2018款起亚K5插电混动车发动机故障灯异常点亮

青岛市城阳区职业中等专业学校 王 宁

一辆累计行驶2.8万km的2018款起亚K5插电式混动车（搭载2.0 L自然吸气缸内直喷发动机+50 kW永磁同步电动机，配6AT自动变速器，纯电续航75 km），车主反映该车行驶中，当由EV模式切换至PHEV模式时，组合仪表上的发动机故障灯突然点亮，但车辆能正常行驶。

接车后，连接故障检测仪，读取整车控制系统故障信息，发现该车只在发动机控制系统中存储有1个故障代码P040100，含义是“检测到EGR A流量不足”。查阅维修手册，得知该故障代码的产生条件为：在监视进气歧管绝对压力（MAP）传感器信号的同时，动力控制模块通过瞬时指令废气再循环（EGR）阀打开，对EGR系统进行流量测试；当EGR阀打开时，动力控制模块通过EGR阀的开度（由EGR阀位置传感器监测）、发动机转速及进气歧管绝对压力的增加值进行流量逻辑判断；如果未检测到进气歧管绝对压力按预计增加，动力控制模块记录流量差值并增大内部故障计数器计数；当故障计数器的计数超过规定限度时，动力控制模块存储故障代码P0401。可能的故障原因有：废气再循环阀芯轴、阀门通道和管路存在积炭或堵塞；排气支管和进气歧管上的废气再循环管路和废气冷却器管路因严重积炭、金属材料脱落或其他损坏而堵塞；废气再循环阀机械部分开度不足；废气再循环阀门至进气歧管部分管路或进气歧管至各个气缸之前的废气管路堵塞；进气歧管存在漏气导致吸力不足；等等。

EGR系统是车辆排放控制系统之一，如图1所示，EGR系统的作用是在中高负荷和转速情况下，将一定量的废气引入进气歧管，通过减少气缸内的可燃混合气数量降低气缸内的燃烧温度和含氧量，从而降低氮氧化合物的排放。由于缸内直喷发动机多采用稀薄燃烧技术，加上混动汽车的发动机多处于经济混合气状态，气缸内经常处于富氧状态，为氮氧化合物的形成提供了充足的条件，因此对于缸内直喷发动机，其通常会配置EGR系统或通过可变配气正时实现内部EGR功能来降低氮氧化合物的排放。该EGR阀为5线，其中2根线为阀门动作电动机，另外3根线为EGR阀位置传感器的电源、搭铁和信号。该车EGR阀电路如图2所示。

图1 EGR系统的组成和工作原理

图2 EGR阀电路

读取该车与故障代码相关的EGR部分数据流（图3），发现除“EGR执行器信号斜率”稍大外，其他数据均正常。观察进气歧管绝对压力数据，在发动机各转速区域均位于正常范围内。首先检查该车进气歧管部分。由于EGR阀至进气歧管部分为铁质管路，重点检查塑料进气歧管部分，未见异常。接着拆检EGR阀管路，检查该阀的动作状态。由于该车EGR阀的安装部位比较隐蔽，因此决定拆检EGR阀至进气歧管部分铁质管路，通过该部位检查EGR阀的堵塞和动作状态。拆检后发现EGR阀位置比较干净（该车大多数情况使用纯电模式，发动机参与较少，查阅维修记录，该车至今只进行过3次机油更换）。

图3 读取EGR系统相关数据流（截屏）

用故障检测仪驱动EGR阀进行动作测试，目视检查该阀动作情况，正常，阀芯行程为5 mm～6 mm，与正常车辆无法明显区别。为防止阀芯卡滞造成的问题，将该阀芯进行简单清洁和润滑后装复试车。为更快地验证故障是否排除，将车辆切换至HEV模式，进行高速试车。

当车辆行驶80 km左右时，组合仪表上的故障灯再次点亮，读取故障代码，仍然是“P040100——检测到EGR A 流量不足”。拆检EGR废气冷却器连接管路，用内窥镜检查，发现冷却器蜂窝孔并无堵塞。在此情况下，只能拆检EGR阀门并测量其行程。在拆下阀门总成后，此时听到阀门内有金属撞击的声音。打开阀门盖板，发现是凸轮推动阀杆的轴承已经脱落（图4）。

图4 脱落的阀门内部轴承

为更好地解释该阀门故障原因，特画出该阀的结构示意图（图5）。该轴承安装在阀杆的横轴上，轴承外径8 mm，横轴内径5 mm。轴承掉落后，虽然阀杆能够动作，但由于横轴与凸轮之间的间隙导致阀芯开度减少1.5 mm，造成阀芯开度不足，故在行驶一定里程后出现“EGR A 流量不足”的故障代码。

图5 阀门结构示意及轴承的安装位置

故障排除 装复该轴承（该轴承安装在横轴上，并无轴向定位，且无预紧度）后，为防止该轴承再次脱落，用胶水将轴承内圈与阀杆横轴进行粘接固定，再次长时间试车，再无故障出现。由于该车尚在质保期，故索赔一个全新的阀门。

反思该车故障的排除过程，之所以拆检多次管路，根本原因是未按照维修手册要求的思路首先拆检EGR阀门，只是通过动作测试发现阀门动作灵活及升程尚可就否定该判断，导致维修过程中走了弯路。由于故障代码反映的是EGR流量不足，因此应该对阀门的升程做准确检查，确保其真正正常后再拆卸检查其他管路，这也是本次维修收获较大的地方。