發(fā)動機正時相位故障探析

萊蕪/殷傳亮

一、常見的故障范圍

◆發(fā)動機正時錯齒

◆VVT執(zhí)行機構(gòu)或VVT電磁閥、油路堵塞

◆電路故障或發(fā)動機控制模塊故障

◆不常見的故障原因

二、常見的故障診斷方法

目前針對正時相關(guān)的故障碼普遍采用的維修方案是拆檢 ，有時候診斷儀的相關(guān)數(shù)據(jù)流會進(jìn)入保護模式鎖定VVT的相位調(diào)節(jié)，進(jìn)一步加大了我們對該故障的診斷難度。

三、系統(tǒng)原理相關(guān)傳感器的原理回顧

曲軸位置傳感器信號波形與實際觸發(fā)齒對應(yīng)關(guān)系圖如圖1所示。

信號齒和波形對照（tu5發(fā)動機），如圖2、圖3所示。

霍耳傳感器原理回顧，如圖4～圖6所示。

四、故障案例

案例1：

一輛凱旋行駛中急加油時發(fā)動機故障燈點亮，油門失效，中低速沒有明顯的故障現(xiàn)象，怠速稍微有一點抖。

該車更換過VVT電磁閥，按照凱旋快訊做了清洗，檢查了機油，未發(fā)現(xiàn)問題。決定利用示波器看一下曲軸位置傳感器和凸輪軸位置傳感器的相位關(guān)系，如圖7、圖8所示。正常車相位關(guān)系如圖9～圖11所示。

故障點如圖12所示。

案例2：

◆C5 ES9A P1335故障

◆啟動正常，發(fā)動機怠速抖動，加速無力

◆類似于三元催化器堵塞的故障現(xiàn)象

◆發(fā)動機故障燈沒有點亮

診斷故障碼為P1335進(jìn)氣凸輪軸位置故障（前列或后列汽缸）。凸輪軸的相位波形如圖15所示。

查看相關(guān)的數(shù)據(jù)流發(fā)現(xiàn)同步信號為否，如圖13所示。

正常車的數(shù)據(jù)如圖14所示。

根據(jù)故障碼和數(shù)據(jù)流的對比發(fā)現(xiàn)發(fā)動機的VVT控制系統(tǒng)處于應(yīng)急關(guān)閉狀態(tài)，導(dǎo)致發(fā)動機在加速時進(jìn)氣不足，動力下降。

連接示波器觀察發(fā)動機的曲軸和

┃ 圖1 曲軸位置傳感器信號波形與實際觸發(fā)齒對應(yīng)關(guān)系圖

┃ 圖2 信號齒和波形對照

正常車的相位波形如圖16所示。波形說明如圖17和圖18所示。

通過分析相位波形圖發(fā)現(xiàn)故障車的兩凸輪軸信號的相位關(guān)系相差約10°左右，檢測到兩凸輪軸的相位不同步，報出P1335故障碼，切斷了VVT系統(tǒng)的工作。

┃ 圖3 實車驗證

┃ 圖4 霍耳傳感器原理

┃ 圖5 實車驗證（EP6發(fā)動機）

┃ 圖6 實車波形

┃ 圖7 故障車怠速時的相位關(guān)系

┃ 圖8 故障車相位關(guān)系和數(shù)據(jù)流相吻合

┃ 圖9 正常車的相位關(guān)系

┃ 圖10 正常車怠速時的相位關(guān)系

┃ 圖11 正常車急加速時的相位關(guān)系

┃ 圖12 故障點

┃ 圖13 數(shù)據(jù)流

┃ 圖14 正常車數(shù)據(jù)流

┃ 圖15 曲軸和凸輪軸相位波形

┃圖16 正常車相位波形

┃ 圖18 放大局部后對比

┃ 圖19 定位孔碎裂

┃ 圖21 修復(fù)后的相位波形

┃ 圖20 定位銷傾斜

┃ 圖22 原地加油的個性化數(shù)據(jù)（凸輪軸位置9～36）

┃ 圖23 路試加速個性化數(shù)據(jù)（凸輪軸位置-5～36）

由波形圖我們發(fā)現(xiàn)發(fā)動機的正時系統(tǒng)出現(xiàn)了一奇怪的現(xiàn)象，后列汽缸的凸輪軸和曲軸的相位正常，而前列汽缸的凸輪軸和曲軸的相位不正常，延遲了10 °左右。為了解開謎底我們進(jìn)行了發(fā)動機正時的校對。

檢查的結(jié)果是發(fā)動機的正時定位準(zhǔn)確沒有出現(xiàn)錯齒情況。是什么原因才能造成前列凸輪軸相位延遲10 °左右呢？經(jīng)過多次的推理論證我們把故障點懷疑到凸輪軸和正時齒輪的定位上。

拆下前列進(jìn)氣凸輪軸的正時齒輪發(fā)現(xiàn)了問題，如圖19、圖20所示。

故障點終于找到了。是什么原因?qū)е露ㄎ讳N發(fā)生傾斜，一般有以下原因：①產(chǎn)品質(zhì)量問題；②人為原因。經(jīng)過詢問車主回憶說以前拆過這個正時輪，可能安裝不到位導(dǎo)致的。經(jīng)過長期的使用，定位銷把凸輪軸的定位槽擠掉一塊，導(dǎo)致正時輪相對于凸輪軸順時針旋轉(zhuǎn)了10 °左右，也就是說凸輪軸的信號波形相對于曲軸的相位晚了10 °左右，這和我們通過波形圖分析的完全一致。

更換VVT正時輪和凸輪軸后，按照標(biāo)準(zhǔn)工藝安裝后，故障碼消除，波形恢復(fù)正常，試車加速有力，怠速平穩(wěn)，VVT也恢復(fù)正常。

截取了相關(guān)的個性化參數(shù)奉獻(xiàn)大家，如圖21～圖23所示。