奔馳S600轎車為何無(wú)法起動(dòng)

文：余明杰

關(guān)鍵詞：傳感器搭鐵線

故障現(xiàn)象：一輛2007年產(chǎn)奔馳S600L轎車，車型為W221，行駛里程21萬(wàn)km。用戶反映該車因?yàn)闊龣C(jī)油進(jìn)行了發(fā)動(dòng)機(jī)大修，可大修后發(fā)現(xiàn)不能起動(dòng)了。

檢查分析：維修人員試車，發(fā)現(xiàn)該車起動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)正常，但發(fā)動(dòng)機(jī)像是不點(diǎn)火或不噴油。起動(dòng)機(jī)能夠轉(zhuǎn)動(dòng)，說明防盜系統(tǒng)允許發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)。也就是說電子點(diǎn)火開關(guān)N73、發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元N3/10、前SAM N10/1和起動(dòng)機(jī)M1都沒有問題（圖1）。

圖1 發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)

用奔馳專用診斷儀檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元，發(fā)現(xiàn)故障碼；P2091—潤(rùn)滑油壓傳感器B40/2異常發(fā)動(dòng)機(jī)禁止起動(dòng)；P2052—5缸失火；P204A—7缸失火；P204D —12缸失火；P2025—廢氣再循環(huán)控制閥Y58/1失效；P20A8—10～12缸前氧傳感器G38老化。

測(cè)量油壓正常，說明燃油泵控制單元N118工作正常。縱觀整個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)，它包括了點(diǎn)火控制單元N91、2個(gè)集成式點(diǎn)火線圈、12個(gè)噴油器Y62和4個(gè)氣壓傳感器。這款M275增壓發(fā)動(dòng)機(jī)，進(jìn)氣量是靠4個(gè)氣壓傳感器來監(jiān)測(cè)的。綜合考慮后認(rèn)為，噴油器全部出問題的可能性很小，點(diǎn)火控制單元和點(diǎn)火線圈同時(shí)出現(xiàn)故障可能也很小。相對(duì)而言，倒是電路方面出現(xiàn)問題的可能性較大。

首先查看了點(diǎn)火系統(tǒng)的維修資料。這款發(fā)動(dòng)機(jī)的點(diǎn)火系統(tǒng)具備高電壓初級(jí)回路和離子流監(jiān)測(cè)裝置。主要由點(diǎn)火控制單元ECI（N91)、左側(cè)氣缸組點(diǎn)火線圈N92/2和右側(cè)氣缸組點(diǎn)火線圈N92/1組成（圖2）。ECI可以輸出180 V的直流電，作為點(diǎn)火線圈的初級(jí)電源（圖3）。發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元除了控制每個(gè)火花塞的點(diǎn)火過程外，還要監(jiān)測(cè)火花塞電極間隙內(nèi)的離子流。在火花塞跳火結(jié)束的瞬間，點(diǎn)火線圈的初級(jí)立刻切換到23 V電源上，開始離子流的測(cè)量。離子流可以很客觀地反映出混合氣在氣缸內(nèi)的燃燒狀態(tài)。

圖2 點(diǎn)火系統(tǒng)主要部件

圖3 點(diǎn)火線圈的內(nèi)部結(jié)構(gòu)

點(diǎn)火控制單元內(nèi)的晶體管（TR）閉合后，180 V電源輸送至初級(jí)線圈，為點(diǎn)火線圈充磁（圖4）。晶體管斷開后，磁場(chǎng)能量從次級(jí)以高電壓方式通過火花塞的電極釋放出去。ECI根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)際輸出扭矩，將火花塞跳火脈寬在0.1～1.5 ms內(nèi)進(jìn)行調(diào)整。而即使是在發(fā)動(dòng)機(jī)最大扭矩輸出時(shí)，1.0 ms的脈寬已經(jīng)足以點(diǎn)燃混合氣了。由于點(diǎn)火線圈初級(jí)線圈的電壓很高，所以火花塞的跳火不再受到積碳的影響。另外，根據(jù)實(shí)際需要來調(diào)整跳火脈寬，使得火花塞的使用壽命延長(zhǎng)了近4倍。

