2010年奧迪Q5發(fā)動(dòng)機(jī)故障

松原/叢君

車型：配置2.0 T F S I發(fā)動(dòng)機(jī)（CDNC）、0B5七速雙離合器變速器。

VIN：WAUCFD8R2AA××××××。

行駛里程：102000km。

故障現(xiàn)象：車輛在高速行駛過程中，發(fā)動(dòng)機(jī)突然出現(xiàn)抖動(dòng)現(xiàn)象，停車熄火后啟動(dòng)困難。發(fā)動(dòng)機(jī)勉強(qiáng)啟動(dòng)后，怠速運(yùn)轉(zhuǎn)不平穩(wěn)。

故障診斷：用VCDS診斷軟件，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元進(jìn)行自診斷檢查，結(jié)果記錄如下：

◆ 1 個(gè)故障碼:4096 - 曲軸位置與凸輪軸位置，P0016 00 [101] - 相關(guān)性; 汽缸列1傳感器A未確認(rèn) - 內(nèi)存清除后已測(cè)試

◆故障狀態(tài)：00000001

◆故障優(yōu)先級(jí)：2

◆故障頻率：1

◆里程：101959km

◆ 日期：2018.0×.××

◆時(shí)間：17:51:13

◆發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速：951.50r/min

◆標(biāo)準(zhǔn)負(fù)荷值：16.9%

◆車速：0km/h

◆冷卻液溫度：54℃

◆進(jìn)氣溫度：51℃

◆環(huán)境氣壓：9.8kPa

◆端子30電壓：12.839V

◆根據(jù)OBD的未學(xué)習(xí)計(jì)數(shù)器：40

◆就緒狀態(tài)：1110 0101

維修人員根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)自診斷故障碼及該車行駛里程超過100000km等情況，懷疑車輛在高速大負(fù)荷行駛時(shí)凸輪軸驅(qū)動(dòng)鏈條“跳齒”。于是，根據(jù)以往的維修經(jīng)驗(yàn)更換了正時(shí)鏈條組件，更換后故障沒有排除，故障現(xiàn)象及自診斷故障碼與處理之前相比沒有任何變化。維修人員反復(fù)驗(yàn)證了正時(shí)鏈條的裝配標(biāo)記，之后又相繼更換了曲軸位置傳感器G28、凸輪軸位置傳感器G40、進(jìn)氣凸輪軸調(diào)節(jié)電磁閥N205等部件，均無任何作用。

故障處理陷入困境后，通過維修資料學(xué)習(xí)了該款發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)原理。正時(shí)鏈條驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)如圖1所示。

自診斷故障碼指出的故障原因就是“曲軸與凸輪軸位置關(guān)系”不正確，該車曲軸位置傳感器G28檢測(cè)的是曲軸后部“60-2齒”靶輪的信號(hào)，凸輪軸位置傳感器G40檢測(cè)的是進(jìn)氣凸輪軸上的靶輪信號(hào)。為了進(jìn)一步驗(yàn)證故障信息，用示波器測(cè)量?jī)蓚€(gè)傳感器在怠速時(shí)的波形，如圖2、圖3所示。

┃ 圖1 正時(shí)鏈條驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)

┃ 圖2 故障車曲軸與凸輪軸信號(hào)相對(duì)關(guān)系

故障車曲軸位置傳感器“靶輪缺口”信號(hào)與凸輪軸位置傳感器“靶輪齒A”的上升沿信號(hào)之間相差2個(gè)曲軸靶輪齒（圖中綠色圈定的位置），而正常車相差13個(gè)曲軸靶輪齒。通過對(duì)比兩組波形圖可知：故障車的進(jìn)氣凸輪軸位置信號(hào)較正常車“提前”了11個(gè)曲軸靶輪齒。

┃ 圖3 正常車曲軸與凸輪軸信號(hào)相對(duì)關(guān)系

┃ 圖4 電氣系統(tǒng)控制原理

┃ 圖5 液壓調(diào)節(jié)原理

曲軸靶輪齒數(shù)是60個(gè)，每?jī)蓚€(gè)靶輪齒之間的對(duì)應(yīng)的曲軸轉(zhuǎn)角是6°，由此可知故障車的進(jìn)氣凸輪軸配氣相位比正常車“提前”了大約60°曲軸轉(zhuǎn)角。

