余姚東江名車專修廠 吳超峰

故障現(xiàn)象一輛2007款?yuàn)W迪A6L車，搭載BDW發(fā)動(dòng)機(jī)，累計(jì)行駛里程約為26.7萬(wàn)km。車主反映，該車發(fā)動(dòng)機(jī)怠速抖動(dòng)、加速無(wú)力，且發(fā)動(dòng)機(jī)故障燈異常點(diǎn)亮。

故障診斷用故障檢測(cè)儀檢測(cè)，發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元中存儲(chǔ)有4個(gè)故障代碼（圖1），其中故障代碼P0341的含義為氣缸列1進(jìn)氣凸輪軸位置傳感器信號(hào)不可信，故障代碼P0301、P0302和P0303的含義為檢測(cè)到氣缸1、氣缸2及氣缸3存在失火。清除故障代碼后試車，只要起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，上述故障代碼再現(xiàn)。讀取發(fā)動(dòng)機(jī)失火數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)怠速時(shí)氣缸1、氣缸2及氣缸3的失火計(jì)數(shù)在不停地增加，由此可知?dú)飧琢?均工作不良。結(jié)合故障代碼的提示進(jìn)行分析，懷疑故障是由氣缸列1進(jìn)氣凸輪軸位置信號(hào)錯(cuò)誤引起的。

BDW發(fā)動(dòng)機(jī)為V6發(fā)動(dòng)機(jī)，采用進(jìn)氣凸輪軸相位可變技術(shù)。如圖2所示，進(jìn)氣凸輪軸相位可變系統(tǒng)主要由相位調(diào)節(jié)器、機(jī)油控制閥（Oil Control Valve，簡(jiǎn)稱OCV）、進(jìn)氣凸輪軸位置傳感器及發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元等部件組成。發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷、冷卻液溫度、曲軸位置及凸輪軸位置等信息計(jì)算進(jìn)氣凸輪軸相位，然后控制機(jī)油控制閥工作，打開通往相位調(diào)節(jié)器延遲腔和提前腔的油道，從而使進(jìn)氣凸輪軸相位在機(jī)油壓力的作用下發(fā)生變化。

圖2 進(jìn)氣凸輪軸相位可變系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

圖3 故障車發(fā)動(dòng)機(jī)怠速時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)數(shù)據(jù)流93組數(shù)據(jù)（截屏）

圖4 pico示波器探針的連接

讀取發(fā)動(dòng)機(jī)數(shù)據(jù)流93組數(shù)據(jù)（圖3），發(fā)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)怠速時(shí)氣缸列1進(jìn)氣凸輪軸位置為-31.86°曲軸轉(zhuǎn)角，氣缸列2進(jìn)氣凸輪軸位置為3.00°曲軸轉(zhuǎn)角。正常情況下，這2個(gè)數(shù)據(jù)應(yīng)保持一致，且范圍為±3.00°曲軸轉(zhuǎn)角。由此可知，氣缸列1進(jìn)氣凸輪軸位置信號(hào)確實(shí)異常，推斷可能的故障原因有：配氣正時(shí)錯(cuò)誤；凸輪軸信號(hào)盤位置偏移；進(jìn)氣凸輪軸相位可變系統(tǒng)故障，如相位調(diào)節(jié)器損壞、機(jī)油控制閥卡滯等。

連接pico示波器（圖4），用4個(gè)通道同時(shí)測(cè)量氣缸列1和氣缸列2的進(jìn)氣凸輪軸位置傳感器和機(jī)油控制閥的信號(hào)波形。發(fā)動(dòng)機(jī)怠速時(shí)測(cè)得的信號(hào)波形如圖5所示，其中紅色波形為氣缸列1進(jìn)氣凸輪軸位置傳感器信號(hào)，綠色波形為氣缸列1進(jìn)氣凸輪軸機(jī)油控制閥信號(hào)，藍(lán)色波形為氣缸列2進(jìn)氣凸輪軸位置傳感器信號(hào)，黃色波形為氣缸列2進(jìn)氣凸輪軸機(jī)油控制閥信號(hào)，可以看出氣缸列1和氣缸列2的進(jìn)氣凸輪軸機(jī)油控制閥信號(hào)一致，但進(jìn)氣凸輪軸位置傳感器信號(hào)不一致，相差了約38°曲軸轉(zhuǎn)角；波形左移表示凸輪軸相位提前，說明氣缸列1進(jìn)氣凸輪軸相位比氣缸列2進(jìn)氣凸輪軸相位提前了約38°曲軸轉(zhuǎn)角。正常情況下，發(fā)動(dòng)機(jī)怠速時(shí)為了減小氣門重疊角，進(jìn)氣凸輪軸相位應(yīng)處于最大延遲位置，由此推斷氣缸列1機(jī)油控制閥卡在了提前位置，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，機(jī)油進(jìn)入氣缸列1相位調(diào)節(jié)器的提前腔，以致氣缸列1凸輪軸相位提前。

