上海欣車匯實(shí)業(yè)有限公司 林創(chuàng)創(chuàng)

林創(chuàng)創(chuàng)，上海欣車匯實(shí)業(yè)有限公司首席技術(shù)營銷官，上海Tech Gear汽車診斷學(xué)院培訓(xùn)師，2次入選第45、46屆世界技能大賽汽車技術(shù)項(xiàng)目國家隊(duì)員，2018年榮獲中國技能大賽上海職業(yè)技能大賽汽車維修工項(xiàng)目第1名，2020年榮獲中華人民共和國第一屆職業(yè)技能大賽汽車技術(shù)項(xiàng)目第4名。

故障現(xiàn)象一輛2011款保時捷Panamera車，搭載M4640V發(fā)動機(jī)，累計(jì)行駛里程約為16萬km。該車組合儀表上的發(fā)動機(jī)故障燈異常點(diǎn)亮，且提示“發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng)故障”（圖1），發(fā)動機(jī)工作未見異常。

圖1 組合儀表上的顯示信息

故障診斷用故障檢測儀檢測，發(fā)動機(jī)控制單元（DME）中存儲有故障代碼“P0016 氣缸組1曲軸相對于進(jìn)氣凸輪軸的位置”（圖2）；記錄并清除故障代碼，故障代碼可以清除，但只要起動發(fā)動機(jī)，故障代碼就會再次存儲。

圖2 DME中存儲的故障代碼（截屏）

該車的發(fā)動機(jī)為V形6缸發(fā)動機(jī)，進(jìn)氣凸輪軸相位可調(diào)，排氣凸輪軸相位不可調(diào)。由于故障代碼P0016僅指向氣缸組1，因此暫時排除曲軸位置信號發(fā)生偏移的可能（若曲軸位置信號發(fā)生偏移，則氣缸組1和氣缸組2都會受到影響），推斷故障是由氣缸組1進(jìn)氣凸輪軸位置信號發(fā)生偏移引起的，可能的故障原因有：氣缸組1進(jìn)氣凸輪軸相位調(diào)節(jié)系統(tǒng)故障，包括機(jī)油壓力、相位調(diào)節(jié)電磁閥、相位調(diào)節(jié)執(zhí)行器等故障；氣缸組1進(jìn)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(dǎo)軌損壞；氣缸組1進(jìn)氣凸輪軸位置傳感器信號盤發(fā)生偏轉(zhuǎn)。

用故障檢測儀讀取怠速時的發(fā)動機(jī)數(shù)據(jù)流（圖3），發(fā)現(xiàn)氣缸組1和氣缸組2的實(shí)際進(jìn)氣凸輪軸角度均約為131°曲軸轉(zhuǎn)角，但氣缸組1的進(jìn)氣凸輪軸偏差（12.750°曲軸轉(zhuǎn)角）明顯比氣缸組2的進(jìn)氣凸輪軸偏差（﹣0.750°曲軸轉(zhuǎn)角）大，這可能就是DME存儲故障代碼P0016的原因。

圖3 故障車怠速時的發(fā)動機(jī)數(shù)據(jù)流（截屏）

用pico示波器同時測量發(fā)動機(jī)怠速時氣缸組1和氣缸組2的進(jìn)氣凸輪軸位置傳感器信號波形（圖4），發(fā)現(xiàn)氣缸組1進(jìn)氣凸輪軸位置傳感器信號波形的相位相對氣缸組2進(jìn)氣凸輪軸位置傳感器信號波形的相位延遲了約11.4°曲軸轉(zhuǎn)角（波形左移為相位提前，波形右移動為相位延遲），這與發(fā)動機(jī)數(shù)據(jù)流中的氣缸組1進(jìn)氣凸輪軸偏差（12.750°曲軸轉(zhuǎn)角）十分接近。再啟用pico示波器的2個通道同時測量氣缸組1和氣缸組2的進(jìn)氣凸輪軸相位調(diào)節(jié)電磁閥控制信號波形，發(fā)現(xiàn)2個控制信號波形一致；將氣缸組1進(jìn)氣凸輪軸相位調(diào)節(jié)電磁閥控制信號線對搭鐵短路，氣缸組1進(jìn)氣凸輪軸位置傳感器信號波形相位左移了48.53°曲軸轉(zhuǎn)角（圖5），即氣缸組1進(jìn)氣凸輪軸相位提前了48.53°曲軸轉(zhuǎn)角；將氣缸組2進(jìn)氣凸輪軸相位調(diào)節(jié)電磁閥控制信號線對搭鐵短路，氣缸組2進(jìn)氣凸輪軸位置傳感器信號波形相位左移了45.27°曲軸轉(zhuǎn)角（圖6），即氣缸組2進(jìn)氣凸輪軸相位提前了45.27°曲軸轉(zhuǎn)角。由此可見，氣缸組1和氣缸組2的進(jìn)氣凸輪軸相位調(diào)節(jié)范圍基本一致，這說明氣缸組1的進(jìn)氣凸輪軸相位調(diào)節(jié)系統(tǒng)能夠順暢運(yùn)行。

圖4 發(fā)動機(jī)怠速時氣缸組1和氣缸組2的進(jìn)氣凸輪軸位置傳感器信號波形（截屏）

圖5 將氣缸組1進(jìn)氣凸輪軸相位調(diào)節(jié)電磁閥控制信號線對搭鐵短路后的相關(guān)波形（截屏）

圖6 將氣缸組2進(jìn)氣凸輪軸相位調(diào)節(jié)電磁閥控制信號線對搭鐵短路后的相關(guān)波形（截屏）

網(wǎng)上搜索M4640V發(fā)動機(jī)氣缸組1進(jìn)氣凸輪軸鏈輪的圖片（圖7），發(fā)現(xiàn)鏈輪共有36個齒，那么1個齒對應(yīng)的曲軸轉(zhuǎn)角為360°÷36×2=20°。若鏈輪跳1個齒，則進(jìn)氣凸輪軸相位偏差為20°曲軸轉(zhuǎn)角。由于氣缸組1進(jìn)氣凸輪軸偏差為12.750°曲軸轉(zhuǎn)角，由此排除氣缸組1進(jìn)氣凸輪軸鏈輪“跳齒”的可能。診斷至此，將故障范圍縮小為正時鏈條松動或氣缸組1進(jìn)氣凸輪軸位置傳感器信號盤發(fā)生偏轉(zhuǎn)，接下來進(jìn)行拆檢確認(rèn)。

圖7 氣缸組1進(jìn)氣凸輪軸鏈輪

拆下發(fā)動機(jī)正時端蓋，檢查發(fā)現(xiàn)正時鏈條中間導(dǎo)軌上的塑料斷裂（圖8），且正時鏈條有明顯磨損，推斷故障是由此引起的。

圖8 正時鏈條中間導(dǎo)軌上的塑料斷裂

故障排除更換正時套件后試車，發(fā)動機(jī)故障燈熄滅，發(fā)動機(jī)運(yùn)行一切正常，故障排除。

故障總結(jié)在發(fā)動機(jī)室連接4根測試線，運(yùn)用pico示波器測量相關(guān)波形，通過分析波形不僅驗(yàn)證了故障代碼P0016的真實(shí)性，還排除了氣缸組1進(jìn)氣凸輪軸相位調(diào)節(jié)系統(tǒng)故障及氣缸組1進(jìn)氣凸輪軸鏈輪“跳齒”的可能，這使得接下來的拆檢工作更有針對性，大大提高了故障診斷效率。