新途观加速踏板异响

温州饶军汽修技能大师工作室/饶建中 饶军

车型：配置CEA 1.8T发动机。

行驶里程：29712km。

VIN：LSVX065N1F2××××××。

故障现象：发动机怠速运转时，能听到发动机舱内明显的咝啦咝啦异响，轻轻加减油门后该声音频率会更明显。

故障诊断：首先验证故障现象，静止状态下踩放加速踏板，发动机舱内“咝啦咝啦”的声音确实比怠速更响。打开发动机机舱盖，1个人坐在车内间歇性踩放加速踏板，笔者则在发动机舱内倾听，经仔细辨别该声音来自于涡轮增压器附近。下面就围绕涡轮增压来展开分析了。

涡轮增压器安装位置如图1所示，可见涡轮增压器和排气歧管紧凑的连接在一起，其上分别有N75及N249两个调节阀，其中N75属于增压压力限制阀，其控制对象为排气系统的气流；N249为内循环阀，控制对象为进气气流。下面来分析具体控制原理：

（1）增压器的作用。发动机功率的产生完全靠燃料在汽缸内燃烧做功，理论上燃烧的燃料越多，则发动机功率越大；但是输入的燃料要受到吸入汽缸内的空气量的限制，如果发动机的运行性能已经处于最佳状态，再增加输出功率只能通过压缩更多的空气进入汽缸来增加燃料量，提高燃烧做功能力。所以在目前技术下涡轮增压器是唯一能使发动机在工作效率不变的情况下增加输出功率的机械装置。涡轮增压器是利用发动机的废气来推动涡轮叶片高速旋转，达到增加发动机的充气效率目的。由于涡轮增压器的最高转速能超过100000r/min，因此增压器的转速上升和下降需要较长时间，与发动机转速相比，有非常长的滞后性，为了避免滞后性带来的影响，就有了下面的控制逻辑。

┃ 图1 涡轮增压器位置

（2）高工况控制。当车辆在高速公路上行驶，由于发动机一直处在高转速状态，其排气量多，废气流速快，推动涡轮叶片同步旋转速度加快，长此下来会导致涡轮增压压力呈现过高的趋势，当增压压力达到系统控制的临界值，就需要降低增压的压力确保系统正常运行。降低增压压力首先要降低涡轮叶片的转速，降低涡轮叶片转速则可以通过降低废气的流速即可。于是N75通电工作，增压后的进气气体通过N75进入图1中的压力调节单元，推动蜗杆向右侧运动，打开增压器内侧排气端的阀门膜片（如图2所示），于是废气通过阀门膜片打开的旁通道直接进入排气管，作用在涡轮叶片上的排气减少，叶片旋转速度降低，如此就达到了发动机转速不降低，但增压压力已经降低的目的，通俗点来说这种控制就是高工况的放气控制。

┃ 图2 阀门膜片

（3）低工况控制。与高工况控制相反的是，车辆在高速上行驶中，若碰到前面有突发情况驾驶员紧急制动，节气门从高工况的全开状态转到低工况的全闭状态，此时过高的进气增压压力依旧存在，若不及时释放泄压可能会导致车辆出现严重故障，如何确保高增压压力能及时快速泄压呢？此时最快速的方法是将增压之前的常压进气和增压后的高压进气互通，而N249连接的两端分别连接高低压进气管道，当N249通电打开后，高低压形成通路，高压压力被泄压，高压不复存在。由此解除了节气门关闭后仍然存在高压进气的潜在风险。通俗点来说这种控制就是低工况的旁通控制了。

根据涡轮增压器的控制原理判断，增压器在高低工况切换过程中，由于调节阀的介入，气流的走向发生变化导致高低压力的切换，完全有可能导致出现气流声音的变化，从而带来感官上的不适。结合本车的故障现象，该车异响产生的节点和发动机转速并无直接的关联，但是声音又明显感觉是涡轮增压器所发出的，那么故障点会在哪里呢？

