2021款奔驰GLE350e发动机故障灯常亮

2022-05-19河南刘勤中

汽车维修与保养 2022年1期

关键词：滤清器线束温度传感器

◆文/河南刘勤中

故障现象

一辆2021款奔驰GLE350e 4MATIC混合动力车，搭载274.920型发动机，VIN码为W1N1671541A43＊＊＊＊，行驶里程为1 979km。车主反映，该车发动机故障灯常亮，但行驶时未见其他异常。

故障诊断与排除

接车时与车主交流得知，该车故障是在正常用车过程中出现的，但在行驶过程时没有其他异常情况出现，也未出现动力不足等情况。

连接奔驰专用诊断仪进行快速测试，在发动机控制单元N3/10中发现存有故障码(图1)U061F08-与废气温度传感器1(汽缸列1)的通信存在功能故障，存在一个信号故障或信息错误。另外，故障计数器已达到上限255次。

查阅故障车的车籍卡发现，该车为插电式混合动力车型，搭载排量为2.0L的R4火花点火发动机和功率为85~94kW(CODE ME05)电机，并且带CODE945中国尾气净化等级6b和CODE 999第3.0代带汽油微粒滤清器(OPF)的排气系统。也就是说，为了满足严格的国6b排放标准，减少尾气中碳烟的含量，该车引入了柴油发动机成熟的DPF碳烟微粒滤清器技术，并在排气系统中增加了汽油微粒滤清器(OPF)。下面简单介绍该系统的工作原理。

为了减少细小碳烟颗粒的排放，按照欧6c/欧6d-TEMP排放标准引入了排气系统汽油微粒滤清器，碳烟微粒滤清器延续了柴油发动机中的氧化催化转换器和火花点火型发动机中的三元催化转换器，从而使其能从预清洁的废气中过滤出80%~99.5%对环境和健康有害的碳烟微粒。与柴油车辆中采用的技术相似，废气流穿过位于车辆底部的微粒滤清器系统。该滤清器为陶瓷蜂窝式结构，其中包括很多平行布置交替密封的管道，当废气流经碳烟微粒滤清器的多孔陶瓷壁时，碳烟微粒就会在其表面上沉积，经过滤的废气流过向后打开的排气系统的管道。汽油微粒滤清器 (OPF)工作原理可以参考碳烟微粒滤清器 (柴油) 工作原理图(图2)。

在火花点火型发动机中，碳烟微粒滤清器由特别耐热的堇青石制成；在柴油发动机中，碳烟微粒滤清器一般由碳化硅制成。

为确保碳烟微粒滤清器的工作效能，一般还会进行再生操作。发动机控制单元通过压差传感器监测碳烟含量，并在超过特性图的规定值时开始进行再生。根据碳烟排量和滤清器尺寸，一般每行驶500km进行一次再生操作。再生操作期间，大部分碳烟微粒燃烧成二氧化碳(CO)，在温度约600℃时，碳烟微粒滤清器中积累的碳烟微粒通过再生过程燃烧掉。在柴油发动机中，由于温度很难达到600℃，上游的氧化催化转换器和碳烟微粒滤清器的催化涂层可确保再生过程的进行。在火花点火型发动机中，汽油微粒滤清器的再生(碳烟燃烧)主要是在超速运转模式下进行。在碳烟微粒滤清器有氧气(O)可供使用时，就会开始燃烧碳烟微粒。在碳烟微粒滤清器的中后部最高温度可达1 150℃。再生过程一般会持续几分钟，但具体取决于车速、排气温度、燃油量、发动机转速等因素。

在超速运转模式下，汽油微粒滤清器的热负荷主要取决于炭黑含量和汽油微粒滤清器上游的排气温度。在碳烟燃烧过程中，如果温度过高，就会对整个汽油微粒滤清器造成损坏。对于装配带传感器系统的汽油微粒滤清器 (OPF)/CODE 598的车辆，发动机控制单元会持续监测汽油微粒滤清器中的排气温度和碳烟含量，以防止其温度过高。