圖4 點(diǎn)火電路

離子流測(cè)量的依據(jù)是，混合氣在燃燒過程在會(huì)產(chǎn)生一些正負(fù)離子，而這些正負(fù)離子很快又會(huì)相互結(jié)合，因此產(chǎn)生離子流并通過耦合方式返送給初級(jí)線圈。離子流測(cè)量的結(jié)果用于判斷混合氣充分燃燒的程度。每3個(gè)氣缸的離子流信號(hào)作為一組，分別送至發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元進(jìn)行分析。發(fā)動(dòng)機(jī)分成1～3、4～6、7～9和10～12，4個(gè)氣缸列。

在混合氣燃燒期間，離子流的信號(hào)波形與氣缸內(nèi)氣壓變化的信號(hào)波形基本一致（圖5）。根據(jù)這個(gè)邏輯，測(cè)得的離子流信號(hào)可評(píng)估發(fā)動(dòng)機(jī)在所有工況下的工作效率。

圖5 離子流的信號(hào)波形

這款發(fā)動(dòng)機(jī)是雙火花塞設(shè)計(jì)（圖6），每個(gè)氣缸的2個(gè)火花塞在發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速低于 2 000 r/min時(shí)是同時(shí)點(diǎn)火。隨著發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷的增加，2個(gè)火花塞的點(diǎn)火相位會(huì)錯(cuò)開10°左右。另外，為使2個(gè)火花塞的壽命相同，并防止燃燒室一側(cè)積炭，2個(gè)火花塞點(diǎn)火的先后順序每隔720°就調(diào)換一次。

圖6 雙火花塞設(shè)計(jì)

在對(duì)點(diǎn)火系統(tǒng)有了一定程度的了解后，開始了相應(yīng)的測(cè)量。左右2側(cè)點(diǎn)火線圈的15號(hào)端子都有12 V電源，正常。點(diǎn)火控制單元的16號(hào)端子電壓為180 V，14號(hào)端子為23 V，也正常。測(cè)量結(jié)果表明點(diǎn)火控制單元N91沒有問題。懷疑點(diǎn)火線圈有問題，以前左右2個(gè)氣缸點(diǎn)火線圈同時(shí)損壞的情況也是有過的。但替換2個(gè)點(diǎn)火線圈，故障依舊。至此基本上排除了點(diǎn)火系統(tǒng)方面的問題。

接下來查看了進(jìn)氣系統(tǒng)的維修資料。進(jìn)氣量監(jiān)控由B28/5、B28/4、B28/6和B28/7這4個(gè)氣壓傳感器來完成（圖7）。發(fā)動(dòng)機(jī)的增壓調(diào)節(jié)方式與其他奔馳發(fā)動(dòng)機(jī)有區(qū)別，氣動(dòng)元件的氣源不是真空源，而是由增壓器輸出端來提供的（圖8）。

圖7 進(jìn)氣氣壓傳感器的位置

圖8 增壓控制方式

發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元通過占空比信號(hào)（5%～95%）控制電磁閥Y31/5的開度，氣壓從Y31/5進(jìn)入氣動(dòng)元件110/3推動(dòng)膜片，使旁通閥110/3a動(dòng)作，從而改變通過渦輪的廢氣流量（圖9）。

圖9 旁通閥的控制過程

了解進(jìn)氣系統(tǒng)后，根據(jù)電路圖開始了傳感器的測(cè)量。測(cè)量B28/4時(shí)發(fā)現(xiàn)其搭鐵端與車身搭鐵之間為斷路，依次測(cè)量B28/5、B28/6和B28/7，發(fā)現(xiàn)搭鐵均為斷路。

圖10 氣壓傳感器的電路圖

查看電路圖（圖10），發(fā)現(xiàn)4個(gè)傳感器都通過一個(gè)搭鐵接點(diǎn)Z7/43，并由發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元插接器M上的4號(hào)端子進(jìn)入電路板，在控制單元的內(nèi)部與車身搭鐵實(shí)現(xiàn)連接。顯然搭鐵線的斷點(diǎn)是在發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元內(nèi)部。嘗試將Z7/43直接搭鐵，果然發(fā)動(dòng)機(jī)順利起動(dòng)了。著車后各種傳感器數(shù)據(jù)均正常（圖11），故障碼全部可以清除。

圖11 氣壓傳感器的數(shù)據(jù)

圖12 發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元

故障排除：更換發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元（圖12），故障排除。