的，但在行駛過程時沒有其他異常情況出現(xiàn)，也未出現(xiàn)動力不足等情況。

連接奔馳專用診斷儀進行快速測試，在發(fā)動機控制單元N3/10中發(fā)現(xiàn)存有故障碼(圖1)U061F08-與廢氣溫度傳感器1(汽缸列1)的通信存在功能故障，存在一個信號故障或信息錯誤。另外，故障計數(shù)器已達到上限255次。

查閱故障車的車籍卡發(fā)現(xiàn)，該車為插電式混合動力車型，搭載排量為2.0L的R4火花點火發(fā)動機和功率為85~94kW(CODE ME05)電機，并且?guī)ODE945中國尾氣凈化等級6b和CODE 999第3.0代帶汽油微粒濾清器(OPF)的排氣系統(tǒng)。也就是說，為了滿足嚴格的國6b排放標準，減少尾氣中碳煙的含量，該車引入了柴油發(fā)動機成熟的DPF碳煙微粒濾清器技術，并在排氣系統(tǒng)中增加了汽油微粒濾清器(OPF)。下面簡單介紹該系統(tǒng)的工作原理。

為了減少細小碳煙顆粒的排放，按照歐6c/歐6d-TEMP排放標準引入了排氣系統(tǒng)汽油微粒濾清器，碳煙微粒濾清器延續(xù)了柴油發(fā)動機中的氧化催化轉換器和火花點火型發(fā)動機中的三元催化轉換器，從而使其能從預清潔的廢氣中過濾出80%~99.5%對環(huán)境和健康有害的碳煙微粒。與柴油車輛中采用的技術相似，廢氣流穿過位于車輛底部的微粒濾清器系統(tǒng)。該濾清器為陶瓷蜂窩式結構，其中包括很多平行布置交替密封的管道，當廢氣流經(jīng)碳煙微粒濾清器的多孔陶瓷壁時，碳煙微粒就會在其表面上沉積，經(jīng)過濾的廢氣流過向后打開的排氣系統(tǒng)的管道。汽油微粒濾清器 (OPF)工作原理可以參考碳煙微粒濾清器 (柴油) 工作原理圖(圖2)。

在火花點火型發(fā)動機中，碳煙微粒濾清器由特別耐熱的堇青石制成；在柴油發(fā)動機中，碳煙微粒濾清器一般由碳化硅制成。

為確保碳煙微粒濾清器的工作效能，一般還會進行再生操作。發(fā)動機控制單元通過壓差傳感器監(jiān)測碳煙含量，并在超過特性圖的規(guī)定值時開始進行再生。根據(jù)碳煙排量和濾清器尺寸，一般每行駛500km進行一次再生操作。再生操作期間，大部分碳煙微粒燃燒成二氧化碳(CO)，在溫度約600℃時，碳煙微粒濾清器中積累的碳煙微粒通過再生過程燃燒掉。在柴油發(fā)動機中，由于溫度很難達到600℃，上游的氧化催化轉換器和碳煙微粒濾清器的催化涂層可確保再生過程的進行。在火花點火型發(fā)動機中，汽油微粒濾清器的再生(碳煙燃燒)主要是在超速運轉模式下進行。在碳煙微粒濾清器有氧氣(O)可供使用時，就會開始燃燒碳煙微粒。在碳煙微粒濾清器的中后部最高溫度可達1 150℃。再生過程一般會持續(xù)幾分鐘，但具體取決于車速、排氣溫度、燃油量、發(fā)動機轉速等因素。

在超速運轉模式下，汽油微粒濾清器的熱負荷主要取決于炭黑含量和汽油微粒濾清器上游的排氣溫度。在碳煙燃燒過程中，如果溫度過高，就會對整個汽油微粒濾清器造成損壞。對于裝配帶傳感器系統(tǒng)的汽油微粒濾清器 (OPF)/CODE 598的車輛，發(fā)動機控制單元會持續(xù)監(jiān)測汽油微粒濾清器中的排氣溫度和碳煙含量，以防止其溫度過高。

由于在一般的操作狀態(tài)無法達到再生所需的廢氣溫度，因此，常常通過目標后噴射的方式來提高廢氣溫度。執(zhí)行額外的后噴射時，會在做功行程之外的范圍噴射燃油，此時燃油會出現(xiàn)不完全燃燒，從而提高廢氣的溫度。

排氣溫度由汽油微粒濾清器上游的溫度傳感器 B163/4(圖3)進行監(jiān)測，炭黑含量由汽油微粒濾清器壓差傳感器B163/3進行監(jiān)測。發(fā)動機控制單元N3/10直接讀取傳感器信號并對其進行評估，如果測量值超過規(guī)定限值，則發(fā)動機控制單元對發(fā)動機正時執(zhí)行適當?shù)母深A，并請求儀表盤輸出警告信息。

查閱并分析故障車型燃油噴射系統(tǒng)電路圖(圖4)可知，壓差傳感器B163/3和溫度傳感器B163/4，通過Z結點共用由發(fā)動機控制單元N3/10提供的5V工作電源和接地。

