【Pico汽車示波器診斷】2018年 福斯 Volkswagen C-Trek EA-211 引擎加速無力

作者:中鑫之宝鹤壁店 赵玉宾

故障現象:

一輛福斯 C-Trek ,搭載EA-211引擎,累積行駛里程數4萬公里,車主反映,車輛在行駛過程中引擎故障燈點亮,並且加速無力。

診斷流程:

1. 接車後試車,的確存在此故障狀態,使用診斷工具查看故障碼,發現引擎控制單元(J623)儲存故障碼 “P029900 增壓壓力控制-沒有達到控制極限主動/靜態” ,根據故障代碼提示,懷疑進氣增壓壓力過低。

2. 清除故障碼後路試,車輛急加速時提速較慢,連續幾次後引擎故障燈亮起,出現相同故障代碼;讀取增壓數據流,實際增壓值為1.2bar,與標準增壓值1.8bar有落差,故障碼與實際數據流吻合。

引擎控制單元(J623)是透過安裝在節氣門前方的增壓壓力感知器(G31)來獲取壓力訊號的,此故障有以下可能:

  1. 增壓管路中的實際增壓壓力充足,但引擎控制單元檢測到的數據有誤。
  2. 增壓管路中實際增壓壓力確實過低。

3. 使用診斷工具的波型功能讀取增壓壓力訊號波形和進氣歧管絕對壓力訊號波形(由進氣歧管絕對壓力傳感器測得,安裝於節氣門後方),對比發現在急加速時兩者的變化趨勢幾乎相同,都會隨著節氣門開度增加而升高。分析認為,2個感知器同時發生訊號失真的可能性極小,引擎控制單元故障的可能性也較低,排除第一種故障可能,推測進氣增壓壓力確實不足。

藍色線—增壓壓力訊號(單位為hPa);黃色線—進氣歧管絕對壓力訊號(單位為kPa);
紫色線—佔空比控制訊號(單位為%);粉紅色線—引擎轉速(單位為r/min)

查閱資料得知,此車的渦輪增壓系統的進氣增壓壓力由增壓壓力限制電磁閥(N75,安裝在渦輪增壓器上)進行調控,取消了空氣循環減壓閥(N249)的調節。在引擎處於中低轉速,負荷小時,N75保持常閉,使排氣旁通閥作動器管路與增壓後的高壓空氣管路相通,若增壓壓力增大,作用在排氣旁通閥作動器上的壓力也增大,使排氣旁通閥開口增大,減少渦輪增壓器的排氣壓力,來降低進氣增壓壓力,實現自動調節。在加速或引擎負荷大時,引擎控制單元以佔空比的方式控制N75的搭鐵訊號。N75得到搭訊號後內部的閥芯產生位移,使排氣旁通閥作動器管路與增壓前的低壓空氣管路相通,減少排氣旁通閥作動器上的作用力,排氣旁通閥關閉,渦輪增壓器上的排氣壓力升高,進氣增壓壓力增大。由此分析進氣增壓壓力不足的可能故障原因有:渦輪增壓器和排氣管路故障;N75故障;N75管路連接錯誤。

4. 檢查增壓壓力限制電磁閥(N75)管路連接,無異常,此為常閉型電磁閥,斷電狀態下排氣旁通閥作動器管路與增壓後的高壓空氣管路相通,當排氣旁通閥作動器接收到增壓壓力時會推動旁通閥打開,來降低增壓壓力,這對渦輪增壓器與排氣管路的驗證測試產生干擾。

5. 斷開增壓壓力限制電磁閥與排氣旁通閥作動器的管路連接(使排氣旁通閥保持關閉),連接診斷電腦進行路試,讀取數據流發現進氣增壓壓力明顯提升,可達到3bar左右,說明渦輪增壓器本身與排氣管路正常。


根據上方線路圖,使用Pico示波器量測增壓壓力限制電磁閥的供電、控制搭鐵訊號以及電流波型。並同時量測增壓壓力感知器(G31)的電壓訊號波型。分析測得以下數據,隨著引擎電腦對於增壓壓力限制電磁閥的控制,N75的電流呈現規律性變化,電流波型說明N75的線圈電路導通,同時G31輸出的訊號電壓也隨著引擎電腦的控制緩慢上升,一切看似很正常,但回想之前測得的噴油嘴工作電流波型,工作電流在上升過程會出現拐點(電流先減小再繼續增加),而出現拐點的原因是電磁閥打開時會產生感應電壓,導致工作電流下降,由此推斷N75接收到搭鐵訊號時並未正常工作。

  • 紅色:N75供電電壓波型
  • 藍色:N75搭鐵訊號控制波型
  • 黃色:N75電流波型
  • 綠色:G31電壓訊號波型

6. 拆下N75強制供電測試,發現閥芯作動輕微,且通電後N75上的三個管路全部相通,異常, 確定N75損壞。

正常情況下,N75不通電時,管路A與管路C相通;通電後,管路A與管路B相通。

7. 更換增壓壓力限制電磁閥後試車,車輛加速正常,測得的波形如下圖所示,N75的工作電流波形隨著閥芯打開產生拐點。

診斷結論:

由於增壓壓力限制電磁閥內部損壞,電磁閥線圈雖然能正常通電,但閥芯被吸住時只能產生微小位移,增壓前的低壓空氣管路沒有完全打開,排氣旁通閥作動器管路與增壓後的高壓空氣管路依然相通,從而對N75供電時仍會出現3個管路相通的現象,這就導致需要增壓時排氣旁通閥還是會受到增壓壓力的影響,一直被推開而不能關閉,使增壓壓力不足。Pico示波器能夠敏銳地捕捉到電磁閥動作時產生的感應電壓訊號和工作電流變化信號,來有效驗證電磁閥是否正常工作。