案例34　奔驰S600发动机故障灯亮

1.故障现象

一辆奔驰S600，装配275双涡轮增压发动机，行驶里程为71900km，客户反映最近一段时间发动机故障灯亮，加速无力，加速到2000r/min时，只能跑到70km/h，之前加速时有很强的推背感，发动机故障灯亮后，推背感也没有了。

2.故障分析及排除

接车后启动着车，发动机故障灯常亮，由于此发动机有十二个缸，并且每个缸都为双火花塞点火，所以在原地怠速感觉不出明显的抖动现象。连接诊断电脑进行快速测试，发现存在许多当前的缺火故障码，如图2-108所示。

图2-108　读取的故障码

此款发动机与一般的发动机点火方式有所不同，由于对点火能量要求非常严格，所以有单独的点火控制单元进行控制。首先对其组成与功能原理做一下简单介绍。点火系统ECI必须通过火花塞产生火花来引起燃烧，这需要足够高的高压在火花塞末端产生火花，且火花塞必须具备足够的能量以确保点燃油气混合物，点火系统必须对火花塞积碳不敏感，并保证火花塞较长的使用寿命。点火系统ECI包括右侧气缸组点火模块ECI；左侧气缸组点火模块ECI；ECI点火系统电源装置；ME控制单元中离子电流的测量电路；ME控制单元对点火系统ECI的驱动；ME控制单元中的点火图谱。注意，点火系统ECI不能进行火花测试。

点火系统ECI具有以下子功能。

①产生点火电压（交流电压）。点火模块的每个火花塞都有一个输出级，点火线圈布置在火花塞接头中，带震荡电路的输出级由约180V的输入电压产生点火电压。ME控制单元产生以下驱动脉冲：根据点火角度触发点火火花；持续控制点火过程；改变点火；点火偏移量。

②测量离子电流。点火火花阶段结束时有一个到离子电流测量的切换，火花塞上的离子电流在约23V的辅助电压的帮助下进行测量，离子电流在ME控制单元中进行评估，这些信号用于检测高转速情况下燃烧的点火不良。

③电源装置产生所需的两倍于180V和两倍于23V的电压。

点火过程的持久控制：将整个火花持续时间的火花能量调整至油气混合物实际所需的点火能量，由ME控制单元根据性能图来控制。火花持续时间控制可将火花塞的一般使用寿命延长4倍，同时，配合使用带铂电极的火花塞可进一步延长使用寿命。

点火偏移量和点火改变：在最大约2000r/min的较低负荷范围内，气缸的两个火花塞同时触发，在中等和高发动机负荷下，点火火花触发偏移最大10°的曲轴转角，为使气缸上的两个火花塞磨损程度相同并防止燃烧室一侧积碳，火花塞的驱动次序每隔720°曲轴转角就改变一次。

离子电流测量：燃烧过程中在火焰前产生离子（具有不同电量的粒子），并在油气混合物中再次相互中和，可在火花塞末端施加较小的测量电压，以通过火焰来测量离子电流。测量电压在初级点火线圈侧（约23V的辅助电压），这在次级线圈侧的火花塞电极上产生约65Hz和1kV的交流电压，离子电流调节此电压。经分离和滤波可得到离子电流信号，离子电流信号给出的气缸压力率信息具有一定的精度，此信息用于检测燃烧点火不良，每三个气缸的离子电流信号发送至ME控制单元，在测量窗口的帮助下，各种情况的相关气缸在ME控制单元中进行分配。

进入实际值中查看缺火计数器，原地怠速没有明显缺火，发动机正常工作的情况下缺火计数器也会有计数变化，但单位时间内经控制单元计算如果不能达到10次以上，控制单元会对计数清零重新计数。于是清除故障码进行路试，发现路试一段时间后，发动机故障灯又会点亮，连接诊断电脑，依然是报原来的故障码。

查阅此车的维修历史，在60000km时做大保养，更换了火花塞及火花塞胶帽，清洗了节气门和喷油器，所以火花塞引起缺火的可能性很小。根据系统原理及维修经验，造成缺火的故障原因可能为点火系统ECI（点火模块）或单侧点火模块ECI（点火线圈），如果调换点火线圈的话，拆点火线圈也很费时费力，按照要求拆掉点火线圈就要更换火花塞胶帽，况且一个点火线圈配件的价格为30000多元，也是客户难以接受的。由于故障码中首先报了N91（点火模块）的故障码，点火模块位于发动机舱中央，拆卸比较方便，先调换了一个N91试车，故障消失了，说明是N91在高负荷时点火能量不足，造成缺火，于是就报价，更换了点火模块N91，进行试车，一切正常。