2021款奔馳GLE350e發(fā)動機故障燈常亮

◆文/河南 劉勤中

故障現(xiàn)象

一輛2021款奔馳GLE350e 4MATIC混合動力車，搭載274.920型發(fā)動機，VIN碼為W1N1671541A43＊＊＊＊，行駛里程為1 979km。車主反映，該車發(fā)動機故障燈常亮，但行駛時未見其他異常。

故障診斷與排除

接車時與車主交流得知，該車故障是在正常用車過程中出現(xiàn)的，但在行駛過程時沒有其他異常情況出現(xiàn)，也未出現(xiàn)動力不足等情況。

連接奔馳專用診斷儀進行快速測試，在發(fā)動機控制單元N3/10中發(fā)現(xiàn)存有故障碼(圖1)U061F08-與廢氣溫度傳感器1(汽缸列1)的通信存在功能故障，存在一個信號故障或信息錯誤。另外，故障計數(shù)器已達到上限255次。

查閱故障車的車籍卡發(fā)現(xiàn)，該車為插電式混合動力車型，搭載排量為2.0L的R4火花點火發(fā)動機和功率為85~94kW(CODE ME05)電機，并且?guī)ODE945中國尾氣凈化等級6b和CODE 999第3.0代帶汽油微粒濾清器(OPF)的排氣系統(tǒng)。也就是說，為了滿足嚴(yán)格的國6b排放標(biāo)準(zhǔn)，減少尾氣中碳煙的含量，該車引入了柴油發(fā)動機成熟的DPF碳煙微粒濾清器技術(shù)，并在排氣系統(tǒng)中增加了汽油微粒濾清器(OPF)。下面簡單介紹該系統(tǒng)的工作原理。

為了減少細(xì)小碳煙顆粒的排放，按照歐6c/歐6d-TEMP排放標(biāo)準(zhǔn)引入了排氣系統(tǒng)汽油微粒濾清器，碳煙微粒濾清器延續(xù)了柴油發(fā)動機中的氧化催化轉(zhuǎn)換器和火花點火型發(fā)動機中的三元催化轉(zhuǎn)換器，從而使其能從預(yù)清潔的廢氣中過濾出80%~99.5%對環(huán)境和健康有害的碳煙微粒。與柴油車輛中采用的技術(shù)相似，廢氣流穿過位于車輛底部的微粒濾清器系統(tǒng)。該濾清器為陶瓷蜂窩式結(jié)構(gòu)，其中包括很多平行布置交替密封的管道，當(dāng)廢氣流經(jīng)碳煙微粒濾清器的多孔陶瓷壁時，碳煙微粒就會在其表面上沉積，經(jīng)過濾的廢氣流過向后打開的排氣系統(tǒng)的管道。汽油微粒濾清器 (OPF)工作原理可以參考碳煙微粒濾清器 (柴油) 工作原理圖(圖2)。

在火花點火型發(fā)動機中，碳煙微粒濾清器由特別耐熱的堇青石制成；在柴油發(fā)動機中，碳煙微粒濾清器一般由碳化硅制成。

為確保碳煙微粒濾清器的工作效能，一般還會進行再生操作。發(fā)動機控制單元通過壓差傳感器監(jiān)測碳煙含量，并在超過特性圖的規(guī)定值時開始進行再生。根據(jù)碳煙排量和濾清器尺寸，一般每行駛500km進行一次再生操作。再生操作期間，大部分碳煙微粒燃燒成二氧化碳(CO)，在溫度約600℃時，碳煙微粒濾清器中積累的碳煙微粒通過再生過程燃燒掉。在柴油發(fā)動機中，由于溫度很難達到600℃，上游的氧化催化轉(zhuǎn)換器和碳煙微粒濾清器的催化涂層可確保再生過程的進行。在火花點火型發(fā)動機中，汽油微粒濾清器的再生(碳煙燃燒)主要是在超速運轉(zhuǎn)模式下進行。在碳煙微粒濾清器有氧氣(O)可供使用時，就會開始燃燒碳煙微粒。在碳煙微粒濾清器的中后部最高溫度可達1 150℃。再生過程一般會持續(xù)幾分鐘，但具體取決于車速、排氣溫度、燃油量、發(fā)動機轉(zhuǎn)速等因素。

在超速運轉(zhuǎn)模式下，汽油微粒濾清器的熱負(fù)荷主要取決于炭黑含量和汽油微粒濾清器上游的排氣溫度。在碳煙燃燒過程中，如果溫度過高，就會對整個汽油微粒濾清器造成損壞。對于裝配帶傳感器系統(tǒng)的汽油微粒濾清器 (OPF)/CODE 598的車輛，發(fā)動機控制單元會持續(xù)監(jiān)測汽油微粒濾清器中的排氣溫度和碳煙含量，以防止其溫度過高。

由于在一般的操作狀態(tài)無法達到再生所需的廢氣溫度，因此，常常通過目標(biāo)后噴射的方式來提高廢氣溫度。執(zhí)行額外的后噴射時，會在做功行程之外的范圍噴射燃油，此時燃油會出現(xiàn)不完全燃燒，從而提高廢氣的溫度。

排氣溫度由汽油微粒濾清器上游的溫度傳感器 B163/4(圖3)進行監(jiān)測，炭黑含量由汽油微粒濾清器壓差傳感器B163/3進行監(jiān)測。發(fā)動機控制單元N3/10直接讀取傳感器信號并對其進行評估，如果測量值超過規(guī)定限值，則發(fā)動機控制單元對發(fā)動機正時執(zhí)行適當(dāng)?shù)母深A(yù)，并請求儀表盤輸出警告信息。

