余姚東江名車專修廠 葉正祥

故障現(xiàn)象一輛2010款雪佛蘭科魯茲車，搭載LDE發(fā)動(dòng)機(jī)，累計(jì)行駛里程約為15萬km。該車發(fā)動(dòng)機(jī)怠速運(yùn)轉(zhuǎn)無明顯異常，但發(fā)動(dòng)機(jī)故障燈長亮，且加速無力。

故障診斷用故障檢測儀檢測，發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊（ECM）中存儲(chǔ)有3個(gè)故障代碼（圖1），分別為“P0016-00 曲軸位置-進(jìn)氣凸輪軸位置不合理”“P0017-00 曲軸位置-排氣凸輪軸位置不合理”“P0341-00 進(jìn)氣凸輪軸位置傳感器性能”；清除故障代碼，故障代碼可以清除，但只要起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，故障代碼P0016-00和P0017-00就會(huì)再次存儲(chǔ)，由此推斷故障原因與發(fā)動(dòng)機(jī)正時(shí)系統(tǒng)有關(guān)。

圖1 ECM中存儲(chǔ)的故障代碼（截屏）

根據(jù)維修經(jīng)驗(yàn)可知，該款發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)油油路中的單向閥（圖2）容易受發(fā)動(dòng)機(jī)高溫影響而損壞，從而導(dǎo)致機(jī)油壓力不足，影響進(jìn)、排氣凸輪軸相位調(diào)節(jié)執(zhí)行器的工作，此時(shí)ECM會(huì)存儲(chǔ)故障代碼P0016-00和P0017-00。于是用機(jī)油壓力表測量發(fā)動(dòng)機(jī)熱機(jī)、怠速時(shí)的機(jī)油壓力，約為180 kPa（圖3），高于130 kPa，機(jī)油壓力正常，由此排除單向閥損壞的可能。

圖2 發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)油油路中的單向閥

圖3 故障車熱機(jī)、怠速時(shí)的機(jī)油壓力

接著用pico示波器和壓力傳感器WPS500測量起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)的氣缸壓力波形（圖4），發(fā)現(xiàn)排氣門打開時(shí)刻約為下止點(diǎn)（BDC）前20°（180°-160°=20°）曲軸轉(zhuǎn)角，進(jìn)氣門關(guān)閉時(shí)刻約為下止點(diǎn)（BDC）后90°（630°-540°=90°）曲軸轉(zhuǎn)角，推斷進(jìn)、排氣門的打開和關(guān)閉時(shí)刻均太晚。脫開進(jìn)、排氣凸輪軸相位調(diào)節(jié)電磁閥導(dǎo)線連接器，用pico示波器測量發(fā)動(dòng)機(jī)怠速時(shí)的正時(shí)波形（圖5，即進(jìn)、排氣凸輪軸位置傳感器和曲軸位置傳感器信號(hào)的組合波形），與自己整理的正時(shí)波形庫中該款發(fā)動(dòng)機(jī)的正時(shí)波形（圖6）對比可知，故障車排氣凸輪軸位置傳感器第1個(gè)窄齒信號(hào)上升沿與曲軸位置傳感器大齒缺信號(hào)下降沿之間相差約31.3°曲軸轉(zhuǎn)角，而正常車相差約17°曲軸轉(zhuǎn)角，說明故障車的排氣凸輪軸相位延遲了約14.3°曲軸轉(zhuǎn)角（波形右移為相位延遲，左移為相位提前）；故障車進(jìn)氣凸輪軸位置傳感器第2個(gè)窄齒信號(hào)上升沿與曲軸位置傳感器大齒缺信號(hào)下降沿之間相差約116.6°曲軸轉(zhuǎn)角，而正常車相差約100.9°曲軸轉(zhuǎn)角，說明故障車的進(jìn)氣凸輪軸相位延遲了約15.7°曲軸轉(zhuǎn)角（波形右移為相位延遲，左移為相位提前）。由此可知，進(jìn)、排氣凸輪軸相位均延遲了15°曲軸轉(zhuǎn)角左右，即進(jìn)、排氣門打開和關(guān)閉時(shí)刻變晚，這與分析氣缸壓力波形得出的結(jié)論一致。另外，對比圖5和圖6還可以發(fā)現(xiàn)，故障車和正常車的排氣凸輪軸位置傳感器第1個(gè)窄齒信號(hào)上升沿與進(jìn)氣凸輪軸位置傳感器第2個(gè)窄齒信號(hào)上升沿之間的相位差基本一致，均為85°曲軸轉(zhuǎn)角左右，這說明進(jìn)、排氣凸輪軸的相對位置是正確的，推斷曲軸的正時(shí)存在偏差。

