泉州豐匯汽車服務有限公司 唐林平
故障現象一輛2012款別克君威車,搭載LTD發動機,累計行駛里程約為10萬km,因發動機故障燈異常點亮而進廠維修。
故障診斷接車后試車,起動發動機,發動機運轉平穩,組合儀表上的發動機故障燈異常點亮。用故障檢測儀檢測,發動機控制模塊(ECM)中存儲有故障代碼“P0016-00 曲軸位置-進氣凸輪軸位置不合理”和故障代碼“P0017-00 曲軸位置-排氣凸輪軸位置不合理”,由此推斷進、排氣凸輪軸與曲軸的配氣關系出現錯誤,讀取發動機數據流,發現進、排氣凸輪軸位置均顯示為0°,說明可變氣門正時(VVT)系統進入了保護模式。分析可能的故障原因有:VVT系統故障,包括VVT執行器、VVT電磁閥及機油壓力故障等;發動機正時錯誤;正時鏈條拉長。
首先使用真空壓力表對發動機機械系統進行診斷,主要是觀察3種發動機工況(怠速、發動機轉速穩定在3 000 r/min及急加速工況)下的進氣歧管真空變化。進氣歧管真空是由所有工作氣缸共同形成的,如果有一個或多個氣缸的工作出現問題,那么正常的真空狀態就會被打破,從而產生異常的真空波動,而這個波動可以通過真空壓力表的指針反映出來。另外,發動機配氣機構與曲軸連桿機構在工作中的運動形態及運動頻率是不一樣的,所以當它們出現故障,導致氣缸工作不良時,對進氣歧管真空產生的影響也是不同的,而只要能抓住其中的變化規律,便可利用真空壓力表來診斷發動機機械故障。

圖1 故障車怠速時的進氣歧管真空

圖2 故障車進、排氣凸輪軸位置傳感器及曲軸位置傳感器的信號波形(截屏)
連接真空壓力表,發動機怠速時,表針處于正常真空位置且輕微顫動(圖1),正常;將發動機加速至3 000 r/min并保持,表針顫動頻率加快,異常(正常情況下,此時進氣歧管真空是很穩定的,不應出現明顯波動),由此推斷發動機高速運轉時,其機械系統工作不穩定,從而使進氣歧管真空明顯波動。結合故障代碼和真空壓力表的測試結果進行分析,懷疑發動機正時鏈條拉長。
為了更精準地判斷故障原因,連接pico示波器,測量該車的進、排氣凸輪軸位置傳感器及曲軸位置傳感器的信號波形(圖2,藍色為曲軸位置傳感器信號波形,紅色為進氣凸輪軸位置傳感器信號波形,黃色為排氣凸輪軸位置傳感器信號波形),與正常車的波形進行對比可知,故障車進氣凸輪軸位置傳感器信號第2個窄齒的上升沿與曲軸位置傳感器大齒缺信號之間相差15個曲軸信號齒,正常應相差18個曲軸信號齒;故障車排氣凸輪軸位置傳感器信號第2個窄齒的上升沿與曲軸位置傳感器大齒缺信號之間相差29個曲軸信號齒,正常應相差32個曲軸信號齒。診斷至此可知,進、排氣凸輪軸與曲軸之間的位置關系存在一定的偏差。
拆下氣門室蓋,發現正時鏈條松動(圖3);拆下正時鏈條蓋板,發現固定正時鏈條導板斷裂。分析認為,固定正時鏈條導板損壞,導致正時鏈條松動,從而出現“跳齒”現象,使發動機正時出現偏差。
故障排除更換正時鏈條、導板及張緊器后裝復試車,發動機故障燈熄滅,發動機怠速及加速均正常,故障排除。