查閱并分析故障車型燃油噴射系統(tǒng)電路圖(圖4)可知，壓差傳感器B163/3和溫度傳感器B163/4，通過Z結(jié)點共用由發(fā)動機控制單元N3/10提供的5V工作電源和接地。

由于發(fā)動機控制單元N3/10設(shè)置了廢氣溫度傳感器B163/4的通信故障碼U061F08，而沒有設(shè)置與壓差傳感器B163/3相關(guān)的故障碼，因此，結(jié)合系統(tǒng)工作原理進行分析發(fā)現(xiàn)，引起該車故障的可能原因有：發(fā)動機控制單元N3/10存在軟件故障；廢氣溫度傳感器B163/4線路問題，如接觸不良；廢氣溫度傳感器B163/4存在電氣故障；發(fā)動機控制單元N3/10存在電氣故障。

嘗試對發(fā)動機控制單元N3/10進行軟件升級，結(jié)果未發(fā)現(xiàn)新軟件。檢查廢氣溫度傳感器B163/4的實際值，在啟動發(fā)動機后會逐漸上升，熄后會逐漸下降，變化正常。拆下下護板，檢查廢氣溫度傳感器B163/4的插頭(圖5)，未發(fā)現(xiàn)有腐蝕、松曠等異常情況。檢查發(fā)動機控制單元N3/10旁邊的插接器X26/x1(圖6)，也沒有發(fā)現(xiàn)腐蝕、松曠等異?，F(xiàn)象。

檢查廢氣溫度傳感器B163/4到發(fā)動機控制單元N3/10的線束，其路徑是：N3/10的M插頭PIN32→藍白線→X26/x1的PIN10→白線→防火墻→流水槽右側(cè)過墻孔→進入車內(nèi)→沿右前A柱→右前門檻→前排乘客座椅下方→中央馬鞍過墻孔→車外→廢氣溫度傳感器B163/4的插頭。通過檢查發(fā)現(xiàn)，發(fā)動機艙從X26/x1到防盜墻的線束在拐彎處線束保護層有與發(fā)動機干涉的情況發(fā)生，且有明顯磨損的痕跡。但是捋起保護層進行進一步檢查時，卻沒有發(fā)現(xiàn)線束有磨損或擠壓的痕跡(圖7)。

由于未發(fā)現(xiàn)線束有實質(zhì)性磨損，綜合分析故障原因很可能是廢氣溫度傳感器B163/4電氣故障，為了進一步確認(rèn)，與試駕車互換了廢氣溫度傳感器B163/4(圖8)，其供應(yīng)商為日本電裝。

但是，4天后車主再次致電反映該車發(fā)動機故障燈再次亮起，通過XENTRY遠(yuǎn)程診斷發(fā)現(xiàn)，該車發(fā)動機控制單元N3/10仍然存有故障碼U061F08。分析很可能是廢氣溫度傳感器B163/4到發(fā)動機控制單元N3/10的信號線存在虛接的情況。

連接診斷儀，并在試車的過程中觀察廢氣溫度傳感器B163/4實際值的變化情況，結(jié)果發(fā)現(xiàn)在加速時，有時實際值會突然變?yōu)? 500℃。根據(jù)XENTRY提示：當(dāng)斷路或插接器從部件B163/4(汽油微粒濾清器上游的溫度傳感器)上撥下時，實際值約為6 500℃。

停車后原地踩油門踏板發(fā)現(xiàn)，當(dāng)猛踩油門踏板，發(fā)動機轉(zhuǎn)速超過3 000r/min時，廢氣溫度傳感器B163/4的實際值就會突然變?yōu)? 500℃。打開發(fā)動機艙蓋觀察，當(dāng)猛踩油門踏板時，縱置的發(fā)動機會因扭矩的變化逆時針扭轉(zhuǎn)一些角度，相應(yīng)的發(fā)動機線束也會被拉扯一下。據(jù)此分析，可能是這段線束中的廢氣溫度傳感器B163/4信號線(白色)在拉扯時出現(xiàn)了偶發(fā)性斷路。

將防火墻上的4個線束固定夾子拆下，一邊觀察廢氣溫度傳感器B163/4的實際值變化，一邊拉扯或彎曲X26/x1插頭到防火墻之間的這段線束，結(jié)果發(fā)現(xiàn)實際值有時會突然變?yōu)? 500℃，驗證了上述判斷。經(jīng)過仔細(xì)檢查發(fā)現(xiàn)線束沒有磨損或被擠壓的痕跡，因此可能是導(dǎo)線在生產(chǎn)時存在瑕疵，內(nèi)部存在虛接斷點情況。

用維修導(dǎo)線替換發(fā)動機艙這段白色廢氣溫度傳感器B163/4的信號線，重新固定線束后試車，故障不再出現(xiàn)。交車后電話回訪，車主反映該車故障未再出現(xiàn)，至此該車故障才被徹底排除。

維修小結(jié)

本案例中，由于故障車型搭載的這款發(fā)動機采用了汽油微粒濾清器(OPF)，這就意味著；在更換機油時，與裝配柴油微粒過濾器(DPF)的發(fā)動機一樣，需要使用低灰分發(fā)動機機油，符合技術(shù)要求的梅賽德斯-奔馳機油標(biāo)準(zhǔn)有：229.51、229.52、229.61、229.71。

在診斷過程中，如果一開始連接著診斷儀進行路試，應(yīng)該早就會發(fā)現(xiàn)踩油門踏板時“廢氣溫度傳感器B163/4的實際值異常”的故障規(guī)律，也就可以大大縮短診斷時間，提高診斷效率。