◆文/北京 通用老中醫
別克英朗發動機故障燈點亮
◆文/北京 通用老中醫
一輛行駛了133 500km的上海通用別克英朗轎車,因動力系統故障進廠維修,車主反映發動機故障燈點亮。
接車后對車輛進行試車,發動機怠速運轉正常。連接故障診斷儀進行電腦檢測,顯示故障碼P0016:曲軸位置—進氣凸輪軸位置不合理;P0017:曲軸位置—排氣凸輪軸位置不合理,故障狀態為當前。
查閱維修手冊有關故障碼的解釋,發動機運行時,凸輪軸位置執行器系統啟用發動機控制模塊(ECM)以改變凸輪軸正時,來自發動機控制模塊的進氣和排氣凸輪軸位置執行器電磁閥信號,是經過脈寬調制(PWM)的信號。發動機控制模塊通過控制電磁閥的接通時間,以控制進氣和排氣凸輪軸位置執行器電磁閥的占空比。進氣和排氣凸輪軸位置執行器電磁閥用控制機油流量施加壓力的方法控制凸輪軸的提前或延遲。發動機控制模塊使用曲軸位置傳感器、進氣和排氣凸輪軸位置執行器電磁閥傳感器信息來監測曲軸和凸輪軸位置之間的相關性。
設置故障診斷碼的條件:發動機控制模塊檢測到進氣或排氣凸輪軸位置執行器電磁閥相對于曲軸有大于10°的提前或10°的延遲。在設置故障診斷碼前,用一個故障診斷儀觀察期望和實際的凸輪軸角度參數,可能有助于排除故障是否由某一個特定的凸輪軸或曲軸正時造成的。
以下情況也可能導致此故障診斷碼設置:
1.凸輪軸位置執行器電磁閥控制電路對搭鐵短路。
2.檢查發動機最近是否進行了機械系統的維修。凸輪軸、凸輪軸執行器、凸輪軸位置傳感器、曲軸位置傳感器或正時皮帶安裝不當。
3.曲軸端隙過大會導致設置此故障診斷碼。
4.凸輪軸執行器處于最大提前或延遲位置。
5.曲軸變磁阻轉子與上止點(TDC)的相關性被改變。
根據維修手冊上的故障碼診斷信息進行分析,此發動機的配氣相位存在問題。如果當配氣相位偏差較大時,發動機的真空度會低于正常值(國標規定57~71kPa),為了便于操作,首先觀察進氣壓力傳感器(MAP)的數據,根據“大氣壓力=進氣壓力+真空度的絕對值”的公式,數據流顯示大氣壓力:100kPa(正常);進氣壓力:32kPa(正常)。本著由外到內的原則,外圍已經檢查完畢,開始對正時系統拆檢。拆下正時側蓋,用專用工具校對正時齒輪記號,結果正常(圖1);拆下氣門室蓋,用專用工具校對凸輪軸位置,結果正常(圖2)。

圖1 校對正時齒輪記號

圖2 校對凸輪軸位置
至此維修陷入僵局。將車輛狀態恢復,在發動機怠速運轉時,重新查看數據流時發現故障碼P0016和P0017的故障狀態是當前,故障碼無法清除。查看手冊關于發動機VVT系統的工作特點,見表1。

表1 發動機VVT系統的工作特點
根據表1的內容分析,VVT系統在發動機怠速運轉時是不參與工作的,排除了VVT執行器出問題的可能,而同時顯示進氣和排氣兩側的故障很有可能是曲軸位置傳感器信號和實際的曲軸正時位置不同步造成的。查看此車的維修記錄,發現此車在過保后便再也沒有在4S店做過維修和保養。此故障出現前一個月,在一家修理廠更換過正時皮帶,行駛大約200km后故障燈點亮,為了解決故障已經先后在多家修理廠進行過維修和檢測,一直都沒有解決。通過與車主的溝通分析此故障的產生原因很有可能是人為造成的,加上之前的判斷和分析,故障點被鎖定在更換正時皮帶時所拆裝過的零部件。對漲緊器進行檢查(正常),對正時惰輪檢查(正常),當檢查到曲軸皮帶輪的時候發現花鍵槽磨損嚴重,表面已經呈現出金屬的光澤(圖3),檢查曲軸皮帶輪的背面發現有曲軸正時齒輪的印痕(圖4)。

