三 发动机冷起动困难诊断分析
故障现象定义
主要是指气温在0℃以下时,停车至发动机完全冷机后再次起动时不好起动的故障现象。这类问题是建立在热机起动正常且起动后一切行驶工况都正常的前提下进行诊断分析的。
故障诊断分析流程
案例1 奥迪A6L-C6冷起动经常熄火甚至无法起步
车辆信息
车型:C6 2.4 发动机型号:BDW 变速器:01J
行驶里程:256743km VIN:LFV4A24F473****** 故障频率:偶发多次
诊断分析
该车半年前更换过全新的发动机和发动机线束,之前因发动机EPC灯亮并报故障码“节气门位置信号不可信”更换过节气门体的插接器和线束。经和客户了解,该车冷车可以起动成功,但会突然熄火,再次起动仍能成功,如此反复几次后故障消失;同时在行驶过程中等红绿灯或起步时也有突然熄火的故障。
客户第一次进站时,故障未能再现,而且发动机控制单元也没有相关故障存储。根据客户描述,供油系统故障的可能性很小,因为如果油压低,首先应该是不好起动,而且在熄火前应有个抖动的过程,所以排除油路故障。结合之前案例分析,在曲轴位置传感器工作不良时会在冷车出现起动后熄火,几次起动后就会正常;而且在早期发生故障时并不报故障码。经和客户协商,先试换一曲轴位置传感器再观察。
解决措施
客户行驶一周后再次出现故障,而且反映冷车起动后熄火,但如果加大节气门稳一会则可以着车;而且在起步时有熄火现象,热车后故障不明显。接车后用诊断仪检查01发动机控制单元里有以下故障码:
P1156:进气管压力传感器-G71断路/对地短路对正极短路静态;P1129:气缸列2,混合气调校(乘法式)系统过浓;P1127:气缸列1,混合气调校(乘法式)系统过浓;P1141:负荷记录不可信数值断路/对地短路;P0113:进气温度传感器1过大信号对正极短路。从上述故障码看出故障指向进气压力传感器信号异常。为取得一手信息,决定在次日早上试车验证故障和读取故障。
第二天装好油压表和诊断仪,读取数据块,如图3-1~图3-5所示。
图3-1 着车之前的数据
图3-2 刚起动后的数据
图3-3 热车后的数据
图3-4 对比正常车热车后数据
图3-5 拔掉进气压力传感器数据
通过数据比对,在刚起动后该车数据在714mbar,而正常车应为586mbar左右。在热车怠速期间故障车在458mbar左右,正常车应为420mbar左右。检查传感器至控制单元线路不存在断路和短路现象,更换进气压力传感器,故障排除(图3-6)。
图3-6 进气压力相关电路图
总结
由于进气压力传感器信号失真,导致其在起动后因混合气浓而熄火或在起步时熄火。当踩下加速踏板时增加了进气量,使空燃比相对接近控制范围,所以就能着车。另外从发动机控制单元所报故障也可以看出,由于真实进气量小于理论值,所以会有混合气浓和负荷信号不可信的相关故障,在冷起动时从排气中也可嗅到一股燃烧不完全的“生油味”。该车故障未能一次排除的原因还是在诊断思路方面,过多地依靠故障码来分析,而在实际故障排除中很多疑难案例都是通过数据流分析解决的。我们应养成故障诊断时读取数据流的习惯,逐步提高数据流分析的能力。
案例2 奥迪A6L-C7发动机冷机有时无法起动
车辆信息
车型:奥迪C7 2.0T 发动机型号:CDZA 变速器型号:0AW
VIN:LFV3A24G9C3****** 行驶里程:2874km 故障频率:偶发
诊断分析
用诊断仪检查,在01发动机控制单元J623里有故障码“5604 P085000[39]起动机抑制器信号(P/N)对正极短路/断路”,同时在02变速器控制单元J217里有故障码“2260 P172400[46]起动机抑制信号对地短路偶发”,如图3-7、图3-8所示。
图3-7 发动机控制单元内故障码1
图3-8 发动机控制单元内故障码2
诊断提示
该车P/N位信号由集成在变速器控制单元上的多功能开关F125(现在的车型在电路图中不体现F125,只体现变速器控制单元J217)提供,信号除了通过驱动CAN传输到车载网络中外,还通过专门的离散导线分别给发动机控制单元和舒适系统控制单元J393提供P/N校验信号。另外集成在变速杆控制单元J587内的F305(P位开关),通过单独的导线给J393提供P位信号用于钥匙防拔出控制。本车取消了传统的钥匙,该P位信号主要用来控制转向柱的锁止(J393内集成了J518驾驶员识别系统,是防盗系统的主控单元)。由于起动时起动机不能运转,而故障码指向正是P/N位信号不合理,说明故障就是由于P/N信号不良导致发动机控制单元不能准确判断变速器当前是否处理P/N位,所以切断起动机。
