◆文/河南 劉勤中

故障現(xiàn)象

一輛2022款奔馳C260豪華轎車(長軸距)，搭載254915型發(fā)動機，VIN碼為LE42061421L08****，行駛里程為6539km。據(jù)車主反映，該車正常行駛時儀表上的發(fā)動機故障燈突然亮。

故障診斷與排除

接車后首先試車進行功能檢查，發(fā)現(xiàn)該車發(fā)動機可以正常啟動，儀表臺上的發(fā)動機故障燈亮，但行駛時未見其它異常。連接診斷儀進行快速測試，在“A79/8-集成式啟動-發(fā)電機(ISG)”中存儲了故障碼P0A7800-“集成式啟動發(fā)電機A”整流器存在功能故障(圖1)。

圖1 故障車上存儲的故障碼

此車為全新的C級車，裝配了全新的帶第二代集成式啟動-發(fā)電機ISG2(位于變速器側(cè))的4缸火花點火型發(fā)動機M254和48V車載電氣系統(tǒng)，以替換之前的M264發(fā)動機和M274發(fā)動機。M274發(fā)動機于2011年投產(chǎn)，6年后，奔馳E就開始換裝這款M264至今。4年不到，最新的M254發(fā)動機就發(fā)布了。M264生命周期這么短暫，該不會是其設計上有什么缺陷吧？從技術的角度來看，M264發(fā)動機并沒有什么明顯的短板，M254發(fā)動機的開發(fā)目標是進一步減少燃油消耗量，減少尾氣排放、改善動力輸出和改善NVH性能。圖2展示了奔馳發(fā)動機的演變歷史。

圖2 奔馳發(fā)動機演變歷史

M254為縱向安裝發(fā)動機，通過具有可切換流量接口的渦輪增壓器實現(xiàn)增壓。第2代集成式啟動-發(fā)電機(ISA)可通過助力在短時間內(nèi)產(chǎn)生額外的15kW輸出功率，新一代低摩擦機油的使用有助于確保發(fā)動機的摩擦得到優(yōu)化。M254和M264發(fā)動機的參數(shù)對比如表1所示。

表1 M254和M264發(fā)動機的參數(shù)對比

搭載變矩器的“第2代9G-TRONIC”變速器和第2代集成式啟動-發(fā)電機如圖3所示。

圖3 奔馳第2代9G-TRONIC變速器和第2代集成式啟動-發(fā)電機

M254發(fā)動機(圖4)可以看作是M256直列六缸發(fā)動機的四缸版本。與M256一脈相承，M254發(fā)動機運用了大量同平臺技術。電機不再是發(fā)動機的一部分，而是變速器的一部分。對9G-TRONIC自動變速器進行了相應的改進和提升，將最先與四缸發(fā)動機匹配。電動機、電力電子裝置和變速器冷卻器現(xiàn)在都安裝在變速器上。這樣就不需要之前所需的線路，在安裝空間和重量方面占優(yōu)勢。此外，還能提高變速器的效率。改善了與電動輔助機油泵的相互作用，從而使機械泵供給量降低了30%。新一代全集成化變速器控制采用多核處理器和新的結構設計以及連接技術，進一步提高了效率。在提高計算效率的同時，還大大減少了電氣接口的數(shù)量，且變速器控制系統(tǒng)的重量減少了30%。

集成式啟動-發(fā)電機(圖5)將啟動機和發(fā)電機的功能組成一個系統(tǒng)，可替代目前使用的單個部件。與皮帶驅(qū)動的啟動-發(fā)電機相比，集成式啟動-發(fā)電機設計更為緊湊，從而提高了輸出強度，縮短了發(fā)動機的啟動時間、降低了啟動噪音。集成式啟動-發(fā)電機(ISA)還具備附加功能，例如通過再生實現(xiàn)附加能量回收，在加速時增強輸出。在第1代中，集成式啟動-發(fā)電機位于發(fā)動機側(cè)，在第2代中，集成式啟動-發(fā)電機則位于變速器側(cè)。通過第1代至第2代的理念轉(zhuǎn)變，進一步提高了模塊化水平；隨著啟動-發(fā)電機技術標準化接口的廣泛使用，使得ISA可以與更多的發(fā)動機匹配。通過迭代，對第2代集成式啟動-發(fā)電機進行重新設計，結構中包含了電機(轉(zhuǎn)子和定子)及控制單元(功率電子裝置(逆變器))。

