2009款保时捷卡宴车加速异响

中鑫之宝汽车服务有限公司 任贺新

故障现象一辆2009款保时捷卡宴车，搭载3.6FSI发动机，累计行驶里程约为20万km。车主最初进厂报修发动机故障灯异常点亮的故障，接车后维修技师用故障检测仪检测，读得故障代码“P12A2 油轨压力传感器-信号过低（低于下限值）”。为了排除这个故障，维修技师依次更换油轨压力限制阀、高压泵及油轨压力传感器后，发动机故障灯不再异常点亮，于是交车。交车几天后，车主进厂反映车辆加速时存在异响。维修技师陪同车主试车，将发动机转速加速至2 000 r/min～3 000 r/min时，在车内能听到很明显的类似哨音的金属蜂鸣声。依次装回原车的高压泵和油轨压力传感后试车，异响依旧存在。在检查异响的过程中，维修人员发现拔掉低压燃油泵供电熔丝、采用“吊瓶”供油或脱开油轨压力传感器导线连接器均能中断异响，由此推断异响与燃油压力有关。由于高压燃油供给部分的主要部件已更换，推断故障点在低压燃油供给部分。分析低压燃油供给部分的结构后，维修技师认为低压压力限制阀有问题的可能性较大。更换低压压力限制阀后试车，异响依旧。诊断至此，维修技师不知道该如何继续维修，于是向笔者请求支援。

故障诊断异响是一种主观感受，必须亲自试车才好做出判断。接车后试车，将发动机转速加速至2 000 r/min～3 000 r/min时，在车内确实能听到一种类似哨音的金属蜂鸣声，且无论在原地或行驶中加速，均能听到这种异响。经过反复试车，大致判断异响是从发动机室发出的，但是在发动机室却听不到这种异响，推断发动机的噪音太大，把这种异响掩盖住了。

接车后笔者注意到一个重要的细节：经过长距离行驶（100 km以上），发动机故障灯仍然会异常点亮。维修技师所在维修厂距离我厂约300 km，在将故障车开至我厂的路途中，发动机故障灯异常点亮多次。到我厂后用故障检测仪检测，发现发动机控制单元中存储故障代码“P2293 燃油高压（低于下限值）”（图1）；查看故障代码P2293的停帧数据流，发现故障是在急加速时（计算得出的负载值为99.6%，发动机转速为2 960 r/min）出现的，且故障出现时的混合气很浓（气缸列1的λ自适应值为-18.8%，气缸列2的λ自适应值为-21.09%），油轨压力实际值（6.27 MPa）远低于规定值（8.45 MPa）。

图1 读得的故障代码（截屏）

考虑到故障代码P2293出现时的发动机转速与异响发生时的发动机转速基本一致，再加上维修技师反映的异响与燃油压力有关，笔者认为车内的蜂鸣声是由高压燃油供给部件发出的。带上手套，用手触摸高压燃油供给部件（如高压泵、油轨等），同时让维修技师坐在车内反复松踩加速踏板，发现每当异响出现时，高压燃油供给部件会传出“嗡嗡”的振动感。戴上听诊器，将听诊器一端搭在高压燃油供给部件上，将发动机转速加速至2 000 r/min～3 000 r/min，随着高压燃油供给部件振动感的加强，通过听诊器能听过到一种金属声，该声音的频率、音色和在车内听到的声音基本相符，由此进一步确认故障点是在高压燃油供给部件上，并且怀疑异响和发动机故障灯异常点亮是由同一个原因引起的。

查看该车燃油供给系统的结构（图2），笔者认为以下2个原因会导致加速时高压燃油供给部件发出异响。

（1）高压泵的运动。双凸轮通过滚子驱动高压泵活塞上下运行，这些运动部件在特定转速区间会发出噪音。

（2）油轨中的燃油压力过高，达到油轨压力限制阀开启的临界点。高压泵活塞在双凸轮的驱动下，以脉动方式向油轨输送高压燃油，油轨压力限制阀随着油轨压力的波动反复开启和关闭，与高压油轨形成共振，从而发出噪音。

图2 故障车燃油供给系统的结构

人为改变燃油压力时，异响随之中断，但双凸轮、高压泵活塞等部件的运动特性没有改变，因此笔者认为异常是由油轨压力过高引起的。故障代码P2293提示油轨压力过低，且停帧数据中的油轨压力的确过低，然而诊断结论是油轨压力过高导致了异响的产生，这两者为何相互矛盾呢？油轨压力无法用燃油压力表测量，只能通过发动机数据流查看。用故障检测仪读取油轨压力实际值，怠速时约为35 bar（1 bar=100 kPa），加速时可达约62 bar，且随着松踩加速踏板，油轨压力实际值也能上升或下降。由于手上没有保时捷的技术资料，且维修手册中没有标注油轨压力的正常范围，因此暂时无法判断油轨压力是否正常。