由于涡轮增压器拆装工作量较大，若能从外围排除故障当然是最好的了。根据目前的条件来分析故障原因不外乎有：①涡轮增压器压力调节单元（推杆）松旷而产生异响；②涡轮增压器附近螺栓或隔热板附件松动产生震动异响；③三元催化器内部散架脱落；④涡轮增压器内部存在故障等。

首先拆除涡轮增压与凸轮轴盖处隔热板，瞬时猛加速至3000r/min左右观察涡轮增压压力调节单元（推杆），发现该推杆始终是纹丝不动，这明显不符合高工况状态的控制原理，比较正常车辆在同样的条件下，其压力调节单元都会推动推杆来打开图2中的阀门膜片，由此减少了推动涡轮叶片的废气量，确保增压压力不会超出极限。至此可以确定该涡轮增压压力调节单元控制存在故障，那么是否就是该故障导致出现异常的声音呢？在无法确定故障之前，还是先从压力调节单元来入手检查。

压力调节单元无法控制推杆工作，可能的原因包括两个方面：①外因，即压力调节单元的驱动源——高压气流缺失或者高压气流压力不畅，导致推杆不工作；②内因，包括压力调节单元本身故障，比如膜片破损或推杆机械故障，发卡及咬死等，从而引起压力调节单元无法驱动。对原因②的检查比较容易，在压力调节单元的控制气管上接上1个合适的高压气枪，用气枪往压力调节单元里面吹气（注意气枪的压力不能超过200kPa，否则会损坏膜片），发现推杆也能被高压空气推动，由此排除了内因，只需要考虑外因就可以了。

接下来从外因来入手，首先测量增压压力限制阀N75的电阻，其阻值符合正常范围，再用诊断仪进入发动机控制单元系统，选择执行元件测试，驱动N75去主动工作，用手触摸能感觉到N75工作的嗒嗒声音，此时用嘴巴吹N75上的两条管路为通路，由此看来故障点应该是在高压气流上面了。遂启动发动机运转，用手堵住N75上两条管路的高压端，瞬间加大油门，发现高压管路气流无明显变化。比较正常的车辆，能明显感觉高压气流的压力变化，由此可以说明压力调节单元无法工作的根本原因是涡轮增压的高压气流压力不够所导致的了。

再结合开始对所报修故障的可疑原因，还剩下三元催化器内部脱落没有进一步检查，若三元催化器内部堵塞同样也会导致排气不畅，从而引起发动机背压过高，进一步导致进气增压压力过低。基于此考虑拆卸排气管与涡轮增压器的连接部位，使用内窥镜观察各自内部情况，赫然发现涡轮增压器内部阀门膜片变形发卡，已经处在无法关闭旁通通道的位置（如图3所示），至此真相大白。

┃ 图3 内部阀门膜片变形发卡

经更换一个全新涡轮增压器之后，启动试车，无论如何加减油门，异响声音不再出现，故障彻底排除。

故障总结：压力限制阀门膜片变形发卡，使阀门膜片和座之间呈倾斜状态，因此排气气流始终有一部分会沿着倾斜的缝隙直接进入排气管，导致出现咝啦的气流声音，在加油时，排气速度加快，通过该缝隙进入排气管的气流也加快，因此声音的频率就提高了。但是由此产生一个疑问，为啥发动机系统自始至终不会记忆任何故障码呢？对此笔者认为，虽然该阀门膜片关闭不严，但是由于关闭不严的缝隙较小，对正常涡轮增压的影响相对较小，这个是发动机控制单元不会记忆增压压力过低故障码的主要原因，而若该关闭不严的缝隙较大，对增压压力产生较大影响时，发动机系统排放灯可能会点亮提示故障，但是该咝啦的声音有可能就不会出现了。基于此笔者也认为，在排除该故障过程中，美中不足的是没有通过诊断仪来读取增压压力的数据流，但是真读取的话，其增压数据和正常数据也会相差无几，对判断故障并没有太大实质性的意义。