2010年奧迪Q5發(fā)動機故障

松原/叢君

車型：配置2.0 T F S I發(fā)動機（CDNC）、0B5七速雙離合器變速器。

VIN：WAUCFD8R2AA××××××。

行駛里程：102000km。

故障現(xiàn)象：車輛在高速行駛過程中，發(fā)動機突然出現(xiàn)抖動現(xiàn)象，停車熄火后啟動困難。發(fā)動機勉強啟動后，怠速運轉(zhuǎn)不平穩(wěn)。

故障診斷：用VCDS診斷軟件，對發(fā)動機控制單元進行自診斷檢查，結(jié)果記錄如下：

◆ 1 個故障碼:4096 - 曲軸位置與凸輪軸位置，P0016 00 [101] - 相關(guān)性; 汽缸列1傳感器A未確認 - 內(nèi)存清除后已測試

◆故障狀態(tài)：00000001

◆故障優(yōu)先級：2

◆故障頻率：1

◆里程：101959km

◆ 日期：2018.0×.××

◆時間：17:51:13

◆發(fā)動機轉(zhuǎn)速：951.50r/min

◆標(biāo)準負荷值：16.9%

◆車速：0km/h

◆冷卻液溫度：54℃

◆進氣溫度：51℃

◆環(huán)境氣壓：9.8kPa

◆端子30電壓：12.839V

◆根據(jù)OBD的未學(xué)習(xí)計數(shù)器：40

◆就緒狀態(tài)：1110 0101

維修人員根據(jù)發(fā)動機控制系統(tǒng)自診斷故障碼及該車行駛里程超過100000km等情況，懷疑車輛在高速大負荷行駛時凸輪軸驅(qū)動鏈條“跳齒”。于是，根據(jù)以往的維修經(jīng)驗更換了正時鏈條組件，更換后故障沒有排除，故障現(xiàn)象及自診斷故障碼與處理之前相比沒有任何變化。維修人員反復(fù)驗證了正時鏈條的裝配標(biāo)記，之后又相繼更換了曲軸位置傳感器G28、凸輪軸位置傳感器G40、進氣凸輪軸調(diào)節(jié)電磁閥N205等部件，均無任何作用。

故障處理陷入困境后，通過維修資料學(xué)習(xí)了該款發(fā)動機結(jié)構(gòu)原理。正時鏈條驅(qū)動機構(gòu)如圖1所示。

自診斷故障碼指出的故障原因就是“曲軸與凸輪軸位置關(guān)系”不正確，該車曲軸位置傳感器G28檢測的是曲軸后部“60-2齒”靶輪的信號，凸輪軸位置傳感器G40檢測的是進氣凸輪軸上的靶輪信號。為了進一步驗證故障信息，用示波器測量兩個傳感器在怠速時的波形，如圖2、圖3所示。

┃ 圖1 正時鏈條驅(qū)動結(jié)構(gòu)

┃ 圖2 故障車曲軸與凸輪軸信號相對關(guān)系

故障車曲軸位置傳感器“靶輪缺口”信號與凸輪軸位置傳感器“靶輪齒A”的上升沿信號之間相差2個曲軸靶輪齒（圖中綠色圈定的位置），而正常車相差13個曲軸靶輪齒。通過對比兩組波形圖可知：故障車的進氣凸輪軸位置信號較正常車“提前”了11個曲軸靶輪齒。

┃ 圖3 正常車曲軸與凸輪軸信號相對關(guān)系

┃ 圖4 電氣系統(tǒng)控制原理

┃ 圖5 液壓調(diào)節(jié)原理

曲軸靶輪齒數(shù)是60個，每兩個靶輪齒之間的對應(yīng)的曲軸轉(zhuǎn)角是6°，由此可知故障車的進氣凸輪軸配氣相位比正常車“提前”了大約60°曲軸轉(zhuǎn)角。

曲軸鏈輪、凸輪軸鏈輪、正時鏈條之間的配氣正時安裝，經(jīng)過多次驗證是沒有問題的，那么問題可能就出在“可變配氣正時系統(tǒng)”。

根據(jù)這款發(fā)動機構(gòu)造原理可知，進氣凸輪軸配氣相位是根據(jù)發(fā)動機的工況可以連續(xù)調(diào)節(jié)的。電氣系統(tǒng)控制原理如圖4所示.

發(fā)動機控制單元根據(jù)空氣流量傳感器、曲軸位置傳感器、凸輪軸位置傳感器、水溫傳感器等信息，通過占空比（PWM）控制流經(jīng)N205電磁閥的電流，進而使電磁閥的閥芯觸動控制閥的閥芯處于不同位置。

液壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)原理如圖5所示。

發(fā)動機機油壓力通過單向閥作用在控制閥P通道，閥芯處于不同位置時改變A、B通道的機油壓力值，進而改變凸輪軸調(diào)節(jié)機構(gòu)中A、B腔的機油壓力，使“內(nèi)轉(zhuǎn)子-進氣凸輪軸”與“外轉(zhuǎn)子-凸輪軸鏈輪”有一定量的相對轉(zhuǎn)動，從而實現(xiàn)進氣凸輪軸的配氣相位“提前”或“滯后”的調(diào)節(jié)。

相關(guān)資料顯示，這款發(fā)動機進氣凸輪軸的調(diào)節(jié)范圍是60°曲軸轉(zhuǎn)角，而故障車在怠速時比正常車的進氣凸輪軸正好“提前”了60°曲軸轉(zhuǎn)角，由此可以證明故障點就在進氣凸輪軸配氣相位調(diào)節(jié)機構(gòu)上。

由于該車已經(jīng)更換過了進氣凸輪軸調(diào)節(jié)電磁閥N205，控制閥和內(nèi)外轉(zhuǎn)子組成的調(diào)節(jié)機構(gòu)成為“重點懷疑對象”。

用專用工具T10352/1拆下控制閥，如圖6所示。

┃ 圖6 拆卸控制閥

發(fā)動機工作時，凸輪軸調(diào)節(jié)電磁閥N205在發(fā)動機控制單元的控制下處于3個不同位置，滑閥芯在彈簧力的作用下與電磁閥芯直接接觸，被控制在：滯后、控制、提前3個位置。

仔細檢查發(fā)現(xiàn)，滑閥的閥芯中與電磁閥N205接觸部分的“堵蓋”向外移動了約3～5mm的距離，如圖7所示。

┃ 圖7 對比視圖

正常情況下，發(fā)動機在怠速工況時為保證怠速穩(wěn)定，減少進排氣門疊開角度，進氣的配氣相位向“滯后”方向調(diào)節(jié)。但由于閥芯堵蓋外移，堵蓋又是直接與N205電磁閥芯接觸的部件，這樣滑閥的閥芯就在怠速時被推動到最里面的“提前”位置。進氣凸輪軸可變配氣調(diào)節(jié)機構(gòu)，在怠速時把進氣的配氣相位向前調(diào)節(jié)到了最大值：60°曲軸轉(zhuǎn)角，此時進排氣門同時開啟的時間增加，“機內(nèi)廢氣再循環(huán)”作用被發(fā)揮到最大，大量從排氣門排出的廢氣從進氣門被吸入汽缸，引起了怠速不穩(wěn)的故障現(xiàn)象。更換滑閥總成后故障排除。

故障總結(jié)：故障處理要遵循“從簡到繁、由表及里”的原則；故障處理陷入困境后，要盡快回到“原理分析、邏輯判斷”的軌道上，避免盲目換件。