故障检测仪读取的油轨压力实际值取自油轨压力传感器信号，这是一个模拟信号，信号电压范围为0.5 V～4.5 V，信号电压越高，故障检测仪读取的油轨压力实际值就越大。于是决定人为给油轨压力传感器信号线提供极限信号电压，同时观察故障检测仪读取的油轨压力实际值。找来3节新的普通干电池（额定电压为1.5 V），将2节干电池串联，可得到约为3.0 V的电压；将3节干电池串联，可得到约为4.5 V的电压。脱开油轨压力传感器导线连接器，用干电池分别给信号线提供3.0 V和4.5 V信号电压（图3），同时接通点火开关，用故障检测仪读取油轨压力实际值，分别约为91 bar（图4）和156 bar（图5）。

装复油轨压力传感器导线连接器，将示波器连接至油轨压力传感器信号线。路试测量油轨压力传感器信号波形（图6，信号电压上的毛刺是干扰造成的，属于正常现象），发现急加速时，油轨压力传感器信号电压最高只有2.3 V，此时读取油轨压力实际值，约为60 bar（1 bar=0.1 MPa），这2个数据都明显低于极限值，且与故障代码P2293停帧数据流中的油轨压力实际值（6.27 MPa）相符。诊断至此，怀疑油轨压力传感器检测数据失真，实际油轨压力已经达到规定值，但油轨压力传感器反馈的信号电压偏低，发动机控制单元根据油轨压力传感器反馈信号控制燃油高压调节阀提升油轨压力，致使实际油轨压力超出规定值，直至油轨压力限制阀开启泄压，此时油轨压力传感器反馈的信号电压仍然偏低，于是发动机控制单元进一步通过燃油高压调节阀提升油轨压力，导致实际油轨压力过高，同时发出异响。

图3 用干电池给油轨压力传感器信号线提供信号电压的连接方法

图4 给油轨压力传感器信号线提供3.0 V信号电压时的油轨压力实际值（截屏）

图5 给油轨压力传感器信号线提供4.5 V信号电压时的油轨压力实际值（截屏）

图6 故障车的油轨压力传感器信号波形（截屏）

检查发现，该车安装的是新的油轨压力传感器。拆下油轨压力传感器，经仔细观察，并未发现异常。刚好厂内有一辆同款车，与这辆车的油轨压力传感器进行仔细比对，确认之前更换的油轨压力传感器并非原厂件，其端子较细，颜色也与原厂件不同，且导线连接器上少了二维码标识。

故障排除重新订购油轨压力传感器原厂配件，装复后试车，急加速有力（故障时没有推背感，现在有明显的推背感），且异响消失。连接示波器和故障检测仪，再次检测油轨压力传感器信号（图7）和油轨压力实际值（图8），急加速时的信号电压可达3 V，油轨压力实际值可达93 bar，故障排除。

故障总结维修技师将故障车开至我厂时，忘带了原车油轨压力传感器，所以未能测量其信号电压，但笔者认为该车故障从始至终就是油轨压力传感器损坏了。巧合的是，原车和新更换的油轨压力传感器都是信号电压偏低，这就是维修技师装回原车油轨压力传感器仍然存在异响的原因。

反推故障代码P2293停帧数据流显示混合气过浓的原因，是由于实际油轨压力偏高，而发动机控制单元读取到的油轨压力偏低，于是按照较低的油轨压力控制喷油脉宽；相同喷油脉宽，实际油轨压力越高，喷油量越大，因此实际喷油量偏多，造成急加速时混合气过浓。

另外值得一提的是，维修技师最初用通用型故障检测仪读取的故障代码为“P12A2 油轨压力传感器-过高”，而用保时捷专用检测仪读取的故障代码为“P12A2 油轨压力传感器-信号过低（低于下限值）”。从该车故障原因来看，保时捷专用检测仪对故障代码P12A2的含义解释是正确的，这就提醒大家，在使用通用型故障检测仪检测某些车型时，有时故障代码的含义解释是不准确的，诊断时不可盲目相信故障代码的提示。

图7 正常车的油轨压力传感器信号波形（截屏）

图8 正常车急加速时的油轨压力实际值（截屏）