由于在一般的操作状态无法达到再生所需的废气温度，因此，常常通过目标后喷射的方式来提高废气温度。执行额外的后喷射时，会在做功行程之外的范围喷射燃油，此时燃油会出现不完全燃烧，从而提高废气的温度。

排气温度由汽油微粒滤清器上游的温度传感器 B163/4(图3)进行监测，炭黑含量由汽油微粒滤清器压差传感器B163/3进行监测。发动机控制单元N3/10直接读取传感器信号并对其进行评估，如果测量值超过规定限值，则发动机控制单元对发动机正时执行适当的干预，并请求仪表盘输出警告信息。

查阅并分析故障车型燃油喷射系统电路图(图4)可知，压差传感器B163/3和温度传感器B163/4，通过Z结点共用由发动机控制单元N3/10提供的5V工作电源和接地。

由于发动机控制单元N3/10设置了废气温度传感器B163/4的通信故障码U061F08，而没有设置与压差传感器B163/3相关的故障码，因此，结合系统工作原理进行分析发现，引起该车故障的可能原因有：发动机控制单元N3/10存在软件故障；废气温度传感器B163/4线路问题，如接触不良；废气温度传感器B163/4存在电气故障；发动机控制单元N3/10存在电气故障。

尝试对发动机控制单元N3/10进行软件升级，结果未发现新软件。检查废气温度传感器B163/4的实际值，在启动发动机后会逐渐上升，熄后会逐渐下降，变化正常。拆下下护板，检查废气温度传感器B163/4的插头(图5)，未发现有腐蚀、松旷等异常情况。检查发动机控制单元N3/10旁边的插接器X26/x1(图6)，也没有发现腐蚀、松旷等异常现象。

检查废气温度传感器B163/4到发动机控制单元N3/10的线束，其路径是：N3/10的M插头PIN32→蓝白线→X26/x1的PIN10→白线→防火墙→流水槽右侧过墙孔→进入车内→沿右前A柱→右前门槛→前排乘客座椅下方→中央马鞍过墙孔→车外→废气温度传感器B163/4的插头。通过检查发现，发动机舱从X26/x1到防盗墙的线束在拐弯处线束保护层有与发动机干涉的情况发生，且有明显磨损的痕迹。但是捋起保护层进行进一步检查时，却没有发现线束有磨损或挤压的痕迹(图7)。

由于未发现线束有实质性磨损，综合分析故障原因很可能是废气温度传感器B163/4电气故障，为了进一步确认，与试驾车互换了废气温度传感器B163/4(图8)，其供应商为日本电装。

但是，4天后车主再次致电反映该车发动机故障灯再次亮起，通过XENTRY远程诊断发现，该车发动机控制单元N3/10仍然存有故障码U061F08。分析很可能是废气温度传感器B163/4到发动机控制单元N3/10的信号线存在虚接的情况。

连接诊断仪，并在试车的过程中观察废气温度传感器B163/4实际值的变化情况，结果发现在加速时，有时实际值会突然变为6 500℃。根据XENTRY提示：当断路或插接器从部件B163/4(汽油微粒滤清器上游的温度传感器)上拨下时，实际值约为6 500℃。

停车后原地踩油门踏板发现，当猛踩油门踏板，发动机转速超过3 000r/min时，废气温度传感器B163/4的实际值就会突然变为6 500℃。打开发动机舱盖观察，当猛踩油门踏板时，纵置的发动机会因扭矩的变化逆时针扭转一些角度，相应的发动机线束也会被拉扯一下。据此分析，可能是这段线束中的废气温度传感器B163/4信号线(白色)在拉扯时出现了偶发性断路。

将防火墙上的4个线束固定夹子拆下，一边观察废气温度传感器B163/4的实际值变化，一边拉扯或弯曲X26/x1插头到防火墙之间的这段线束，结果发现实际值有时会突然变为6 500℃，验证了上述判断。经过仔细检查发现线束没有磨损或被挤压的痕迹，因此可能是导线在生产时存在瑕疵，内部存在虚接断点情况。

用维修导线替换发动机舱这段白色废气温度传感器B163/4的信号线，重新固定线束后试车，故障不再出现。交车后电话回访，车主反映该车故障未再出现，至此该车故障才被彻底排除。