圖3 花鍵槽磨損嚴重

圖4 背面有曲軸正時齒輪的印痕
在檢查曲軸正時齒輪和曲軸花鍵槽時發現驚奇一幕,正時齒輪和曲軸上的花鍵槽均磨掉一塊(圖5)。至此故障原因已經找到,并跟之前的分析是一致的。此時有兩種維修方案。
方案一:由于此車行駛里程較高,加之來4S店保養記錄不全,同時為了保證一次性修復率,建議更換原廠發動機曲軸、曲軸正時齒輪,曲軸皮帶輪和大、小瓦軸承,以及在修理廠更換的非原廠正時皮帶和漲緊輪。由于費用較高車主表示不能接受。
方案二:為了降低維修費用,更換原廠曲軸正時齒輪、曲軸皮帶輪、正時皮帶和漲緊輪,同時對曲軸花鍵槽進行機加工修復。此方案沒有質保,但車主同意接受本方案。

圖5 正時齒輪和曲軸上的花鍵槽被磨損
車輛修復竣工清除故障碼后,進行路試車輛各功能使用正常,路試結束后電腦檢測無故障碼,發動機數據流顯示無異常,故障徹底排除。
在對故障車輛進行診斷時,往往是人為的故障最難診斷,因其沒有規律可循。只能憑借對故障元件的測量和對數據的分析進行判斷。在維修后我們不禁要思考,曲軸和正時齒輪為什么花鍵會磨損呢?這個問題不難分析,由于在更換正時皮帶時曲軸皮帶輪沒有對準花鍵槽便被安裝上了,再加上螺絲沒有緊到規定的力矩,行駛里程稍長便導致了元件的異常磨損和變形。這是一個由路邊修理廠的修理工制造的故障,建議廣大車主盡量多選擇去正規的4S店進行維修和保養,千萬不要等故障解決不了再來4S店維修,到時候花費高昂的維修費用就得不償失了。
專家點評 —李玉茂
作者詳細分析故障碼P0016、P0017的生成條件,彰顯作者的工作細致和技術功底,我非常贊同。
作者看到曲軸皮帶輪的兩個平面和花鍵槽均有磨損,這是皮帶輪與曲軸相對轉動所致,花鍵失去止推作用,皮帶輪與曲軸由靜配合變成間隙配合。皮帶輪后面是曲軸正時鏈輪,同樣因緊固力不夠,隨著發動機轉速提高和降低,鏈輪與曲軸相對轉動,鏈輪上的花鍵與曲軸上的花鍵槽沖擊擠壓,兩敗俱傷,急劇損壞。應更換正時鏈輪,拆卸曲軸對花鍵槽補焊和加工,修復汽車配件幾十年采用這種方法,能保證質量,但對鉗工技術要求高,花鍵槽的位置絕對不能有偏差。如要求配件完好如初或不考慮修理費用,更換曲軸也是一種選項。作者介紹兩種修理方法請車主選擇,是正確的。
本案例故障原因是安裝正時鏈輪未對正、曲軸前端螺栓未按規定扭矩擰緊。我認為安裝正時鏈輪的要點是:①測量正時鏈輪的內徑與軸徑尺寸、花鍵與花鍵槽的寬度尺寸應符合過渡配合,不得有磨損;②裝入正時鏈輪時應將花鍵對準,不得損壞花鍵和花鍵槽;③從維修手冊查閱該螺栓的規定扭矩;④使用經計量部門檢定,在有效期內,扭矩范圍適合的扭矩扳手;⑤在緊固時鎖住曲軸使之不得轉動。
部分客戶選擇經營執照齊全的修理廠、店(二類、三類)修車,說明具有一定市場和優勢,例如路程近、費用低,修理店的修車費用低是因管理成本低而來,而不是修車質量低而來,對于承修的車輛應執行國家標準和汽車制造商標準。另有無照經營的修理行為,甚至是來有影去無蹤的地攤,政府不允許存在,客戶修車不受《消費者權益保護法》保護。