2015款Jeep牧馬人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屆、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2015款Jeep牧馬人車，搭載3.6 L發動機（型號為G），累計行駛里程約為13.2萬km。車主反映，該車發動機故障燈異常點亮。

故障診斷 接車后試車，發動機起動、怠速及加速均正常，但組合儀表上的發動機故障燈異常點亮。用故障檢測儀檢測，發現動力控制模塊（PCM）中存儲有故障代碼“P0019 曲軸位置-凸輪軸位置關聯 缸組2傳感器2”；讀取怠速時的發動機數據流（圖1），發現“進氣凸輪軸2/曲軸差”（氣缸組2進氣凸輪軸位置與曲軸位置的信號偏差）最大，為-12.90°曲軸轉角。

圖1 故障車怠速時的發動機數據流（截屏）

該車為V6發動機，氣缸組及氣缸順序如圖2所示。單側氣缸組的進、排氣凸輪軸位置傳感器集成在一起，其電路如圖3所示。通常凸輪軸位置傳感器A或凸輪軸位置傳感器1是指進氣凸輪軸位置傳感器，凸輪軸位置傳感器B或凸輪軸位置傳感器2是指排氣凸輪軸位置傳感器。例如，對2014年凱迪拉克XTS車3.6 L發動機（型號為KFX）控制系統而言，故障代碼P0019的含義為“曲軸位置-排氣凸輪軸位置不合理 缸組2”（圖4）。依據這個原則，該車故障代碼P0019應指氣缸組2排氣凸輪軸位置與曲軸位置的信號偏差過大，但怠速時的發動機數據流卻顯示氣缸組2進氣凸輪軸位置與曲軸位置的信號偏差過大。那么該車到底是氣缸組2的排氣凸輪軸位置信號偏差過大（若曲軸位置信號發生偏差，則氣缸組1和氣缸組2的進、排氣凸輪軸位置都會受到影響，所以排除曲軸位置信號發生偏差的可能），還是氣缸組2的進氣凸輪軸位置信號偏差過大呢？

圖2 故障車發動機的氣缸組及氣缸順序

圖3 凸輪軸位置傳感器和曲軸位置傳感器電路

圖4 2014年凱迪拉克XTS車3.6 L發動機控制系統的相關故障代碼說明（截屏）

首先用pico示波器測量曲軸位置傳感器及氣缸組1和氣缸組2的排氣凸輪軸位置傳感器的信號波形（圖5），發現2組氣缸的排氣凸輪軸位置傳感器信號波形基本同步。再測量曲軸位置傳感器及氣缸組1和氣缸組2的進氣凸輪軸位置傳感器的信號波形（圖6），發現氣缸組2進氣凸輪軸位置傳感器信號波形的相位比氣缸組1進氣凸輪軸位置傳感器信號波形的相位滯后（波形向左移為相位提前，向右移為滯后）了約8.36°曲軸轉角。由圖1可知，“進氣凸輪軸1/曲軸差異”（氣缸組1進氣凸輪軸位置與曲軸位置的信號偏差）為-6.50°曲軸轉角，結合圖6估算氣缸組2進氣凸輪軸與曲軸位置的信號偏差為（-8.36°）+（-6.50°）=-14.86°曲軸轉角，這與圖1中PCM計算的角度（-12.90°曲軸轉角）十分接近。診斷至此可知，該車氣缸組2進氣凸輪軸位置信號確實偏差過大。

圖5 曲軸位置傳感器及氣缸組1和氣缸組2的排氣凸輪軸位置傳感器的信號波形（截屏）

圖6 曲軸位置傳感器及氣缸組1和氣缸組2的進氣凸輪軸位置傳感器的信號波形（截屏）

難道是PCM誤報了故障代碼P0019？仔細查看維修資料得知，該車故障代碼P0019中的“缸組2傳感器2”是指氣缸組2的進氣凸輪軸（CMP）位置傳感器（圖7），并不是指氣缸組2的排氣凸輪軸位置傳感器。在此提醒大家，不同車型對同一故障代碼的解釋可能大相徑庭，如果故障代碼的含義中沒有明確指明相關元件，最好查看故障車的維修手冊，在明確故障代碼所指的元件后再進行相關檢查，不要僅憑經驗推測故障代碼所指的元件，否則弄錯檢查對象會走很多彎路。

圖7 故障車的相關維修資料（截屏）

分析認為，導致氣缸組2進氣凸輪軸位置信號偏差過大的可能原因有：氣缸組2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2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2進氣凸輪軸位置傳感器信號輪發生偏轉。

進氣凸輪軸相位調節系統是將進氣凸輪軸相位向提前位置調節，當該系統不工作時，進氣凸輪軸相位處于最大延遲狀態。由于怠速時進氣凸輪軸相位調節系統不工作，而氣缸組2進氣凸輪軸相位比氣缸組1進氣凸輪軸相位滯后約8.36°曲軸轉角，所以可以排除機油壓力及氣缸組2進氣凸輪軸相位調節電磁閥故障的可能。網上搜索該發動機氣缸組2進氣凸輪軸鏈輪的圖片（圖8），發現鏈輪共有33個齒，那么1個齒對應的曲軸轉角為360°÷33×2≈21.8°。由于氣缸組2進氣凸輪軸偏差為-12.90°曲軸轉角，由此排除氣缸組2進氣凸輪軸鏈輪“跳齒”的可能。分析氣缸組2進、排氣凸輪軸鏈輪及正時鏈條的布局（圖9）可知，氣缸組2進氣凸輪軸鏈輪位于正時鏈條的緊邊，若氣缸組2的正時鏈條松動，則對排氣凸輪軸相位影響會更大，因此該車正時鏈條松動的可能性不大。診斷至此，將故障范圍縮小為氣缸組2進氣凸輪軸相位調節執行器損壞或進氣凸輪軸位置傳感器信號輪發生偏轉。

圖8 故障車氣缸組2進氣凸輪軸鏈輪

圖9 Jeep牧馬人車3.6 L發動機正時機構的布局

進行拆檢，發現氣缸組2正時鏈條沒有松動，且進、排氣凸輪軸鏈輪正時正常（圖10）。考慮到該車發動機運行正常，經與車主溝通，決定通過調整氣缸組2進氣凸輪軸位置傳感器信號輪位置的方式來解決存儲故障代碼P0019的問題。

圖10 氣缸組2進、排氣凸輪軸鏈輪正時正常

故障排除 將氣缸組2進氣凸輪軸位置傳感器信號輪順時針調整一定角度（圖11），直到2組氣缸的進氣凸輪軸位置傳感器信號波形基本同步（圖12）后試車，發動機故障燈不再異常點亮，發動機工作一切正常，故障排除。

圖11 調整氣缸組2進氣凸輪軸位置傳感器信號輪位置

圖12 2組氣缸的進氣凸輪軸位置傳感器信號波形基本同步（截屏）