「维修实例」大众高尔夫七代制动助力失效故障诊断与排除
故障现象
一辆2014年一汽大众公司生产的第七代高尔夫1. 4T,VIN码为LFV2B25G7E5******,发动机号为CSTG,行驶了7 700km。该车怠速运转时空调能够正常工作,但是在车辆正常行驶时空调不制冷。另外,根据用户反映,该车仪表台上曾出现过“制动助力失效”的提示。
2
故障诊断与排除
接车后,用VAS6150诊断仪检测各系统,均显示正常,且无故障码存储。对车辆怠速工况下的空调系统进行了常规检测,如系统压力、出风口温度等,也没有发现异常。
由于故障现象只出现在车辆行驶中,也就是加速踏板处于踩下的状态,而且仪表台上曾出现过“制动助力失效”的提示,因此,在试车过程中,对发动机数据组中真空助力器的真空压力进行重点监测,并将相关数据与正常车辆进行对比,如图1所示。
图1 真空压力数据流对比
通过观察真空压力数据流发现,在行驶过程中,故障车制动助力器单元中的压力偏高,读取空调控制单元内压缩机关闭条件的数据流(图2)显示“来自于发动机控制单元通过CAN的强制关闭”;松开油门踏板,并挂空挡滑行,空调控制单元内压缩机关闭条件的数据流(图3)显示“压缩机启用不存在关闭条件”,空调恢复正常。通过数据对比基本可以确定导致该车的故障原因有:制动真空压力传感器及其线路、真空助力管路存在泄漏。
图2 故障车空调压缩机被强制关闭时的数据流
图3 故障车空调压缩机启用时的数据流
为核实故障原因,进一步检查制动真空助力系统,压力传感器及线路正常,相关管路也无泄漏情况。使用专用工具VAS6721真空测试仪对故障车与正常车辆进行真空度对比检测。通过检测发现,怠速状态下,故障车辆真空助力系统的真空度虽然略高于正常车辆,且存在一定的波动,但也在正常范围值之内;发动机熄火5min后,故障车辆真空助力系统的真空度降为O,系统不能保压,显然真空助力器本身存在泄漏问题。
由于真空助力器压力泄漏导致助力系统工作异常,严重情况下造成真空助力失效,车辆在行驶过程中,如果出现此类故障,就会很容易引起交通事故、影响行车安全。因此,车辆行驶过程中,当发动机控制单元检测到真空压力无法保证充足的真空助力压力时,就会强制关闭空调系统,以降低发动机负荷或者提高真空助力器内部真空压力,以保证行车安全。这就是本故障案例,“制动助力失效”导致空调不制冷的原因所在。
更换真空助力器后,故障被彻底排除。
3
维修小结
真空度源于节气门后的负压。理论上讲,行驶过程中节气门开度越大负压越小,当空调开启后发动机控制单元还会相应的增大节气门开度,此时真空负压在一定程度上再次减小。如果此时存在真空压力泄漏问题,发动机只能通过关闭空调系统、降低发动机负荷的方式,以保证或者提升真空助力压力的目地。
当真空度波动较大时,ABS控制单元会激活仪表系统的提示功能,出现“制动助力失效”的字样。若真空助力一直处在泄漏状态,且泄漏量无较大波动时,控制单元将无法检测到泄漏状态,也不会在控制单元内部存储制动系统故障。在本故障案例中,系统最初出现泄漏时,真空度波动较大,激活了仪表提示功能,之后,虽然系统一直处于泄漏状态,但真空度并无较大波动,系统无法监测是否出现泄漏,故而在控制单元内部未形成故障代码。
真空助力器工作原理如图4所示,在没有专用真空测试仪的情况下,也可以通过踩制动踏板的方式来检查真空助力器是否正常。具体操作是:停车并关闭发动机,然后踩刹车踏板,正常状态下,真空助力器应该能够保持3次以上的制动效能。第一次踩制动踏板时,由于真空助力器保持有足够的真空度,制动踏板的行程正常;第二次踩制动踏板时,由于助力器内已损失一些真空度,所以踏板行程会缩小;待踩第三次制动踏板时,真空助力器内的真空度已经很小,所以踏板的行程也变得非常小,最后可能就踩不动了。这就是常说的制动踏板“一脚更比一脚高”的原因所在。通过上述操作,如果每次踩制动踏板时,其行程都很小,且行程基本不变,则说明助力器存在漏气故障。严重时,踩制动踏板甚至可以听到管路中漏气的声音。
图4 真空助力器工作原理
此案例呈现的故障现象:制动系统故障引发空调不制冷的例子比较少见,且很极端。此类故障,要求汽车维修诊断人员不但具有丰富的知识储备,而且还要做好前期的故障信息收集工作。收集故障信息时,不要放过车主对故障现象描述的任何一个细节。在诊断时需要熟练运用专用工具和诊断仪,通过数据来判断故障点,对故障点位置的排查时,要做到思路清晰,不能“东一榔头西一棒子”。另外,更不要被表面现象所蒙蔽,否则在故障诊断时很容易走弯路,甚至误入歧途。
