◆文/北京 孫洪偉
一輛2012年7月生產的一汽豐田RAV4,VIN碼為LFMJW36F1C016****,搭載2AZ型發動機。車主反映:車輛在行駛中發動機故障燈及4WD燈有時點亮,并伴有發動機抖動的現象。
使用診斷儀檢查,發現存儲有故障碼P0607(控制塊性能),相關數據流如圖1所示。

圖1 故障車數據流
專家點評

高惠民
從文章一開始作者就為本案例的故障原因埋下了伏筆——“保養不及時”。那么發動機可變氣門正時系統究竟與車輛保養有什么關系呢?這里來介紹一下可變氣門正時系統(VVT)的工作原理和過程。傳統的汽油發動機進、排氣氣門正時(配氣相位)是固定的,而VVT系統利用發動機運轉時的機油壓力來驅動進排氣凸輪軸轉角變化(大約40°曲軸轉角范圍),動態改變了進、排氣門正時,以獲得最適合發動機工況的配氣相位,從而提高發動機功率輸出,改善

圖2 VVT系統控制及構造
VVT系統的構造部件包含可通過調整進、排氣凸輪軸轉角的VVT執行器和控制凸輪軸正時的機油控制閥。凸輪軸正時機油控制閥是根據發動機ECU輸出的電流量,來選擇流向VVT執行器的通道。VVT執行器利用機油壓力使進排氣凸輪軸旋轉到提前、延遲、或保持氣門正時位置。發動機ECU根據轉速、進氣量、節氣門位置和冷卻液溫度來計算出各種運行條件下的最佳配氣相位,并通過曲軸位置傳感器和凸輪軸位置傳感器信號反饋,達到目標進排氣門正時。VVT系統工作過程如圖3所示。由于機油壓力是VVT執行器的動作介質,一旦機油壓力下降,就會使得VVT執行器不能動作,影響到凸輪軸正時轉角。因此,車輛定期保養,更換優質機油是VVT系統正常工作的必要保證。
燃油消耗率,降低排放。VVT系統控制框圖和構造如圖2所示。目前VVT技術已經是乘用車汽油發動機上的一項標配技術,得到廣泛應用。

圖3 VVT系統工作過程
根據本案例的故障診斷特點,作者利用VVT系統運行數據流中1列和2列汽缸進氣凸輪軸動作轉角位置進行對比,驗證確認1列汽缸進氣凸輪軸不動作的現象,進而再去檢查VVT系統的其他部件和發動機機油壓力,這樣使得故障診斷快速、高效,值得贊賞。
車輛在未啟動時發現空氣質量和其他數值均有異常,故障碼在發動機未著車之前就已出現,說明ECM電腦出現了問題。經查閱維修手冊,發現此車剛買一年,且一直在我店正常保養。查尋維修記錄,未發現該車有過碰撞事故。初步判斷ECM電腦出現故障的可能性極小。另外,此車的故障現象時有時無,說明ECU電腦即使存在故障,也屬于間歇性故障。導致間歇性故障一般有兩種原因:自身及線路出現故障、信號干擾故障。按照修理手冊,檢查發動機線路和電腦供電搭鐵均未發現異常,但在檢查中發現該車加裝了車身防盜器,且大燈被改裝成了氙燈,如圖2所示。

圖2 故障車加裝了防盜系統且大燈被改成了氙燈
經詢問車主得知:加裝車身防盜器已經有一年左右的時間了,而氙燈剛剛改裝才兩周。改裝氙燈的時間與故障出現的時間剛好吻合,所以我們把氙燈的改裝作為重點排查對像。
連接診斷儀,反復開關大燈發現數據流存在明顯的異常變化,所以故障點為改裝氙燈引起。拆除氙燈,恢復原車大燈,清除故障碼,故障被徹底排除。
氙燈,又稱高強度氣體放電燈,英文簡稱HID。汽車用氙燈產品由氙氣燈泡、變壓安定器和絕緣導線組成。其工作原理是,接通電源后,通過變壓器,在瞬間內將12V的直流電源升至20 000V以上的高壓脈沖電壓,激活氙氣燈泡中的氙氣,在電弧中產生6 000~10 000K色溫度的強勁光芒,顏色呈晶鉆白中略帶紫藍。
氙氣燈具有亮度高、光線接近自然光、功耗低等優點,但同時也會因為改裝氙氣燈而帶來干擾的問題,導致電子設備工作異常等現象。比如某些型號的汽車打開改裝的氙氣燈后,會造成車輛故障燈異常點亮、音響設備出現雜音甚至不工作、雨刮器無故工作等奇怪現象。氙燈之所以有如此大的干擾,因為氙燈的安定器將車輛的12V直流電轉換成超高的高壓電,使燈內的氣體電離形成電弧發光。這樣就容易對附近的電子設備形成干擾。
車主在安裝氙氣燈時要選擇質量合格的產品,最好是得到原廠認證的燈具總成。這樣的產品不僅能很好地解決了電磁輻射干擾的問題,而且考究的光型和過硬的質量也更能確保日常使用的安全與舒適。
對于已經遇到氙氣燈電磁干擾的車主來說,也有補救的措施。針對輻射干擾,可以對干擾源(安定器)進行屏蔽,簡單地說就是用金屬物體或金屬網將干擾源包起來,并且金屬網和車架搭鐵相連。這樣,內部的高頻高壓信號就不會傳播到金屬網外去。針對電路的干擾,還可以在供電線路中加裝磁環。這里的磁環就是在導磁材料上繞上若干的導線,由于干擾信號的頻率比較高,所以也可以起到隔離干擾信號的作用,設備的正常供電也不受影響。
車主在加裝電器設備一定要選擇正規產品,最好選擇原廠產品,并且請正規專業人員來加裝。
由于造成該車故障原因復雜,借助診斷儀器、維修資料進行分析排故是非常重要的。另外,針對該車故障,了解氙燈的工作原理以及對數據流的分析、理解也很重要。
專家點評

焦建剛
這是一例典型的由電磁輻射干擾引發的故障。在車輛改裝之后,尤其是改裝氙氣大燈后,在強磁場的干擾下,出現了很多電腦工作不良的故障,嚴重的甚至會導致發動機無法啟動。
在針對此類故障的排除中,最簡單的檢測方式是使用電磁輻射檢測儀,通過對車輛各部件的電磁輻射強度進行檢測,可以迅速確定干擾源。這種方法準確、直觀,比較符合現代車輛的檢測思路,值得推廣。但限于條件限制,很多修理企業并未掌握這種診斷方法,導致在排除電磁輻射故障時,走了彎路。
在車輛上,造成電磁輻射的外在因素,一般是加裝大功率用電器所致,氙氣大燈、逆變電源、爆閃器材等都可能干擾車輛的正常工作。對于此類改裝,一定要把握好以下幾項原則:線路改裝不得超過相應的電路最大允許負載;改裝產品必須符合國家相關規定;改裝產品應當進行電磁輻射測試,不得超過規定輻射范圍;改裝產品應避免通過相關控制單元或布置在控制單元周邊;改裝產品應加裝防輻射裝置。
除了外部因素,車輛本身電氣系統故障,也可能會導致電磁輻射故障的發生,如啟動機、發電機故障導致的電磁干擾,點火系統的點火線圈或火花塞(型號不正確或工作不良)故障均有可能產生較強的電磁干擾。因此,在診斷此類故障時,前述提到的檢測設備的重要性也就顯而易見了。