一輛2007年產奧迪Q7 3.6FSI轎車，行駛裡程為6 000 km，用戶反映該車在行駛過程中偶爾能聽到發動機附近發出尖銳的金屬摩擦聲，現象持續約1～5 min後會消失；若故障出現時將發動機熄火，然後再次起動車輛，故障有時會消失，該故障每隔2～3天出現1次。
經詢問用戶，得知該車的故障現象主要出現在熱車情況下，發動機怠速、中小負荷工況均會出現,但與車速和行駛時間沒有關系，儀表板也無任何故障報警燈點亮。由於該故障現象每隔2～3天出現1次，且出現時間較短，故障癥狀不易捕捉。經與用戶協商，用戶同意將車留下進行檢修。經過約1天的長時間試車，故障終於出現。筆者聽到瞭1種尖銳的類似於金屬摩擦的噪聲。通過分辨，筆者判定出現異響的部位在發動機缸蓋上部區域，但此時發動機運轉正常，且異響的頻率和聲音大小不隨發動機轉速的變化而改變，由此可以排除機械部件磨損或互相幹涉的可能性。通過VAS5052檢查此時沒有故障碼，在觀察數據流時發現怠速時的高壓油軌壓力竟然達到瞭12 MPa，這顯然是不正常的。再次檢查噪音部位後可以確定聽到的噪聲正是高壓油軌油壓過高而導致過壓閥開啟泄壓產生的噪聲。
那麼為什麼會產生壓力過高的現象呢？這就需要從FSI發動機燃油供給系統的控制原理上進行分析。
圖1
新式的FSI發動機燃油供給系統由低壓、高壓兩部分組成（圖1），這兩部分各自完成相應的功能。低壓系統是由1個按需調節的燃油泵來供油的，這種按需調節的裝置可以降低燃油泵所消耗的電能，從而可節省燃油。燃油泵隻供應發動機所需要的燃油量，這個燃油量是根據規定的系統壓力得出的。這個過程由發動機控制單元和1個電子功率控制裝置來完成，這個電子功率控制裝置通過脈沖寬度調制來調節燃油泵的轉速。在低壓系統中，電動燃油泵將約0.6 MPa的經燃油濾清器過濾的燃油供應給高壓油泵，高壓泵處的回油直接進入燃油箱。在高壓系統中，單活塞高壓泵將約4～11 MPa（取決於負荷和轉速）的燃油送入燃油分配管，分配管再將燃油分配給4個高壓噴油器。限壓閥的作用是保護工作在高壓條件下的部件，它在系統壓力高於12 MPa時會打開泄壓，泄壓閥打開時流出的燃油會進入高壓油泵的供油管。高壓油泵為單活塞式油泵，由凸輪軸的雙凸輪機械驅動。高壓油泵的供油量是可調的，電動燃油泵給高壓泵供應最高為0.6 MPa的預壓力,高壓泵再產生供油軌內所需要的高壓。
圖2
圖3
下面再來具體分析一下高壓油泵的工作原理。首先，當活塞向下運動時，壓力約為0.6 MPa的燃油從油箱內的低壓油泵經進油閥流入油泵腔內（圖2）。當活塞向上運動時，燃油就被壓縮瞭，在壓力超過油軌內壓力時，燃油就被送入燃油分配管（圖3）。燃油計量閥（可控閥）位於油泵腔和燃油入口之間（圖4）。如果燃油計量閥在供油行程結束前打開瞭，那麼油泵腔內的壓力就會被卸掉，燃油就流回到燃油進入口內。在油泵腔和燃油分配管之間設有1個單向閥，它在燃油計量閥打開時可阻止燃油回流。為瞭調節供油量，燃油計量閥從油泵凸輪的下止點到某一行程之間是關閉的。當達到所需要的油軌內的壓力時，燃油計量閥打開，這樣就可防止油軌內壓力繼續升高。出於安全原因，燃油計量閥(MSV)N290是在不通電時打開的電磁閥（圖5），即高壓油泵所供應的全部燃油經打開的閥座被泵回到低壓管路內。線圈通電後會產生電磁場，與銜鐵連在一起的閥針就被壓入到閥座內。當達到要求的油軌內壓力後，燃油計量閥的供電被切斷，電磁場消失，高壓油將閥針從泵腔中壓出，於是泵腔中多餘的燃油就流回低壓管路中。
