2018款奔馳GLA200車行駛中發動機抖動

上海志華汽車科技有限公司 耿家啟

故障現象一輛行駛里程僅為4 300 km的2018款奔馳GLA200越野車（裝備M270.910渦輪增壓發動機），車主反映，該車在行駛中發動機異常抖動并伴隨有異響，儀表盤上的發動機故障燈閃爍，車輛加速無力。

故障診斷接車后首先試車驗證故障現象，起動發動機，發動機怠速運轉平穩，儀表盤上的發動機故障燈點亮；原地踩加速踏板，當發動機轉速上升至1 500 r/min～1 800 r/min時，發動機出現猶如某個氣缸失火一樣的抖動，且伴隨著“咔咔”的異響；嘗試行車，發現發動機進入緊急模式，加速無力。連接故障檢測儀對車輛進行快速測試，發現在發動機控制單元內存儲有故障代碼“P003D 53 Camtronic（可變氣門升程系統）進氣（氣缸列1）調節電磁閥1卡在接通狀態，該部件已停用”、故障代碼“P0026 00 進氣凸輪軸電磁閥（氣缸列1）存在功能故障”和故障代碼“P005A 77 Camtronic排氣（氣缸列1）調節電磁閥1存在功能故障或卡在關閉狀態，不能達到指定位置”。結合故障癥狀和故障代碼進行分析，認為該車故障為發動機凸輪軸調節功能故障。為進一步縮小故障范圍，筆者首先清除故障代碼，再次試車驗證故障癥狀，故障重現，再次讀取故障代碼，僅讀取到當前狀態故障代碼P003D53。

圖1 Camtronic可變氣門升程部件

圖2 進氣凸輪軸氣門行程切換促動實驗（截屏）

查詢奔馳原廠車間信息系統（WIS）得知，奔馳M270.910渦輪增壓發動機可變氣門升程系統（Camtronic）的進氣凸輪軸由傳統的凸輪軸調節器和Camtronic可變氣門升程部件組成。凸輪軸由載體軸和空心凸輪件組成，每個凸輪件由2個相鄰的液壓缸驅動，凸輪件有低升程和高升程2種形狀，具體哪種形狀的凸輪件參與工作取決于凸輪件的縱向位置（圖1）。當發動機需要變換不同形狀的凸輪件時，進氣凸輪軸氣門升程切換促動器（Y49/8）通過液壓驅動柱塞，柱塞推動凸輪套件向兩端延伸，當凸輪軸旋轉時，可動凸輪件在縱向方向滑動并與正在工作的凸輪進行替換。在發動機怠速運轉且發動機冷卻液溫度達到約80 ℃的促動前提下，使用原廠診斷軟件XENTRY，通過ME（發動機控制單元）中的“操縱”菜單對進氣凸輪軸氣門行程切換促動元件進行促動測試，發動機怠速運轉時進氣凸輪軸氣門升程切換促動器（Y49/8）的狀態是小氣門沖程，正常；當進行促動時，Y49/8變成大氣門沖程，但偶爾會跳轉出小氣門沖程的值，甚至會出現數字130（圖2），此時出現發動機抖動和異響的故障現象。由于ME可以成功對Y49/8進行促動測試，因此可以排除ME和Y49/8之間的線路存在故障的可能，從而可以進一步把故障范圍縮減到Y49/8元件、控制柱塞的機油壓力及進氣凸輪軸等故障。按照由簡到繁的故障診斷原則，由于該車為行駛里程還不到5 000 km的新車，對其機油進行目檢、觸檢、嗅檢，確認機油狀態良好；快速將易于拆解的Y49/8和同款車型對調試驗，故障癥狀沒變化，且故障車的Y49/8在同款車上工作良好，由此可以排除Y49/8元件本身有故障的可能性；由于柱塞機油壓力來自于凸輪軸調節器的控制電磁閥，而可變氣門正時系統可以正常工作，在理論上也可以排除機油壓力存在異常的可能性。于是決定拆檢進氣凸輪軸，拆檢進氣凸輪軸（圖3）后發現，在進氣凸輪軸A位置的空心凸輪件可以輕松地進行軸向切換，異常（正常情況下，空心凸輪件需要施加很大的力才可實現軸向運動），而在進氣凸輪軸B位置則需要施加很大的力空心凸輪件才進行軸向切換，正常，由此判定該車故障為進氣凸輪軸損壞。

故障排除更換進氣凸輪軸后，發現使用ME中的“操縱”菜單已經無法進入對Y49/8的促動界面，需通過ME中的“檢測”菜單進入部件檢測引導程序（圖4）。經測試發現，發動機怠速運轉時，Y49/8的狀態為“小氣門沖程”；激活促動時，發動機轉速約為1 200 r/min，Y49/8的狀態變為“大氣門沖程”；路試車輛，發動機不再抖動，異響消失，加速正常，儀表盤上的發動機故障燈熄滅，故障徹底排除。

圖3 故障車進氣凸輪軸

圖4 通過ME“檢測”菜單進入部件檢測引導程序（截屏）