曲軸鏈輪、凸輪軸鏈輪、正時(shí)鏈條之間的配氣正時(shí)安裝，經(jīng)過多次驗(yàn)證是沒有問題的，那么問題可能就出在“可變配氣正時(shí)系統(tǒng)”。

根據(jù)這款發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)造原理可知，進(jìn)氣凸輪軸配氣相位是根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的工況可以連續(xù)調(diào)節(jié)的。電氣系統(tǒng)控制原理如圖4所示.

發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元根據(jù)空氣流量傳感器、曲軸位置傳感器、凸輪軸位置傳感器、水溫傳感器等信息，通過占空比（PWM）控制流經(jīng)N205電磁閥的電流，進(jìn)而使電磁閥的閥芯觸動(dòng)控制閥的閥芯處于不同位置。

液壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)原理如圖5所示。

發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)油壓力通過單向閥作用在控制閥P通道，閥芯處于不同位置時(shí)改變A、B通道的機(jī)油壓力值，進(jìn)而改變凸輪軸調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)中A、B腔的機(jī)油壓力，使“內(nèi)轉(zhuǎn)子-進(jìn)氣凸輪軸”與“外轉(zhuǎn)子-凸輪軸鏈輪”有一定量的相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)進(jìn)氣凸輪軸的配氣相位“提前”或“滯后”的調(diào)節(jié)。

相關(guān)資料顯示，這款發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣凸輪軸的調(diào)節(jié)范圍是60°曲軸轉(zhuǎn)角，而故障車在怠速時(shí)比正常車的進(jìn)氣凸輪軸正好“提前”了60°曲軸轉(zhuǎn)角，由此可以證明故障點(diǎn)就在進(jìn)氣凸輪軸配氣相位調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)上。

由于該車已經(jīng)更換過了進(jìn)氣凸輪軸調(diào)節(jié)電磁閥N205，控制閥和內(nèi)外轉(zhuǎn)子組成的調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)成為“重點(diǎn)懷疑對(duì)象”。

用專用工具T10352/1拆下控制閥，如圖6所示。

┃ 圖6 拆卸控制閥

發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，凸輪軸調(diào)節(jié)電磁閥N205在發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元的控制下處于3個(gè)不同位置，滑閥芯在彈簧力的作用下與電磁閥芯直接接觸，被控制在：滯后、控制、提前3個(gè)位置。

仔細(xì)檢查發(fā)現(xiàn)，滑閥的閥芯中與電磁閥N205接觸部分的“堵蓋”向外移動(dòng)了約3～5mm的距離，如圖7所示。

┃ 圖7 對(duì)比視圖

正常情況下，發(fā)動(dòng)機(jī)在怠速工況時(shí)為保證怠速穩(wěn)定，減少進(jìn)排氣門疊開角度，進(jìn)氣的配氣相位向“滯后”方向調(diào)節(jié)。但由于閥芯堵蓋外移，堵蓋又是直接與N205電磁閥芯接觸的部件，這樣滑閥的閥芯就在怠速時(shí)被推動(dòng)到最里面的“提前”位置。進(jìn)氣凸輪軸可變配氣調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，在怠速時(shí)把進(jìn)氣的配氣相位向前調(diào)節(jié)到了最大值：60°曲軸轉(zhuǎn)角，此時(shí)進(jìn)排氣門同時(shí)開啟的時(shí)間增加，“機(jī)內(nèi)廢氣再循環(huán)”作用被發(fā)揮到最大，大量從排氣門排出的廢氣從進(jìn)氣門被吸入汽缸，引起了怠速不穩(wěn)的故障現(xiàn)象。更換滑閥總成后故障排除。

故障總結(jié)：故障處理要遵循“從簡(jiǎn)到繁、由表及里”的原則；故障處理陷入困境后，要盡快回到“原理分析、邏輯判斷”的軌道上，避免盲目換件。