故障排除
首先根据引导型故障查询,诊断仪提示检查P/N位信号,当变速器处于P位或N位时该信号为0V;当变速器档位处于D位时该信号应该大于11V,通过检查发现当时数据正常。诊断仪提示该故障属于偶发故障,建议删除故障再试。查阅P/N位相关电路图(图3-9),根据电路图将P/N信号经过的所有插接器包括J623和J217的插接器都重新拆装了一次。
本来建议客户留车观察一天,但客户不同意,要求自己在使用过程中观察。到了第二天下午客户来电反映,车辆再次无法起动。为了不破坏故障现场,使用救援车将故障车拖回来。用诊断仪检查故障仍是之前那两个故障码,不同之处在于现在是静态。再次检查P/N位信号,发现其在P/N位是0V;但在D位时居然是2.5V。由于P/N位信号和J623、J217、J393通过并联连接,此时究竟是哪个控制单元将信号电压拉低或是变速器控制单元发出的就是错误信号?还是线路可能出现的对地短路?一时不能准确判断。由于是新车,客户抱怨很大,在排除故障的同时还要尽量减少在车上进行拆装作业,以免使抱怨升级。由于维修资料中并没有详细的工作原理说明,决定找一台配置相同的车辆对比。通过比对发现,正常的车在D位时信号电压为12V左右。
首先断开相关的3个控制单元,使线路悬空,检查线路是否存在对地短路、对正极短路或断路。经检查线路各项指标正常,无相关故障。由于J393是防盗主控单元,如断开则可能导致打不开点火开关而无法测量;J217是变速器控制单元,如断开后无法输出档位信号也不能测量;在这种情况下,决定断开发动机控制单元J623检查。但结果是断开J623也不能打开点火开关,因为J623也是防盗系统组件。
图3-9 P/N位相关电路图
在没有太好的办法情况下,只能使用端子修复器依次将J393的P/N位端子退出。退出后发现挂P/N位时无变化,但挂D位是信号电压也是0V,说明之前挂D位所显示的2.5V是由J393出来的电压。接着将变速器控制单元上的插接器的P/N信号端子退出,发现该端子挂任何档位都无变化(无电压);检查变速器控制单元P/N位输出端子,发现当在D位时对地电阻为无穷大,在P位和N位时对地电阻分别为111Ω和88Ω。通过上述检查发现变速器控制单元能输出信号,但发动机控制单元检测不到该信号。
尝试将正常车的发动机控制单元装到故障车上,并做了在线防盗匹配。再次起动时发现仍不能起动,读取故障码仍是上述故障码。测量该信号发现和之前没有一点变化,说明故障原因根本不在发动机控制单元。但线路检查也没有发现问题,抱着怀疑的态度再次拆下发动机控制单元,检查P/N位信号。通过检查几个端子,忽然发现P/N位的信号插孔比较松。马上对比其他插孔,发现其他插孔插入或拉出时有一定阻力,而P/N位的插孔感觉没有阻力。用端子修复器将其退出后检查,发现果然孔径偏大(图3-10)。修复端子后,装好发动机控制单元,再次挂D位检查发现电压为12.3V。再次尝试起动发动机,一次成功。
图3-10 P/N冗余端子孔径变大
总结
该车由于P/N位离散导线冷机时在发动机控制单元处虚接,导致发动机控制单元不能准确地判断当前档位是否在P/N位;当有起动请求时,发动机控制单元为安全起见抑制了该信号。
案例3 奥迪A6L-C7无法起动
车辆信息
车型:C7 2.0T 发动机型号:CDZ 变速器型号:0AW
行驶里程:165425km VIN:LFV3A24G2C3****** 故障频率:一直
诊断分析
现场检查发现,在起动时起动机有“嗒”的响声,且仪表指示灯闪烁。根据以往经验,这种情况最大的可能原因是蓄电池电压不足。在起动时测量蓄电池电压为7.92V左右,根本无法满足起动需求(图3-11)。
图3-11 起动时蓄电池电压不足
排除过程
用救援车跨接电源后可以正常起动,起动后读取蓄电池历史数据块,发现没有静电流过大的现象。询问客户得知,该车前段时间就出现了冷起动时起动时间偏长的现象,结合最近突然降温且该车使了将近6年的时间分析,认为是蓄电池正常衰减所至。更换蓄电池后一个月跟踪回访,确认故障排除。
总结
该故障比较简单,在北方的冬季也很常见,通过观察仪表显示再结合万用表测量起动时的蓄电池电压,很容易判判出故障原因。在排除完故障后,一定要分析引起蓄电池电压低的原因是什么。如果是存在静电流过大,一定要把该原因彻底解决,否则很快就会出现返修。