圖4 故障車起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)的氣缸壓力波形（截屏）

圖5 故障車發(fā)動(dòng)機(jī)怠速時(shí)的正時(shí)波形（截屏）

圖6 正常車發(fā)動(dòng)機(jī)怠速時(shí)的正時(shí)波形（截屏）

拆下發(fā)動(dòng)機(jī)正時(shí)罩蓋，用專用工具校對發(fā)動(dòng)機(jī)正時(shí)，發(fā)現(xiàn)進(jìn)、排氣凸輪軸正時(shí)記號(hào)（圖7）和曲軸正時(shí)記號(hào)（圖8）均正常。既然外部正時(shí)記號(hào)均正常，懷疑曲軸與曲軸傳動(dòng)輪的連接異常。該車曲軸與曲軸傳動(dòng)輪通過半圓鍵連接，仔細(xì)檢查發(fā)現(xiàn)連接部位有明顯的間隙（圖9）。拆下曲軸傳動(dòng)輪，發(fā)現(xiàn)半圓鍵損壞（圖10）。由此推斷，曲軸傳動(dòng)輪的半圓鍵損壞，導(dǎo)致曲軸與曲軸傳動(dòng)輪的位置發(fā)生偏轉(zhuǎn)，此時(shí)即使外部正時(shí)記號(hào)正常，也會(huì)使實(shí)際發(fā)動(dòng)機(jī)正時(shí)出現(xiàn)偏差，從而引發(fā)該車故障。

圖7 進(jìn)、排氣凸輪軸正時(shí)記號(hào)

圖8 曲軸正時(shí)記號(hào)

圖9 曲軸與曲軸傳動(dòng)輪的連接部位有明顯間隙

圖10 曲軸傳動(dòng)輪的半圓鍵損壞

故障排除更換曲軸傳動(dòng)輪，重新校對發(fā)動(dòng)機(jī)正時(shí)后試車，發(fā)動(dòng)機(jī)故障燈不再異常點(diǎn)亮，且加速有力，故障排除。

故障總結(jié)當(dāng)出現(xiàn)以下情況時(shí)，即使發(fā)動(dòng)機(jī)正時(shí)記號(hào)正確，ECM也會(huì)存儲(chǔ)曲軸位置與凸輪軸位置不合理類的故障代碼。

（1）曲軸傳動(dòng)輪與曲軸位置發(fā)生偏轉(zhuǎn)。這會(huì)同時(shí)影響曲軸位置與進(jìn)、排氣凸輪軸位置的關(guān)系。

（2）進(jìn)、排氣凸輪軸傳動(dòng)輪與凸輪軸位置發(fā)生偏轉(zhuǎn)。哪個(gè)凸輪軸傳動(dòng)輪與凸輪軸位置發(fā)生偏轉(zhuǎn)，只會(huì)影響這個(gè)凸輪軸位置與曲軸位置的關(guān)系。

（3）曲軸位置傳感器信號(hào)盤發(fā)生偏轉(zhuǎn)。發(fā)生這種情況時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)際機(jī)械正時(shí)是準(zhǔn)確的，只是ECM接收的曲軸位置信號(hào)錯(cuò)誤，而發(fā)生第1種情況時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)際機(jī)械正時(shí)是錯(cuò)誤的。因此，發(fā)生這種情況，發(fā)動(dòng)機(jī)的正時(shí)波形是錯(cuò)誤的，但氣缸壓力波形是正常的。

（4）進(jìn)、排氣凸輪軸位置傳感器信號(hào)盤發(fā)生偏轉(zhuǎn)。這種情況與第3種情況類似，此時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)的正時(shí)波形是錯(cuò)誤的，但氣缸壓力波形也是正常的。