发布于 05-30 09:55:18
车辆信息
车型：奥迪A6L
发动机：CUH 2.0T
里程：5万公里
故障频率：偶发
故障现象
启动时间长，着车后仪表上发动机故障灯和EPC灯点亮，行驶中急加速时，发动机多缸失火，抖动。
故障分析
1、发动机控制器中存储故障码：
P229400：燃油压力调节器2，电气故障/断路，主动/静态。
故障持续出现时，无法清除故障码。没有故障现象时（偶发故障），可以清除故障码。
2、故障码指向高压泵上的燃油计量阀N290，该车燃油供给系统结构如下：
J623：发动机控制单元，J538：燃油泵控制器，G6：电动燃油泵总成（带汽油滤清器和低压限压阀），N290：燃油计量阀，N532-N535：1-4缸低压喷油阀，G410：低压燃油压力传感器，D：低压油轨，N30-N33：1-4缸高压喷油阀，G247：高压压力传感器，E：高压油轨
高压燃油系统的结构如下：
该车装备了两种喷射系统，第一种是缸内直喷系统（FSI），另一种是进气歧管喷射系统（MPI），这样可显著降低碳烟颗粒的排放。
MPI系统工作时，由燃油箱中的电动燃油泵G6提供压力，此时高压泵被燃油计量阀N290关闭，燃油流经高压泵内的冲洗接口，以冲洗并冷却高压泵，为了尽量减少高压泵柱塞上下运动引起的燃油压力波动，在冲洗接口中集成了一个节流阀。
低压燃油压力传感器G410监控低压压力，电动燃油泵G6由燃油泵控制单元J538经发动机控制单元J623来操纵。
高压系统是按需调节的，供油压力取决于发动机的运行工况，该车使用一个由凸轮轴驱动的单柱塞高压泵，上面带有油量调节阀，这是一个受ECU控制的电磁阀，它能改变高压泵的有效泵油行程，从而调节泵油量。
高压传感器G247监控高压油轨压力，电控单元对比实时压力和预设压力，据此形成高压系统的闭环控控制。高压系统的压力最高可达200bar，压力提升使燃油液滴变小，雾化速度变快。
发动机到底用MPI模式工作还是用FSI模式来工作，是通过特性曲线决定的。
存在以下运行模式：
①、MPI单喷射
②、FSI单喷射
③、FSI双喷射
④、FSI三重喷射
①、发动机起动
压缩冲程内通过高压喷射系统进行三次直喷。
②、暖机和催化转换器加热
采用双次直喷，分别喷入进气和压缩冲程，点火时刻有一定的延迟，进气歧管翻板关闭。
③、发动机在部分负荷范围下运行
如果发动机温度高于45℃，并且发动机处于部分负荷工况，则切换到进气歧管喷射模式，进气歧管翻板在大多数情况下保持关闭。
④、发动机在全负荷下运行
基于高性能需求，系统切换到高压模式，当发动机转速较低时，在进气和压缩行程中进行双重喷射，当发动机转速较高时，仅在进气行程进行单次喷射。
⑤、紧急运行功能
如果其中一种喷油系统出现故障，发动机使用另一个系统执行应急运行功能，这样能保证车辆仍可继续行驶。
3、根据以上原理描述，在起动和大负荷工况时，发动机将采用直喷模式，必将建立燃油高压。
通过分析发动机数据流，发现该车无论处于什么工况，燃油高压和低压压力均保持在7bar左右，说明燃油高压泵没有工作，这也符合故障码，这会导致行驶中急加速时喷油量不足，引起发动机失火，抖动。
查询燃油计量阀的电路图如下：
J623：发动机控制单元，N290：燃油计量阀
我们都很了解仅装配直喷系统的燃油计量阀的结构，它的一根线经发动机主继电器供电，另一根线受控于发动机控制单元，而双喷射系统燃油计量阀的控制方式发生了变化，两根线都连接至发动机控制单元。
在着车状态下，不拔N290插头，测量两根针脚的电压均为2.5V，熄火后断开N290插头，测量电磁阀内部电阻约为2Ω。
拆下发动机控制单元J623，分别测量J623至N290两根线均没有断路/短路现象。尝试更换高压泵总成，未能排除故障。
4、采用普通的手段检测后，怀疑发动机电脑J623内部损坏，但没有直接的证据支撑这个观点，笔者决定使用示波器重新分析故障。
笔者首先捕捉正常状态的波形如下（偶发故障）：
蓝色：N290控制线1的电压；
红色：N290控制线2的电压；
绿色：N290的电流
ECU尚未控制电磁阀N290之前，两根线的电压均为2.5V，ECU触发N290以后，控制线1的电压在蓄电池电压和接地之间高速振荡，以此维持电磁阀约7A的驱动电流，关闭电磁阀时，控制线2提供一个30V的反压。
为了看的更清楚，用控制线1的电压减去控制线2的电压，得到一个新的波形。
紫线：控制线1减去控制线2的电压；
绿线：电磁阀N290的电流
①、A段之前电磁阀未接收到ECU的触发信号，此时电压和电流均为开路状态。
②、A段为开启段，使用蓄电池电压驱动电磁阀。A段的驱动电流最高为9.6A，由于线圈存在感抗，电流只能斜着爬升。
③、B段为保持段，这是燃油定量阀N290工作的主要阶段，此时电压在蓄电池电压和接地之间高速开关，利用线圈的感抗将电流保持在约7A，这是占空比控制方式，占空比越大保持电流越大，占空比越小保持电流越小。
④、C和D段为结束段，此时电磁阀驱动信号结束，ECU用一个反向电压让电磁阀迅速落座，电压的幅值约为30V，请注意这不是线圈断电瞬间的感应电压。
由于电磁铁通电后被磁化，断电瞬间由于感抗作用，磁性不会立刻消失，造成电磁阀断电不利索，为了消除这个影响，驱动电路在设计时特意加了反向电压，让阀针快速落座。
笔者连接好设备后上路行驶，捕捉到故障发生瞬间的波形如下：
从①到③展示了N290从正常到故障状态的变化过程，由于驱动电压不正常，导致N290没有驱动电流，因此高压泵不工作。
可以看到黑色箭头处的电压波形上有毛刺，笔者认为这是ECU想驱动电磁阀N290，但由于某种原因没能驱动起来，可能是ECU内部损坏，也可能是线路的问题。
为进一步确定故障，笔者拔掉N290插头，在插头背面针脚处再次测量电压波形。
蓝线：N290控制线1的电压；红线：N290控制线2的电压
控制线1 的电压在0.5V和蓄电池电压之间变化，控制线2的电压在4.5V和接地之间变化，由此说明两条控制线是好的，不存在断路/短路请况，否则不会有电压变化，由此确定故障原因是控制单元内部损坏，无法建立驱动电压。
故障排除
更换发动机控制单元J623，执行匹配，编程工作后，进行长距离试车，发动机运转一切正常，至此确认故障修复。