與ISA1對比，ISA2還采用了集成冷卻系統(tǒng)，大大減少了管路數(shù)量和裝配工作量，圖6為ISA1與ISA2的結構對比。第1代集成式啟動-發(fā)電機(ISA1)部件圖如圖7所示；第2代集成式啟動-發(fā)電機(ISA2)部件圖如圖8所示；第1代和第2代集成式啟動-發(fā)電機參數(shù)對比如表2所示。

圖6 第1代和第2代集成式啟動-發(fā)電機結構對比

表2 第1代和第2代集成式啟動-發(fā)電機參數(shù)對比

圖7 第1代集成式啟動-發(fā)電機(ISA1)部件圖

圖8 第2代集成式啟動-發(fā)電機(ISA2)部件圖

需要補充說明的是，目前國內(nèi)的M254發(fā)動機仍然采用傳統(tǒng)的皮帶驅(qū)動的空調(diào)壓縮機，而沒有采用像M256發(fā)動機一樣的48V電動空調(diào)壓縮機，所以發(fā)動機前端有一根傳動皮帶，用于驅(qū)動空調(diào)壓縮機。也沒有裝配48V電動輔助增壓器。而在其他市場，奔馳車系已開始采用有無皮帶和裝配電動輔助增壓器的M254發(fā)動機。

集成式啟動-發(fā)電機功率電子裝置A79/8的電路圖如圖9所示。

圖9 集成式啟動-發(fā)電機功率電子裝置A79/8電路圖

通過奔馳專用診斷儀查看集成式啟動-發(fā)電機功率電子裝置A79/8的實際值(圖10)，未見異常。根據(jù)故障碼和系統(tǒng)工作原理分析，導致該車故障的可能原因有：A79/8控制單元軟件故障；A79/8線路故障；A79/8內(nèi)部電氣故障。

圖10 故障車A79/8的實際值

嘗試對集成式啟動-發(fā)電機功率電子裝置A79/8進行軟件升級，結果提示錯誤，存在一個內(nèi)部故障(圖11)。

圖11 對A79/8進行軟件升級時出現(xiàn)的錯誤提示

檢查A79/8冷卻系統(tǒng)，未見泄漏等異常現(xiàn)象；檢查A79/8電氣連接插頭和端子連接，未見松動或腐蝕等異常情況。綜合上述檢查結果進行分析，該車故障原因是集成式啟動-發(fā)電機整流器A79/8內(nèi)部電氣故障，導致發(fā)動機故障燈亮。由于集成式啟動-發(fā)電機整流器A79/8屬于防盜部件，不能進行互換測試，將此車的控制單元數(shù)據(jù)記錄反饋廠家技術支持工程師，確認A79/8內(nèi)部存在電氣故障。

更換集成式啟動-發(fā)電機整流器A79/8(圖12中的300)，經(jīng)過反復試車，故障不再出現(xiàn)，該車故障已被徹底排除。

圖12 故障車型集成式啟動-發(fā)電機

維修小結

1.根據(jù)WIS規(guī)定，更換A79/8的同時應更換接線盒蓋(圖12中的320)和11條螺栓(圖12中的310)，因為重復使用有可能會出現(xiàn)密封不嚴，而導致控制單元及啟動-發(fā)電機內(nèi)部損壞。

2.拆卸和安裝ISA2控制單元的接線盒蓋時，必須按對角順序進行。

3.如果ISA2控制單元(圖12中的300)與變速器分離，必須更換整個控制單元。