由于發(fā)動機控制單元N3/10設置了廢氣溫度傳感器B163/4的通信故障碼U061F08，而沒有設置與壓差傳感器B163/3相關的故障碼，因此，結合系統(tǒng)工作原理進行分析發(fā)現(xiàn)，引起該車故障的可能原因有：發(fā)動機控制單元N3/10存在軟件故障；廢氣溫度傳感器B163/4線路問題，如接觸不良；廢氣溫度傳感器B163/4存在電氣故障；發(fā)動機控制單元N3/10存在電氣故障。

嘗試對發(fā)動機控制單元N3/10進行軟件升級，結果未發(fā)現(xiàn)新軟件。檢查廢氣溫度傳感器B163/4的實際值，在啟動發(fā)動機后會逐漸上升，熄后會逐漸下降，變化正常。拆下下護板，檢查廢氣溫度傳感器B163/4的插頭(圖5)，未發(fā)現(xiàn)有腐蝕、松曠等異常情況。檢查發(fā)動機控制單元N3/10旁邊的插接器X26/x1(圖6)，也沒有發(fā)現(xiàn)腐蝕、松曠等異?，F(xiàn)象。

檢查廢氣溫度傳感器B163/4到發(fā)動機控制單元N3/10的線束，其路徑是：N3/10的M插頭PIN32→藍白線→X26/x1的PIN10→白線→防火墻→流水槽右側過墻孔→進入車內(nèi)→沿右前A柱→右前門檻→前排乘客座椅下方→中央馬鞍過墻孔→車外→廢氣溫度傳感器B163/4的插頭。通過檢查發(fā)現(xiàn)，發(fā)動機艙從X26/x1到防盜墻的線束在拐彎處線束保護層有與發(fā)動機干涉的情況發(fā)生，且有明顯磨損的痕跡。但是捋起保護層進行進一步檢查時，卻沒有發(fā)現(xiàn)線束有磨損或擠壓的痕跡(圖7)。

由于未發(fā)現(xiàn)線束有實質性磨損，綜合分析故障原因很可能是廢氣溫度傳感器B163/4電氣故障，為了進一步確認，與試駕車互換了廢氣溫度傳感器B163/4(圖8)，其供應商為日本電裝。

但是，4天后車主再次致電反映該車發(fā)動機故障燈再次亮起，通過XENTRY遠程診斷發(fā)現(xiàn)，該車發(fā)動機控制單元N3/10仍然存有故障碼U061F08。分析很可能是廢氣溫度傳感器B163/4到發(fā)動機控制單元N3/10的信號線存在虛接的情況。

連接診斷儀，并在試車的過程中觀察廢氣溫度傳感器B163/4實際值的變化情況，結果發(fā)現(xiàn)在加速時，有時實際值會突然變?yōu)? 500℃。根據(jù)XENTRY提示：當斷路或插接器從部件B163/4(汽油微粒濾清器上游的溫度傳感器)上撥下時，實際值約為6 500℃。

停車后原地踩油門踏板發(fā)現(xiàn)，當猛踩油門踏板，發(fā)動機轉速超過3 000r/min時，廢氣溫度傳感器B163/4的實際值就會突然變?yōu)? 500℃。打開發(fā)動機艙蓋觀察，當猛踩油門踏板時，縱置的發(fā)動機會因扭矩的變化逆時針扭轉一些角度，相應的發(fā)動機線束也會被拉扯一下。據(jù)此分析，可能是這段線束中的廢氣溫度傳感器B163/4信號線(白色)在拉扯時出現(xiàn)了偶發(fā)性斷路。

將防火墻上的4個線束固定夾子拆下，一邊觀察廢氣溫度傳感器B163/4的實際值變化，一邊拉扯或彎曲X26/x1插頭到防火墻之間的這段線束，結果發(fā)現(xiàn)實際值有時會突然變?yōu)? 500℃，驗證了上述判斷。經(jīng)過仔細檢查發(fā)現(xiàn)線束沒有磨損或被擠壓的痕跡，因此可能是導線在生產(chǎn)時存在瑕疵，內(nèi)部存在虛接斷點情況。

用維修導線替換發(fā)動機艙這段白色廢氣溫度傳感器B163/4的信號線，重新固定線束后試車，故障不再出現(xiàn)。交車后電話回訪，車主反映該車故障未再出現(xiàn)，至此該車故障才被徹底排除。

維修小結

本案例中，由于故障車型搭載的這款發(fā)動機采用了汽油微粒濾清器(OPF)，這就意味著；在更換機油時，與裝配柴油微粒過濾器(DPF)的發(fā)動機一樣，需要使用低灰分發(fā)動機機油，符合技術要求的梅賽德斯-奔馳機油標準有：229.51、229.52、229.61、229.71。

在診斷過程中，如果一開始連接著診斷儀進行路試，應該早就會發(fā)現(xiàn)踩油門踏板時“廢氣溫度傳感器B163/4的實際值異常”的故障規(guī)律，也就可以大大縮短診斷時間，提高診斷效率。