圖4
圖5
根據高壓燃油系統工作原理可知，油軌壓力過高的原因可以排除高壓泵損壞的可能性，應該是高壓泵的調節控制裝置出現瞭問題。對於燃油計量閥的工作情況，可以利用故障診斷儀的示波器功能，觀察信號波形進行檢查。於是筆者連接故障診斷儀，利用示波器功能觀察瞭燃油計量閥N290的控制信號，結果發現信號總是處於高電平狀態，這就驗證瞭筆者此前的判斷。導致燃油計量閥工作異常的原因有2個：一是發動機控制單元產生瞭錯誤控制信號，二是燃油計量閥N290的線路出現瞭對正極短路的現象。根據上述分析思路，筆者首先對燃油計量閥N290的線路進行瞭仔細檢查，但沒有發現存在線路對正極短路的問題。看來問題應該是出在其接收瞭來自發動機控制單元的錯誤控制信號。
那麼發動機控制單元為什麼會向燃油計量閥發出錯誤的控制信號呢？這就需要對發動機控制單元如何產生控制信號，及哪些問題會影響信號的輸出有所瞭解。在該車燃油控制系統中，發動機根據相關的負荷信號、進氣量信號及節氣門狀態信號等確定對燃油計量閥的控制信號，因此需要對上述信號進行檢查。經利用故障儀觀察發動機控制系統動態數據流，可以確定上述信號均正常。既然影響發動機控制單元控制燃油計量閥輸出的輸入信號均正常，那麼就需要對發動機控制單元進行檢查瞭。根據以往的維修經驗，除人為原因外，一般發動機控制單元損壞的情況較少，多數問題都出在其供電、搭鐵線路上。
圖6
正當我們準備對發動機控制單元的供電和搭鐵情況進行檢查時，故障現象卻消失瞭。發動機的各項數據均正常，高壓壓力也恢復瞭正常。面對如此尷尬的局面實屬無奈，但通過前面的檢查已經將故障查找范圍縮小瞭很多，於是筆者重新整理思路，準備繼續檢查。在對發動機控制單元的供電和搭鐵線路進行檢查後，沒有發現問題，因此筆者判定發動機控制單元存在問題。於是決定將同款車型無故障的發動機控制單元進行替換，並讓用戶繼續觀察使用。幾天後，用戶打來救援電話稱該車蓄電池虧電無法起動。維修人員將車跨接起動後開回廠，此時發動機又出現瞭原來的故障現象。但筆者在檢查過程中發現瞭1個新的故障現象，即發動機熄火後無法起動，類似於蓄電池沒電的現象，但此時蓄電池電量充足。看來是車上的電源線出瞭問題？於是筆者決定從蓄電池的接線處開始逐步檢查各連接點和線束的情況。當檢查到位於發動機艙左側的正極跨接樁頭（圖6）時，發現在樁頭與線束的連接處有明顯的松動燒蝕跡象（圖7）。該位置正是蓄電池正極主線分向各分支的連接點，由於連接點的松動燒蝕，使得各分支線束間產生瞭接觸不良的現象，正是這個故障點導致瞭發動機控制單元的供電不良，從而出現瞭燃油計量閥N290的控制信號錯誤的情況。
圖7
在對故障點進行處理後，試車故障排除。
總結：該車的故障現象歸根結底還是發動機控制單元供電線路不良引起的，由於該故障屬於偶發性故障，檢查起來的確有些麻煩，也走瞭些彎路。通過該車故障的排除，提醒我們在檢查控制單元類的故障時應首先對相關的供電、搭鐵線路進行全面細致的檢查，不要急於更換相應的控制單元。
(張平)