点评
通过本案例,我们可以欣喜地看到,现在工作在一线的汽车维修技师,无论是遇到车辆电气故障,还是机械故障,都能读取与故障相关系统的数据流,并将数据流作为故障诊断的重要参考依据。从本文的故障诊断流程中我们也能看出这一点
由于制动系统真空助力器的真空泄漏,进气歧管内的绝对压力升高,但该状态与发动机的节气门开度并不匹配,这时发动机ECU为减小负荷,保住真空度,采取关闭一些负载系统的方式来达到“失效保护”的作用,而空调系统是发动机较大的负载,且不属于安全系统,所以在发动机出现真空泄漏的情况下,首当其冲停止了其运行,这就是故障发生的机理。为了判断制动系统的真空助力器工作是否正常,可以通过以下两种方法进行检验。
1.气密性检查
(1)启动发动机,运行1~2min后关闭发动机,慢慢踩下制动踏板数次,如果第一次制动踏板几乎可以踩到底,但第二次和第三次不能踩到底,则制动助力器总成气密性良好。
(2)发动机运转时踩下制动踏板,并在踩住制动踏板的同时关闭发动机。持续踩住制动踏板30s,如果制动踏板行程余量没有变化,则说明制动助力器总成气密性良好。
2.工作情况检查点火开关置于 OFF 位置时踩下制动踏板数次,检查并确认踩下制动踏板时制动踏板行程余量有没有改变。踩住制动踏板,然后启动发动机,如果制动踏板稍稍下移,则说明工作情况正常。
结合本文,有一个知识点有必要补充说明一下,即发动机进气歧管绝对压力、真空压力、大气压力三者之间的关系是“进气歧管绝对压力=大气压力-真空压力”,一台运行良好的发动机,怠速时进气歧管绝对压力大约为33kPa, 真空压力大约为68kPa。本文图1所示数据流中压力单位为hPa(100Pa),1kPa等于10hPa。
大众高尔夫7轿车制动助力系统失效
一辆行驶里程约1.8万km、搭载1.4T发动机的2018年大众高尔夫7轿车。用户反映:该车仪表钣出现提示“制动助力系统失效”(图1)。
检查分析:维修人员接车后用诊断仪检测,制动系统中存在故障码“000D8—真空传感器,不可信信号”(图2)。与用户沟通得知,该车已经更换过真空压力传感器,并处理了插接器及线束,故障依旧。
用诊断仪读取真空传感器数据流,从制动电子装置中读取该车的真空传感器数据为-58.92 kPa(图3),正常车辆数据为-87.82 kPa(图4),可以看出该车真空压力偏高。
测试真空传感器:连续踩踏该车的制动踏钣,直至踩不动为止观察传感器数据变化,故障车从-58.92 kPa升高到-10.98 kPa后缓慢恢复;正常车辆真空压力传感器数据从-87.82 kPa升高到-23.56 kPa后恢复迅速。读取发动机控制单元中节气门数据在0~0.4%变化,异常。由以上过程分析,系统中存在漏气情况,可能的漏气部位有发动机进气歧管、曲轴箱通风或真空助力泵等。
分离真空管路与真空助力器,用手堵住真空管路侧,真空助力传感器数据为-89.56 kPa,正常。读取节气门数据流也恢复正常,确定故障是真空助力器漏气引起的。
故障排除:更换真空助力器,故障排除。
大众迈腾轿车仪表板显示制动系统失效
一辆行驶里程约5.9万km、搭载1.8T发动机和双离合变速器的2017年一汽大众迈腾轿车。用户反映:该车仪表板显示制动系统失效。
检查分析:维修人员接车后,确认仪表板显示屏在车辆启动时提示“制动系统失效”(图1)。启动车辆,踩下制动踏板,可以感觉到制动助力正常,制动踏板高度也正常。连接诊断仪,在ABS控制单元中读取到故故障码“C10A329—真空传感器不可信信号”。
维修人员继续读取真空压力传感器的压力值,测量值为101 kPa。关闭发动机,在不操作制动踏板的情况下等待约30 min,压力无变化,可以确定助力系统不存在漏气的可能。随后,调整真空传感器的线路插接器端子间隙,并固定线束,以排除虚接造成干扰引发故障。将车辆交还给用户,3天后用户打电话反映故障再次出现。用诊断仪检查故障码和原来一样。仔细检查发现故障码中的标准故障码格式解析(DTC)文本,显示为Single Vacuum Pressure Sensor sends no valid data(图2),翻译成中文是“单真空压力传感器发送无效数据”。根据此提示,怀疑是真空压力传感器存在故障。
故障排除:更换传感器并清除故障码,将车辆交还用户,此后3个星期保持定期回访,用户表示故障未再出现,故障彻底排除。