一輛19款?yuàn)W迪A4行駛中發(fā)動(dòng)機(jī)故障燈異常點(diǎn)亮，伴隨加速無(wú)力。到修理店檢查后，發(fā)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元中，存儲(chǔ)有“P0087燃油高壓共軌系統(tǒng)壓力低”的故障代碼（圖1）。

圖1 發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元中存儲(chǔ)的故障代碼

上一家維修廠替換了低壓油泵以及高壓油泵，故障依舊。轉(zhuǎn)院到第二家維修廠，同樣優(yōu)先采用替換零部件的方式來(lái)診斷該故障。前后更換了拆車(chē)的高壓油泵、全新原廠的高壓油泵，以及高壓油軌壓力傳感器，故障依舊。也拆解了高壓油泵驅(qū)動(dòng)輪、頂筒，沒(méi)有發(fā)現(xiàn)明顯異常。于是找到筆者，請(qǐng)求技術(shù)支持。

首先診斷燃油高壓系統(tǒng)壓力低的故障。第一點(diǎn)要排除的就是：低壓端的燃油壓力是否足夠。使用壓力表，測(cè)量怠速時(shí)的低壓端燃油壓力，約為6bar，在正常范圍內(nèi)。

圖2 怠速時(shí)的低壓燃油壓力（壓力表）

讀取怠速時(shí)的高壓端壓力數(shù)據(jù)流發(fā)現(xiàn)，高壓油軌壓力僅為5.6bar，明顯低于標(biāo)準(zhǔn)值（正常怠速工況下為50bar）。

圖3 怠速時(shí)的高壓油軌壓力數(shù)據(jù)流

修到現(xiàn)在，該換的和不該換的零部件已經(jīng)基本換了個(gè)遍，而故障卻沒(méi)有任何好轉(zhuǎn)。那么接下來(lái)，就該示波器上場(chǎng)了。

不到最難的時(shí)刻，示波器始終是不會(huì)上場(chǎng)的——這是很多有示波器的修理店的“通病”。想要用示波器診斷這種故障，首先需要了解高壓油泵的工作原理。接下來(lái)我們先簡(jiǎn)單了解下這款常開(kāi)型高壓油泵的工作原理。借用上一代的原理圖（圖4）。

圖4 常開(kāi)型高壓油泵工作原理圖

圖5 常開(kāi)型高壓油泵平面解剖圖

·吸油行程：柱塞下行，低壓腔室內(nèi)燃油通過(guò)進(jìn)油閥門(mén)進(jìn)入到高壓腔室。

·回油行程：柱塞上行，高壓腔室內(nèi)燃油反向流入低壓腔室。

·泵油行程：柱塞上行到接近上止點(diǎn)時(shí)，ECU控制量控閥工作。此時(shí)進(jìn)油閥門(mén)關(guān)閉，高壓腔室內(nèi)形成一個(gè)密閉的空間，建立高壓燃油。當(dāng)油軌內(nèi)的壓力低于高壓腔室的壓力，高壓腔室內(nèi)高壓燃油泵入高壓油軌內(nèi)。

注：高壓油泵柱塞上行靠凸輪軸上單獨(dú)的凸塊和頂筒配合來(lái)驅(qū)動(dòng)。高壓油泵柱塞的上行與下行會(huì)導(dǎo)致低壓油軌的壓力產(chǎn)生波動(dòng)，壓力波谷的位置對(duì)應(yīng)高壓油泵柱塞的下止點(diǎn)位置。

使用虹科Pico汽車(chē)示波器，分別測(cè)量以下信號(hào)：

·A通道：高壓油泵油量控制閥的控制（差分信號(hào)）

·B通道：低壓燃油壓力（使用WPS500X壓力傳感器測(cè)量）

·C通道：排氣凸輪軸位置信號(hào)（高壓油泵安裝在排氣側(cè)）

捕捉到完整波形，結(jié)合高壓油泵建立高壓的工作流程，可以發(fā)現(xiàn)：ECU控制量控閥的時(shí)刻似乎比較提前。但是整體的控制窗口期時(shí)仍處于高壓油泵柱塞的上行階段。使用標(biāo)尺測(cè)量，此時(shí)量控閥關(guān)閉的曲軸角為46.5°。

