2015款路虎極光車發動機故障燈異常點亮

南京中捷汽車銷售服務有限公司 劉貴壘

故障現象一輛2015款路虎極光車，搭載2.0 L渦輪增壓發動機，累計行駛里程約為9萬km。車主反映，起動發動機時，發動機有異響，發動機順利起動后，組合儀表上發動機故障燈點亮。經過維修人員仔細排查，發現進氣凸輪軸正時鏈輪中止動銷損壞，更換進氣凸輪軸正時鏈輪后，發動機異響消失，但發動機故障燈仍然點亮。維修人員懷疑發動機正時鏈條沒有安裝好，重新校準了一遍發動機正時，但是發動機故障燈仍然點亮，于是找到筆者請求技術支援。

故障診斷接車后首試車驗證故障現象，起動發動機，組合儀表上的發動機故障燈長亮。連接故障檢測儀（SDD）讀取故障代碼，發動機控制模塊內存儲有故障代碼“P0016-76 曲軸位置-凸輪軸位置相關性-氣缸組1傳感器A-安裝位置錯誤”“P0017-76 曲軸位置-凸輪軸位置相關性-氣缸組1傳感器B-安裝位置錯誤”（圖1）。根據故障代碼的提示，初步判定為發動機正時系統故障，分析認為造成故障的可能原因有：凸輪軸正時鏈輪中止動銷脫落；凸輪軸信號齒安裝位置偏移；曲軸位置傳感器安裝不正確；發動機正時鏈條安裝錯誤。鑒于該車剛剛更換過進氣凸輪軸正時鏈輪，懷疑發動機正時鏈條安裝錯誤的可能性非常大，決定先檢查發動機正時系統。可以先通過示波器測量曲軸位置傳感器、凸輪軸位置傳感器信號波形，以及檢查發動機加速情況來判斷發動機正時系統是否正常。

圖1 讀取到的故障代碼（截屏）

圖2 故障車的曲軸位置傳感器和凸輪軸位置傳感器信號波形（截屏）

圖3 正常車的的曲軸位置傳感器和凸輪軸位置傳感器信號波形（截屏）

連接PICO示波器，測得故障車的進、排氣凸輪軸位置傳感器和曲軸位置傳感器信號波形如圖2所示，測得正常車的進、排氣凸輪軸位置傳感器和曲軸位置傳感器信號波形如圖3所示。將故障車的信號波形和正常車的信號波形進行對比，在故障車的信號波形中，A點到B點有8個波形，A點到C點有13個波形，進、排氣凸輪軸位置傳感器信號波形完全重合；而在正常車的信號波形中，A點到B點及A點到C點均有10.5個波形，進、排氣凸輪軸位置傳感器信號波形完全重合，說明故障車的進、排氣凸輪軸相對位置正確，其與曲軸相對位置錯誤。快速踩下加速踏板，發現發動機加速無力，且發動機轉速上升緩慢；松開加速踏板，發動機轉速下降緩慢，并且發動機轉速降至約1 100 r/min時會停留一下，此時發動機轉速下降變得更加緩慢。通過上述檢查，判斷發動機正時可能存在錯誤，要求維修人員再次校準發動機正時。鑒于曲軸位置傳感器的安裝位置可以調節，維修人員首先將曲軸位置傳感器的安裝位置調至最上端和最下端，發現曲軸位置傳感器信號波形相對凸輪軸位置傳感器信號波形只能移動0.5個波形，與正常的信號波形相比，仍然相差2個波形，排除曲軸位置傳感器安裝不正確的可能。

由于校準發動機正時工作量比較大，本次檢查維修人員更加仔細，對于可能出現問題的部位都進行了認認真真的檢查，檢查進、排凸輪軸鏈輪中的止動銷，沒有松動、脫落及損壞現象；檢查進、排氣凸輪軸信號齒，進、排氣凸輪軸信號齒沒有斷裂，且位置沒有偏移；按照標準流程重新安裝發動機正時鏈條，裝配完畢后試車，故障依舊。仔細想想影響發動機正時的因素，難道是進、排氣凸輪軸可變正時調節閥的故障？分析進、排氣凸輪軸可變正時調節電磁閥只有滿足一定條件才會工作，為了排除進、排氣凸輪軸可變正時調節電磁閥的故障，維修人員檢查進、排氣凸輪軸可變正時調節電磁閥及其線路，也未發現異常。

重新整理之前的維修思路，發現只剩曲軸位置信號齒沒有檢查了。該車的曲軸帶輪由外部附件帶輪和中心輪組成，外部附件帶輪與中心輪之間通過橡膠連接，曲軸位置信號齒與中心輪呈硬性連接。維修人員使用發動機正時專用工具校準過發動機正時多次，正常情況下，曲軸位置信號齒與曲軸位置傳感器之間的位置應該也是正確的。那么會不會是曲軸位置信號齒與中心輪之間的位置發生偏移，帶著這個疑問，筆者將發動機正時專用工具再次安裝到曲軸帶輪上，計算從曲軸位置信號齒上缺齒處逆時針至曲軸位置傳感器處的齒數，故障車有24個齒，而正常車僅有21個齒。同時在發動機正時罩蓋上選擇了一條愣線做為參考點，從曲軸位置信號齒上缺齒處逆時針數故障車的第4個齒與選擇的參考點對齊（圖4），而正常車的第1個齒與之對齊（圖5），果然驗證了自己的想法。由于曲軸位置信號齒與中心輪之間的位置發生了偏移，雖然發動機正時校準正確，但是曲軸位置傳感器實際監測信號是錯誤的，從而造成發動機故障燈異常點亮，由此確定故障為曲軸位置信號齒位置偏移。

圖4 故障車的曲軸位置信號齒

圖5 正常車的曲軸位置信號齒

故障排除由于曲軸位置信號齒與曲軸帶輪集成為一體，更換曲軸帶輪，重新校準發動機正時，清除故障代碼后反復試車，發動機故障燈不再點亮，至此，故障徹底排除。

故障總結通過本次案例得到的啟發如下：曲軸位置信號齒偏移故障與發動機正時校準錯誤故障非常相似，維修人員誤認為發動機正時沒有校準好，從而浪費了大量的維修時間；人為因素或二次維修導致的故障往往比較多，且排查起來也比較困難；對比中國維修工與西方維修工的故障診斷思路，西方維修工通常會制定一套嚴格的檢查流程，這對于故障排除是非常有效的，缺點是有時相對簡單的問題同樣花費較長的排查時間，中國維修工則往往憑經驗去維修，雖然有時節省了大量時間，但是常常會遺漏一些重要的環節，從而造成不必要的重復檢查；怎樣把兩者有效地結合起來，這是我們在故障排查過程中需要經常思考的。