圖5 故障車發(fā)動(dòng)機(jī)怠速時(shí)進(jìn)氣凸輪軸位置傳感器和機(jī)油控制閥的信號(hào)波形（截屏）

圖6 機(jī)油控制閥電路

圖7 氣缸列1機(jī)油控制閥閥芯被異物卡滯

由圖6可知，機(jī)油控制閥的控制方式為負(fù)觸發(fā)，即發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元以占空比的形式為機(jī)油控制閥提供搭鐵信號(hào)。發(fā)動(dòng)機(jī)怠速時(shí)，人為短時(shí)間地為氣缸列1機(jī)油控制閥提供搭鐵信號(hào)，發(fā)現(xiàn)氣缸列1進(jìn)氣凸輪軸位置傳感器信號(hào)無(wú)變化，由此排除氣缸列1進(jìn)氣凸輪軸位置傳感器信號(hào)盤偏轉(zhuǎn)和配氣正時(shí)錯(cuò)誤的可能，說明氣缸列1機(jī)油控制閥卡滯。

拆檢氣缸列1機(jī)油控制閥，發(fā)現(xiàn)閥芯被異物卡滯（圖7）。取出異物，發(fā)現(xiàn)異物為密封膠，推斷該車之前在維修發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)密封膠掉入了機(jī)油道中。

故障排除取出氣缸列1機(jī)油控制閥閥芯中的異物，清洗機(jī)油控制閥和機(jī)油道后裝復(fù)試車，發(fā)動(dòng)機(jī)怠速運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、加速正常。再次測(cè)量進(jìn)氣凸輪軸位置傳感器和機(jī)油控制閥的信號(hào)波形（圖8），氣缸列1和氣缸列2的波形保持一致。再次讀取發(fā)動(dòng)機(jī)數(shù)據(jù)流93組數(shù)據(jù)（圖9），發(fā)動(dòng)機(jī)怠速時(shí)氣缸1和氣缸2的進(jìn)氣凸輪軸位置均為2.62°曲軸轉(zhuǎn)角，恢復(fù)正常。

故障總結(jié)怠速時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元不對(duì)進(jìn)氣凸輪軸相位進(jìn)行調(diào)節(jié)，進(jìn)氣凸輪軸相位本應(yīng)處于最大延遲位置，但由于氣缸列1的機(jī)油控制閥卡在了提前位置，從而使氣缸列1的進(jìn)氣凸輪軸相位實(shí)際處于提前位置，此時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元認(rèn)為氣缸列1進(jìn)氣凸輪軸位置傳感器信號(hào)不可信，存儲(chǔ)故障代碼P0341；而怠速時(shí)氣缸列1的進(jìn)氣凸輪軸相位過于提前，增大了氣門重疊角，使混合氣中的廢氣量過大，從而影響氣缸燃燒，發(fā)生失火。另外，對(duì)于V6發(fā)動(dòng)機(jī)，可以對(duì)比故障列氣缸和正常列氣缸的數(shù)據(jù)和波形來(lái)快速診斷故障。

圖9 正常車發(fā)動(dòng)機(jī)怠速時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)數(shù)據(jù)流93組數(shù)據(jù)（截屏）

圖8 正常車發(fā)動(dòng)機(jī)怠速時(shí)進(jìn)氣凸輪軸位置傳感器和機(jī)油控制閥的信號(hào)波形（截屏）