低壓燃油的壓力為4.5bar左右（實(shí)際壓力），屬于正常范圍內(nèi)。理論上來(lái)講這個(gè)時(shí)候應(yīng)該能建立高壓才對(duì)。那么問(wèn)題出在哪里呢？

圖6 故障車(chē)的相關(guān)波形

放大量控閥控制部分的波形，發(fā)現(xiàn)當(dāng)前ECU控制信號(hào)出現(xiàn)異常：

1.沒(méi)有出現(xiàn)啟動(dòng)階段的控制

2.后面保持階段的正占空比只有7.6%，過(guò)小

圖7 放大量控閥部分波形

如圖8，我們采集了高壓油泵量控閥控制，以及高壓油泵量控閥的工作電流，發(fā)現(xiàn)量控閥工作時(shí)電流非常小，僅為0.28A，遠(yuǎn)低于標(biāo)準(zhǔn)值（標(biāo)準(zhǔn)值：開(kāi)啟階段電流大于3A，保持階段電流維持約2A左右）。

圖8 高壓油泵量控閥工作電流過(guò)小

由此可以判斷：發(fā)動(dòng)機(jī)電腦損壞。

這車(chē)難道就真的只有這一個(gè)故障點(diǎn)嗎？接下來(lái)還需要驗(yàn)證的是：原車(chē)的高壓油泵是否有問(wèn)題。如何驗(yàn)證呢？方法也很簡(jiǎn)單。啟動(dòng)車(chē)輛，人為關(guān)閉高壓油泵量控閥，發(fā)現(xiàn)此時(shí)高壓油泵依舊無(wú)法建立高壓。

至此，我們可以確定，這臺(tái)車(chē)故障現(xiàn)象，其實(shí)是由兩個(gè)故障點(diǎn)導(dǎo)致的：高壓油泵與發(fā)動(dòng)機(jī)電腦。

更換高壓油泵以及發(fā)動(dòng)機(jī)電腦后，故障排除。

再次測(cè)量波形，可見(jiàn)正常工作時(shí)，量控閥開(kāi)啟階段消耗電流為4.5A，保持階段消耗電流約為2.5A。關(guān)閉的曲軸角為28.5°，且開(kāi)啟的角度與故障時(shí)相比，也明顯滯后了。

圖9 正常車(chē)輛的相關(guān)波形

計(jì)算量控閥控制信號(hào)的正占空比，可見(jiàn)約為20.9%。

圖10 正常車(chē)輛的量控閥控制信號(hào)占空比

故障思考

正常和故障的波形對(duì)比，除了量控閥的控制信號(hào)異常外，低壓燃油壓力波形的波動(dòng)也是不一樣的（圖11）。那么，正常車(chē)的低壓燃油壓力波動(dòng)有個(gè)凹陷，會(huì)是什么原因?qū)е碌哪兀?/p>

圖11 低壓燃油壓力的異常波動(dòng)

案例作者

應(yīng)良卿

玉山連通車(chē)服技術(shù)總監(jiān)

2021年開(kāi)始接觸示波器診斷與NVH問(wèn)題分析診斷，目前是國(guó)內(nèi)通過(guò)示波器診斷汽車(chē)故障的佼佼者。個(gè)人抖音賬號(hào)：玩示波器的行者。曾獲得2023年上饒市“振興杯”汽車(chē)技術(shù)、新能源汽車(chē)智能化技術(shù)職業(yè)技能競(jìng)賽新能源組三等獎(jiǎng)。2023年被《汽車(chē)維修技師雜志》聘為“波形分析專(zhuān)修站”欄目專(zhuān)家委員。