2018款起亞K5插電混動車發動機故障燈異常點亮

青島市城陽區職業中等專業學校 王 寧

一輛累計行駛2.8萬km的2018款起亞K5插電式混動車（搭載2.0 L自然吸氣缸內直噴發動機+50 kW永磁同步電動機，配6AT自動變速器，純電續航75 km），車主反映該車行駛中，當由EV模式切換至PHEV模式時，組合儀表上的發動機故障燈突然點亮，但車輛能正常行駛。

接車后，連接故障檢測儀，讀取整車控制系統故障信息，發現該車只在發動機控制系統中存儲有1個故障代碼P040100，含義是“檢測到EGR A流量不足”。查閱維修手冊，得知該故障代碼的產生條件為：在監視進氣歧管絕對壓力（MAP）傳感器信號的同時，動力控制模塊通過瞬時指令廢氣再循環（EGR）閥打開，對EGR系統進行流量測試；當EGR閥打開時，動力控制模塊通過EGR閥的開度（由EGR閥位置傳感器監測）、發動機轉速及進氣歧管絕對壓力的增加值進行流量邏輯判斷；如果未檢測到進氣歧管絕對壓力按預計增加，動力控制模塊記錄流量差值并增大內部故障計數器計數；當故障計數器的計數超過規定限度時，動力控制模塊存儲故障代碼P0401。可能的故障原因有：廢氣再循環閥芯軸、閥門通道和管路存在積炭或堵塞；排氣支管和進氣歧管上的廢氣再循環管路和廢氣冷卻器管路因嚴重積炭、金屬材料脫落或其他損壞而堵塞；廢氣再循環閥機械部分開度不足；廢氣再循環閥門至進氣歧管部分管路或進氣歧管至各個氣缸之前的廢氣管路堵塞；進氣歧管存在漏氣導致吸力不足；等等。

EGR系統是車輛排放控制系統之一，如圖1所示，EGR系統的作用是在中高負荷和轉速情況下，將一定量的廢氣引入進氣歧管，通過減少氣缸內的可燃混合氣數量降低氣缸內的燃燒溫度和含氧量，從而降低氮氧化合物的排放。由于缸內直噴發動機多采用稀薄燃燒技術，加上混動汽車的發動機多處于經濟混合氣狀態，氣缸內經常處于富氧狀態，為氮氧化合物的形成提供了充足的條件，因此對于缸內直噴發動機，其通常會配置EGR系統或通過可變配氣正時實現內部EGR功能來降低氮氧化合物的排放。該EGR閥為5線，其中2根線為閥門動作電動機，另外3根線為EGR閥位置傳感器的電源、搭鐵和信號。該車EGR閥電路如圖2所示。

圖1 EGR系統的組成和工作原理

圖2 EGR閥電路

讀取該車與故障代碼相關的EGR部分數據流（圖3），發現除“EGR執行器信號斜率”稍大外，其他數據均正常。觀察進氣歧管絕對壓力數據，在發動機各轉速區域均位于正常范圍內。首先檢查該車進氣歧管部分。由于EGR閥至進氣歧管部分為鐵質管路，重點檢查塑料進氣歧管部分，未見異常。接著拆檢EGR閥管路，檢查該閥的動作狀態。由于該車EGR閥的安裝部位比較隱蔽，因此決定拆檢EGR閥至進氣歧管部分鐵質管路，通過該部位檢查EGR閥的堵塞和動作狀態。拆檢后發現EGR閥位置比較干凈（該車大多數情況使用純電模式，發動機參與較少，查閱維修記錄，該車至今只進行過3次機油更換）。

圖3 讀取EGR系統相關數據流（截屏）

用故障檢測儀驅動EGR閥進行動作測試，目視檢查該閥動作情況，正常，閥芯行程為5 mm～6 mm，與正常車輛無法明顯區別。為防止閥芯卡滯造成的問題，將該閥芯進行簡單清潔和潤滑后裝復試車。為更快地驗證故障是否排除，將車輛切換至HEV模式，進行高速試車。

當車輛行駛80 km左右時，組合儀表上的故障燈再次點亮，讀取故障代碼，仍然是“P040100——檢測到EGR A 流量不足”。拆檢EGR廢氣冷卻器連接管路，用內窺鏡檢查，發現冷卻器蜂窩孔并無堵塞。在此情況下，只能拆檢EGR閥門并測量其行程。在拆下閥門總成后，此時聽到閥門內有金屬撞擊的聲音。打開閥門蓋板，發現是凸輪推動閥桿的軸承已經脫落（圖4）。

圖4 脫落的閥門內部軸承

為更好地解釋該閥門故障原因，特畫出該閥的結構示意圖（圖5）。該軸承安裝在閥桿的橫軸上，軸承外徑8 mm，橫軸內徑5 mm。軸承掉落后，雖然閥桿能夠動作，但由于橫軸與凸輪之間的間隙導致閥芯開度減少1.5 mm，造成閥芯開度不足，故在行駛一定里程后出現“EGR A 流量不足”的故障代碼。

圖5 閥門結構示意及軸承的安裝位置

故障排除 裝復該軸承（該軸承安裝在橫軸上，并無軸向定位，且無預緊度）后，為防止該軸承再次脫落，用膠水將軸承內圈與閥桿橫軸進行粘接固定，再次長時間試車，再無故障出現。由于該車尚在質保期，故索賠一個全新的閥門。

反思該車故障的排除過程，之所以拆檢多次管路，根本原因是未按照維修手冊要求的思路首先拆檢EGR閥門，只是通過動作測試發現閥門動作靈活及升程尚可就否定該判斷，導致維修過程中走了彎路。由于故障代碼反映的是EGR流量不足，因此應該對閥門的升程做準確檢查，確保其真正正常后再拆卸檢查其他管路，這也是本次維修收獲較大的地方。