2011款保時捷Panamera車發動機故障燈異常點亮

上海欣車匯實業有限公司 林創創

林創創，上海欣車匯實業有限公司首席技術營銷官，上海Tech Gear汽車診斷學院培訓師，2次入選第45、46屆世界技能大賽汽車技術項目國家隊員，2018年榮獲中國技能大賽上海職業技能大賽汽車維修工項目第1名，2020年榮獲中華人民共和國第一屆職業技能大賽汽車技術項目第4名。

故障現象一輛2011款保時捷Panamera車，搭載M4640V發動機，累計行駛里程約為16萬km。該車組合儀表上的發動機故障燈異常點亮，且提示“發動機控制系統故障”（圖1），發動機工作未見異常。

圖1 組合儀表上的顯示信息

故障診斷用故障檢測儀檢測，發動機控制單元（DME）中存儲有故障代碼“P0016 氣缸組1曲軸相對于進氣凸輪軸的位置”（圖2）；記錄并清除故障代碼，故障代碼可以清除，但只要起動發動機，故障代碼就會再次存儲。

圖2 DME中存儲的故障代碼（截屏）

該車的發動機為V形6缸發動機，進氣凸輪軸相位可調，排氣凸輪軸相位不可調。由于故障代碼P0016僅指向氣缸組1，因此暫時排除曲軸位置信號發生偏移的可能（若曲軸位置信號發生偏移，則氣缸組1和氣缸組2都會受到影響），推斷故障是由氣缸組1進氣凸輪軸位置信號發生偏移引起的，可能的故障原因有：氣缸組1進氣凸輪軸相位調節系統故障，包括機油壓力、相位調節電磁閥、相位調節執行器等故障；氣缸組1進氣凸輪軸鏈輪“跳齒”；正時鏈條松動，包括正時鏈條拉長及張緊器、導軌損壞；氣缸組1進氣凸輪軸位置傳感器信號盤發生偏轉。

用故障檢測儀讀取怠速時的發動機數據流（圖3），發現氣缸組1和氣缸組2的實際進氣凸輪軸角度均約為131°曲軸轉角，但氣缸組1的進氣凸輪軸偏差（12.750°曲軸轉角）明顯比氣缸組2的進氣凸輪軸偏差（﹣0.750°曲軸轉角）大，這可能就是DME存儲故障代碼P0016的原因。

圖3 故障車怠速時的發動機數據流（截屏）

用pico示波器同時測量發動機怠速時氣缸組1和氣缸組2的進氣凸輪軸位置傳感器信號波形（圖4），發現氣缸組1進氣凸輪軸位置傳感器信號波形的相位相對氣缸組2進氣凸輪軸位置傳感器信號波形的相位延遲了約11.4°曲軸轉角（波形左移為相位提前，波形右移動為相位延遲），這與發動機數據流中的氣缸組1進氣凸輪軸偏差（12.750°曲軸轉角）十分接近。再啟用pico示波器的2個通道同時測量氣缸組1和氣缸組2的進氣凸輪軸相位調節電磁閥控制信號波形，發現2個控制信號波形一致；將氣缸組1進氣凸輪軸相位調節電磁閥控制信號線對搭鐵短路，氣缸組1進氣凸輪軸位置傳感器信號波形相位左移了48.53°曲軸轉角（圖5），即氣缸組1進氣凸輪軸相位提前了48.53°曲軸轉角；將氣缸組2進氣凸輪軸相位調節電磁閥控制信號線對搭鐵短路，氣缸組2進氣凸輪軸位置傳感器信號波形相位左移了45.27°曲軸轉角（圖6），即氣缸組2進氣凸輪軸相位提前了45.27°曲軸轉角。由此可見，氣缸組1和氣缸組2的進氣凸輪軸相位調節范圍基本一致，這說明氣缸組1的進氣凸輪軸相位調節系統能夠順暢運行。

圖4 發動機怠速時氣缸組1和氣缸組2的進氣凸輪軸位置傳感器信號波形（截屏）

圖5 將氣缸組1進氣凸輪軸相位調節電磁閥控制信號線對搭鐵短路后的相關波形（截屏）

圖6 將氣缸組2進氣凸輪軸相位調節電磁閥控制信號線對搭鐵短路后的相關波形（截屏）

網上搜索M4640V發動機氣缸組1進氣凸輪軸鏈輪的圖片（圖7），發現鏈輪共有36個齒，那么1個齒對應的曲軸轉角為360°÷36×2=20°。若鏈輪跳1個齒，則進氣凸輪軸相位偏差為20°曲軸轉角。由于氣缸組1進氣凸輪軸偏差為12.750°曲軸轉角，由此排除氣缸組1進氣凸輪軸鏈輪“跳齒”的可能。診斷至此，將故障范圍縮小為正時鏈條松動或氣缸組1進氣凸輪軸位置傳感器信號盤發生偏轉，接下來進行拆檢確認。

圖7 氣缸組1進氣凸輪軸鏈輪

拆下發動機正時端蓋，檢查發現正時鏈條中間導軌上的塑料斷裂（圖8），且正時鏈條有明顯磨損，推斷故障是由此引起的。

圖8 正時鏈條中間導軌上的塑料斷裂

故障排除更換正時套件后試車，發動機故障燈熄滅，發動機運行一切正常，故障排除。

故障總結在發動機室連接4根測試線，運用pico示波器測量相關波形，通過分析波形不僅驗證了故障代碼P0016的真實性，還排除了氣缸組1進氣凸輪軸相位調節系統故障及氣缸組1進氣凸輪軸鏈輪“跳齒”的可能，這使得接下來的拆檢工作更有針對性，大大提高了故障診斷效率。