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)動機，累計行駛里程約為15萬km。該車發(fā)動機怠速運轉(zhuǎn)無明顯異常，但發(fā)動機故障燈長亮，且加速無力。

故障診斷用故障檢測儀檢測，發(fā)動機控制模塊（ECM）中存儲有3個故障代碼（圖1），分別為“P0016-00 曲軸位置-進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，但只要起動發(fā)動機，故障代碼P0016-00和P0017-00就會再次存儲，由此推斷故障原因與發(fā)動機正時系統(tǒng)有關。

圖1 ECM中存儲的故障代碼（截屏）

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

圖2 發(fā)動機機油油路中的單向閥

圖3 故障車熱機、怠速時的機油壓力

接著用pico示波器和壓力傳感器WPS500測量起動發(fā)動機時的氣缸壓力波形（圖4），發(fā)現(xiàn)排氣門打開時刻約為下止點（BDC）前20°（180°-160°=20°）曲軸轉(zhuǎn)角，進氣門關閉時刻約為下止點（BDC）后90°（630°-540°=90°）曲軸轉(zhuǎn)角，推斷進、排氣門的打開和關閉時刻均太晚。脫開進、排氣凸輪軸相位調(diào)節(jié)電磁閥導線連接器，用pico示波器測量發(fā)動機怠速時的正時波形（圖5，即進、排氣凸輪軸位置傳感器和曲軸位置傳感器信號的組合波形），與自己整理的正時波形庫中該款發(fā)動機的正時波形（圖6）對比可知，故障車排氣凸輪軸位置傳感器第1個窄齒信號上升沿與曲軸位置傳感器大齒缺信號下降沿之間相差約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）；故障車進氣凸輪軸位置傳感器第2個窄齒信號上升沿與曲軸位置傳感器大齒缺信號下降沿之間相差約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、排氣凸輪軸相位均延遲了15°曲軸轉(zhuǎn)角左右，即進、排氣門打開和關閉時刻變晚，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個窄齒信號上升沿與進氣凸輪軸位置傳感器第2個窄齒信號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、排氣凸輪軸的相對位置是正確的，推斷曲軸的正時存在偏差。

圖4 故障車起動發(fā)動機時的氣缸壓力波形（截屏）

圖5 故障車發(fā)動機怠速時的正時波形（截屏）

圖6 正常車發(fā)動機怠速時的正時波形（截屏）

拆下發(fā)動機正時罩蓋，用專用工具校對發(fā)動機正時，發(fā)現(xiàn)進、排氣凸輪軸正時記號（圖7）和曲軸正時記號（圖8）均正常。既然外部正時記號均正常，懷疑曲軸與曲軸傳動輪的連接異常。該車曲軸與曲軸傳動輪通過半圓鍵連接，仔細檢查發(fā)現(xiàn)連接部位有明顯的間隙（圖9）。拆下曲軸傳動輪，發(fā)現(xiàn)半圓鍵損壞（圖10）。由此推斷，曲軸傳動輪的半圓鍵損壞，導致曲軸與曲軸傳動輪的位置發(fā)生偏轉(zhuǎn)，此時即使外部正時記號正常，也會使實際發(fā)動機正時出現(xiàn)偏差，從而引發(fā)該車故障。

圖7 進、排氣凸輪軸正時記號

圖8 曲軸正時記號

圖9 曲軸與曲軸傳動輪的連接部位有明顯間隙

圖10 曲軸傳動輪的半圓鍵損壞

故障排除更換曲軸傳動輪，重新校對發(fā)動機正時后試車，發(fā)動機故障燈不再異常點亮，且加速有力，故障排除。

故障總結(jié)當出現(xiàn)以下情況時，即使發(fā)動機正時記號正確，ECM也會存儲曲軸位置與凸輪軸位置不合理類的故障代碼。

（1）曲軸傳動輪與曲軸位置發(fā)生偏轉(zhuǎn)。這會同時影響曲軸位置與進、排氣凸輪軸位置的關系。

（2）進、排氣凸輪軸傳動輪與凸輪軸位置發(fā)生偏轉(zhuǎn)。哪個凸輪軸傳動輪與凸輪軸位置發(fā)生偏轉(zhuǎn)，只會影響這個凸輪軸位置與曲軸位置的關系。

（3）曲軸位置傳感器信號盤發(fā)生偏轉(zhuǎn)。發(fā)生這種情況時，發(fā)動機的實際機械正時是準確的，只是ECM接收的曲軸位置信號錯誤，而發(fā)生第1種情況時，發(fā)動機的實際機械正時是錯誤的。因此，發(fā)生這種情況，發(fā)動機的正時波形是錯誤的，但氣缸壓力波形是正常的。

（4）進、排氣凸輪軸位置傳感器信號盤發(fā)生偏轉(zhuǎn)。這種情況與第3種情況類似，此時發(fā)動機的正時波形是錯誤的，但氣缸壓力波形也是正常的。