一輛19款奧迪A4行駛中發(fā)動機故障燈異常點亮，伴隨加速無力。到修理店檢查后，發(fā)現(xiàn)發(fā)動機控制單元中，存儲有“P0087燃油高壓共軌系統(tǒng)壓力低”的故障代碼（圖1）。

圖1 發(fā)動機控制單元中存儲的故障代碼

上一家維修廠替換了低壓油泵以及高壓油泵，故障依舊。轉(zhuǎn)院到第二家維修廠，同樣優(yōu)先采用替換零部件的方式來診斷該故障。前后更換了拆車的高壓油泵、全新原廠的高壓油泵，以及高壓油軌壓力傳感器，故障依舊。也拆解了高壓油泵驅(qū)動輪、頂筒，沒有發(fā)現(xiàn)明顯異常。于是找到筆者，請求技術(shù)支持。

首先診斷燃油高壓系統(tǒng)壓力低的故障。第一點要排除的就是：低壓端的燃油壓力是否足夠。使用壓力表，測量怠速時的低壓端燃油壓力，約為6bar，在正常范圍內(nèi)。

圖2 怠速時的低壓燃油壓力（壓力表）

讀取怠速時的高壓端壓力數(shù)據(jù)流發(fā)現(xiàn)，高壓油軌壓力僅為5.6bar，明顯低于標(biāo)準(zhǔn)值（正常怠速工況下為50bar）。

圖3 怠速時的高壓油軌壓力數(shù)據(jù)流

修到現(xiàn)在，該換的和不該換的零部件已經(jīng)基本換了個遍，而故障卻沒有任何好轉(zhuǎn)。那么接下來，就該示波器上場了。

不到最難的時刻，示波器始終是不會上場的——這是很多有示波器的修理店的“通病”。想要用示波器診斷這種故障，首先需要了解高壓油泵的工作原理。接下來我們先簡單了解下這款常開型高壓油泵的工作原理。借用上一代的原理圖（圖4）。

圖4 常開型高壓油泵工作原理圖

圖5 常開型高壓油泵平面解剖圖

·吸油行程：柱塞下行，低壓腔室內(nèi)燃油通過進油閥門進入到高壓腔室。

·回油行程：柱塞上行，高壓腔室內(nèi)燃油反向流入低壓腔室。

·泵油行程：柱塞上行到接近上止點時，ECU控制量控閥工作。此時進油閥門關(guān)閉，高壓腔室內(nèi)形成一個密閉的空間，建立高壓燃油。當(dāng)油軌內(nèi)的壓力低于高壓腔室的壓力，高壓腔室內(nèi)高壓燃油泵入高壓油軌內(nèi)。

注：高壓油泵柱塞上行靠凸輪軸上單獨的凸塊和頂筒配合來驅(qū)動。高壓油泵柱塞的上行與下行會導(dǎo)致低壓油軌的壓力產(chǎn)生波動，壓力波谷的位置對應(yīng)高壓油泵柱塞的下止點位置。

使用虹科Pico汽車示波器，分別測量以下信號：

·A通道：高壓油泵油量控制閥的控制（差分信號）

·B通道：低壓燃油壓力（使用WPS500X壓力傳感器測量）

·C通道：排氣凸輪軸位置信號（高壓油泵安裝在排氣側(cè)）

捕捉到完整波形，結(jié)合高壓油泵建立高壓的工作流程，可以發(fā)現(xiàn)：ECU控制量控閥的時刻似乎比較提前。但是整體的控制窗口期時仍處于高壓油泵柱塞的上行階段。使用標(biāo)尺測量，此時量控閥關(guān)閉的曲軸角為46.5°。

低壓燃油的壓力為4.5bar左右（實際壓力），屬于正常范圍內(nèi)。理論上來講這個時候應(yīng)該能建立高壓才對。那么問題出在哪里呢？

圖6 故障車的相關(guān)波形

放大量控閥控制部分的波形，發(fā)現(xiàn)當(dāng)前ECU控制信號出現(xiàn)異常：

1.沒有出現(xiàn)啟動階段的控制

2.后面保持階段的正占空比只有7.6%，過小

圖7 放大量控閥部分波形

如圖8，我們采集了高壓油泵量控閥控制，以及高壓油泵量控閥的工作電流，發(fā)現(xiàn)量控閥工作時電流非常小，僅為0.28A，遠低于標(biāo)準(zhǔn)值（標(biāo)準(zhǔn)值：開啟階段電流大于3A，保持階段電流維持約2A左右）。

圖8 高壓油泵量控閥工作電流過小

由此可以判斷：發(fā)動機電腦損壞。

這車難道就真的只有這一個故障點嗎？接下來還需要驗證的是：原車的高壓油泵是否有問題。如何驗證呢？方法也很簡單。啟動車輛，人為關(guān)閉高壓油泵量控閥，發(fā)現(xiàn)此時高壓油泵依舊無法建立高壓。

至此，我們可以確定，這臺車故障現(xiàn)象，其實是由兩個故障點導(dǎo)致的：高壓油泵與發(fā)動機電腦。

更換高壓油泵以及發(fā)動機電腦后，故障排除。

再次測量波形，可見正常工作時，量控閥開啟階段消耗電流為4.5A，保持階段消耗電流約為2.5A。關(guān)閉的曲軸角為28.5°，且開啟的角度與故障時相比，也明顯滯后了。

圖9 正常車輛的相關(guān)波形

計算量控閥控制信號的正占空比，可見約為20.9%。

圖10 正常車輛的量控閥控制信號占空比

故障思考

正常和故障的波形對比，除了量控閥的控制信號異常外，低壓燃油壓力波形的波動也是不一樣的（圖11）。那么，正常車的低壓燃油壓力波動有個凹陷，會是什么原因?qū)е碌哪兀?/p>

圖11 低壓燃油壓力的異常波動

案例作者

應(yīng)良卿

玉山連通車服技術(shù)總監(jiān)

2021年開始接觸示波器診斷與NVH問題分析診斷，目前是國內(nèi)通過示波器診斷汽車故障的佼佼者。個人抖音賬號：玩示波器的行者。曾獲得2023年上饒市“振興杯”汽車技術(shù)、新能源汽車智能化技術(shù)職業(yè)技能競賽新能源組三等獎。2023年被《汽車維修技師雜志》聘為“波形分析專修站”欄目專家委員。