2010 款雪佛蘭科魯茲車發(fā)動機
故障燈異常點亮、加速無力
余姚東江名車專修廠葉正祥
故障現(xiàn)象
一輛2010款雪佛蘭科魯茲車,搭載LDE發(fā)動機,累計行駛里程約為15萬km。該車發(fā)動機怠速運轉(zhuǎn)無明顯異常,但發(fā)動機故障燈長亮,且加速無力。故障診斷
用故障檢測儀檢測,發(fā)動機控制模塊(ECM)中存儲有3個故障代碼(圖1),分別為“P0016-00 曲軸位置-進氣凸輪軸位置不合理”“P0017-00 曲軸位置-排氣凸輪軸位置不合理”“P0341-00 進氣凸輪軸位置傳感器性能”;清除故障代碼,故障代碼可以清除,但只要起動發(fā)動機,故障代碼P0016-00和P0017-00就會再次存儲,由此推斷故障原因與發(fā)動機正時系統(tǒng)有關(guān)。圖1 ECM中存儲的故障代碼(截屏)
根據(jù)維修經(jīng)驗可知,該款發(fā)動機機油油路中的單向閥(圖2)容易受發(fā)動機高溫影響而損壞,從而導(dǎo)致機油壓力不足,影響進、排氣凸輪軸相位調(diào)節(jié)執(zhí)行器的工作,此時ECM會存儲故障代碼P0016-00和P0017-00。于是用機油壓力表測量發(fā)動機熱機、怠速時的機油壓力,約為180 kPa(圖3),高于130 kPa,機油壓力正常,由此排除單向閥損壞的可能。圖2發(fā)動機機油油路中的單向閥
圖3故障車熱機、怠速時的機油壓力
接著用pico示波器和壓力傳感器WPS500測量起動發(fā)動機時的氣缸壓力波形(圖4),發(fā)現(xiàn)排氣門打開時刻約為下止點(BDC)前20°(180°-160°=20°)曲軸轉(zhuǎn)角,進氣門關(guān)閉時刻約為下止點(BDC)后90°(630°-540°=90°)曲軸轉(zhuǎn)角,推斷進、排氣門的打開和關(guān)閉時刻均太晚。圖4故障車起動發(fā)動機時的氣缸壓力波形(截屏)
脫開進、排氣凸輪軸相位調(diào)節(jié)電磁閥導(dǎo)線連接器,用pico示波器測量發(fā)動機怠速時的正時波形(圖5,即進、排氣凸輪軸位置傳感器和曲軸位置傳感器信號的組合波形),與自己整理的正時波形庫中該款發(fā)動機的正時波形(圖6)對比可知,故障車排氣凸輪軸位置傳感器第1個窄齒信號上升沿與曲軸位置傳感器大齒缺信號下降沿之間相差約31.3°曲軸轉(zhuǎn)角,而正常車相差約17°曲軸轉(zhuǎn)角,說明故障車的排氣凸輪軸相位延遲了約14.3°曲軸轉(zhuǎn)角(波形右移為相位延遲,左移為相位提前);故障車進氣凸輪軸位置傳感器第2個窄齒信號上升沿與曲軸位置傳感器大齒缺信號下降沿之間相差約116.6°曲軸轉(zhuǎn)角,而正常車相差約100.9°曲軸轉(zhuǎn)角,說明故障車的進氣凸輪軸相位延遲了約15.7°曲軸轉(zhuǎn)角(波形右移為相位延遲,左移為相位提前)。由此可知,進、排氣凸輪軸相位均延遲了15°曲軸轉(zhuǎn)角左右,即進、排氣門打開和關(guān)閉時刻變晚,這與分析氣缸壓力波形得出的結(jié)論一致。另外,對比圖5和圖6還可以發(fā)現(xiàn),故障車和正常車的排氣凸輪軸位置傳感器第1個窄齒信號上升沿與進氣凸輪軸位置傳感器第2個窄齒信號上升沿之間的相位差基本一致,均為85°曲軸轉(zhuǎn)角左右,這說明進、排氣凸輪軸的相對位置是正確的,推斷曲軸的正時存在偏差。圖5故障車發(fā)動機怠速時的正時波形(截屏)
圖6正常車發(fā)動機怠速時的正時波形(截屏)
拆下發(fā)動機正時罩蓋,用專用工具校對發(fā)動機正時,發(fā)現(xiàn)進、排氣凸輪軸正時記號(圖7)和曲軸正時記號(圖8)均正常。既然外部正時記號均正常,懷疑曲軸與曲軸傳動輪的連接異常。該車曲軸與曲軸傳動輪通過半圓鍵連接,仔細檢查發(fā)現(xiàn)連接部位有明顯的間隙(圖9)。拆下曲軸傳動輪,發(fā)現(xiàn)半圓鍵損壞(圖10)。由此推斷,曲軸傳動輪的半圓鍵損壞,導(dǎo)致曲軸與曲軸傳動輪的位置發(fā)生偏轉(zhuǎn),此時即使外部正時記號正常,也會使實際發(fā)動機正時出現(xiàn)偏差,從而引發(fā)該車故障。圖7進、排氣凸輪軸正時記號
圖8曲軸正時記號
圖9曲軸與曲軸傳動輪的連接部位有明顯間隙
圖10曲軸傳動輪的半圓鍵損壞
故障排除
更換曲軸傳動輪,重新校對發(fā)動機正時后試車,發(fā)動機故障燈不再異常點亮,且加速有力,故障排除。
故障總結(jié)
當出現(xiàn)以下情況時,即使發(fā)動機正時記號正確,ECM也會存儲曲軸位置與凸輪軸位置不合理類的故障代碼。
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曲軸傳動輪與曲軸位置發(fā)生偏轉(zhuǎn)。這會同時影響曲軸位置與進、排氣凸輪軸位置的關(guān)系。
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進、排氣凸輪軸傳動輪與凸輪軸位置發(fā)生偏轉(zhuǎn)。哪個凸輪軸傳動輪與凸輪軸位置發(fā)生偏轉(zhuǎn),只會影響這個凸輪軸位置與曲軸位置的關(guān)系。
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曲軸位置傳感器信號盤發(fā)生偏轉(zhuǎn)。發(fā)生這種情況時,發(fā)動機的實際機械正時是準確的,只是ECM接收的曲軸位置信號錯誤,而發(fā)生第1種情況時,發(fā)動機的實際機械正時是錯誤的。因此,發(fā)生這種情況,發(fā)動機的正時波形是錯誤的,但氣缸壓力波形是正常的。
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進、排氣凸輪軸位置傳感器信號盤發(fā)生偏轉(zhuǎn)。這種情況與第3種情況類似,此時發(fā)動機的正時波形是錯誤的,但氣缸壓力波形也是正常的。
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