【案例分享】2011款賓士 S350L車行駛中發動機偶發熄火

一輛2011款賓士S350L,搭載274發動機,累計行駛里程約23萬公里,車主反映,車輛在行駛中發動機突然熄火,且無法再次啟動發動機,請求支援。

將車拖回維修廠後檢查,啟動發動機,啟動機正常運轉,但發動機無法著機。進一步與車主交流得知該故障為偶發性故障,故障發生頻率較低,有時幾個月才出現一次,故障現象出現後有時需要停車等待一段時間才可再次發動機器。為此故障該車在其他維修廠先後更換燃油泵(M3)燃油濾清器及燃油泵控制單位(N118),也排查相關線路,都未能解決。

使用故障檢測儀檢測,發現燃油泵控制單元中儲存有故障代碼”P0627″燃油泵輸出電器故障或斷路”P0628燃油泵輸出對搭鐵短路”(圖一)。讀取啟動發動機時燃油泵控制單元中的數據流,發現燃油泵工作電流為0A→異常,正常為6.5A左右;燃油壓力為0.2bar(1bar=1000=kPa)→異常,正常應為5bar左右。從故障代碼和數據流可以得知,故障現象是由低壓燃油供油系統故障導致。

查看燃油泵電路得知,該車燃油泵是三相電動機,由燃油泵控制單元進行控制。拆開後排座椅可以看到燃油泵安裝在燃油鄉箱右側,燃油濾清器安裝在燃油箱左側。燃油箱中的燃油泵通過導線與燃油濾清器蓋連接後,再通過導線連接器X1連接至燃油泵控制單元。

使用功率試燈和萬用表檢查燃油泵控制單員工和搭鐵,均正常,不存在虛接的情況。使用Pico示波器的通道A(藍色波型)、通道B(紅色波型)和通道C(綠色波型),分別測量位於燃油濾清器處的導線連接器X1端子2、端子3、端子4的電壓波型,發現連接好探針及Pico示波器後,發動機可以正常啟動,測得的波型如圖三所示,可知3個相線的電壓從2.5V開始連續波動。

關閉點火開關,啟動機熄火,測得的波型如圖四所示,可知發動機熄火後3個相線上的電壓波動消失,電壓均保持2.5V。接車時發動機無法啟動著機,但在連接測量探針後發動機卻可以正常啟動,懷疑是導線連接器X1端子接觸不良導致故障發生。脫開導線連接器X1,仔細檢查端子2、端子3、端子4,未發現鬆動、退縮等異常現象。

啟動著機後繼續觀察3個相線的電壓波型,發現在一段時間後波型偶爾出現一小段異常波動(圖五)但對此發動機定沒有熄火。放大異常波動的波型(圖六),發現3個象限的電壓會同時降低至0V,然後立即回升至2.5V,以此反覆多次。結合故障代碼分析,推斷造成該電壓波動的原因有以兩種情況:

  1. 燃油泵控制單元自身供電或輸出供電缺失,這與故障代碼P0627對應,可能的故障原因有:燃油泵控制單元自身供電或輸出供電線路斷路;燃油泵控制單元故障
  2. 燃油泵控制單元輸出供電線路對搭鐵短路,這與故障代碼P0628對應

為了模擬故障,啟動發動機後人為脫開導線連接器X1,測得的波型如圖七所示,可知當3個相線斷開時,燃油泵控制單元還會保持為導線連接器X1端子2連接線路穩定提供10V左右的電壓,這與故障波型明顯不一致,暫時排除第一種情況可能。

接著啟動機發動,人為將導線連接器X1端子3與搭鐵短路2秒後再斷開,測得的波型如圖八所示,可之3個相線的電壓同時下降為0V後接著上升為2.5V,這與圖六中的故障代碼波型相似,由此推斷該車故障是由燃油泵控制單元與燃油泵之間的三相供電線偶發性對搭鐵短路引起的。

仔細檢查燃油泵控制單元與導線連接器X1之間的線路,線束無破損情況。拆下燃油濾清器,仔細檢查燃油濾清器與燃油泵之間的線束,結果發現燃油泵的V相導線出現破損,如圖九所示。

修復破損的燃油泵V相導線後反覆試車,故障不再出現,至此故障排除。

  1. 燃油泵的三個相線通過線圈相互連接,經過測試,其中任何一個相線與搭鐵短路都會使3個相線電壓全部被拉低,導致燃油泵不工作。圖五中的異常波動波型出現時間不到500ms,時間間隔較短,所以未能導致發動機熄火。
  2. 連接pico示波器和探針後發動機能夠啟動著機,可能是再拆卸相關零件時晃動燃油箱內部的線束,導致故障現象消失。
  3. 燃油箱內部的線束不好拆裝,檢查時容易被忽視,但燃油箱內部的線束在車輛行駛中會產生晃動,久而久之破損的導線也容易通過燃油箱搭鐵而發生故障。
  4. 使用pico示波器捕捉和模擬器故障發生時的波型,可以幫助維修人員精準、快速診斷偶發性故障。