检修描述:一辆2016款大众速腾,搭载CPD发动机,累计行驶里程约为18万km。车主反映,随着天气变冷,冷起动后发动机易熄火,且温度越低越容易熄火。
故障检测:接车后试车,由于是热机状态,故障没有出现。用故障检测仪检测,无故障代码存储。停放一段时间后试车,起动发动机,发动机运行几秒后开始抖动,随后发动机熄火。再次用故障检测仪检测,仍无故障代码存储。
用pico示波器同时测量曲位信号(曲轴位置传感器信号线上的电压)、进气歧管绝对压力信号(进气歧管绝对压力/温度传感器压力信号线上的电压)、4缸COP点火信号(将COP点火探头贴放在4缸点火线圈上)及喷油电流(从发动机控制单元端找到4个气缸的喷油器控制线,然后用电流钳一起钳住)的波形。发动机从起动到熄火的相关波形如图1所示,可以看到,起动发动机后,随着发动机转速下降至1 000 r/min以下,进气歧管压力开始慢慢升高,异常;随后发动机转速波动明显,接着发动机熄火,但熄火前有点火和喷油信号。
同时测量曲位信号、进气歧管压力信号、进气凸轮轴调节阀电流及节气门位置信号(节气门位置传感器信号线上的电压)。发动机从起动到熄火的相关波形如图2所示,可以看到,进气歧管压力升高时,节气门位置并没有发生变化,而进气凸轮轴调节阀开始工作,发动机转速出现明显波动,当发动机转速降低至快要熄火时,进气凸轮轴调节阀停止工作,发动机转速又迅速升高,以此反复3次后,发动机熄火。
同时测量曲位信号、凸位信号(凸轮轴位置传感器信号线上的电压)及进气凸轮轴调节阀电流。发动机从起动到熄火的相关波形如图3所示,
放大区域A的波形(图4),此时进气凸轮轴调节未工作,可以看到,凸位第2个宽齿信号的上升沿与大齿缺的下降沿对齐。
放大区域B的波形(图5),此时进气凸轮轴调节工作,可以看到,凸位第2个宽齿信号的上升沿相对大齿缺的下降沿左移了约6.5个曲位靶轮齿位。
曲位靶轮上共60个齿位,曲轴旋转1圈为360°,1个曲位靶轮齿位对应6°曲轴转角,因此进气凸轮轴调节工作后,进气凸轮轴相位提前(波形左移表示相位提前)了约39°(6.5×6°=39°)曲轴转角,接近最大调节角度(进气凸轮轴调节阀控制占空比高达80%)。
正常情况下,由于怠速时的废气流惯性不足,为提高充气效率,防止废气倒流入进气管,需要减小气门重叠角,而该车怠速时就将进气凸轮轴相位提前接近最大角度,且发动机工作异常,因此推断该车进气凸轮轴相位调节异常。脱开进气凸轮轴调节阀导线连接器后试车,发动机不再自动熄火,由此确定故障是由进气凸轮轴相位调节异常引起的。
故障排除:为什么发动机控制单元会主动控制进气凸轮轴调节阀工作呢?首先怀疑发动机正时存在偏差。拆检进气凸轮轴调节阀,没有卡滞。用专用工具重新校对发动机正时(图6)后试车,发动机不再自动熄火,故障排除。
维修小结:故障排除后测量曲位与凸位信号波形(图7),发现凸位第2个宽齿信号的上升沿相对大齿缺的下降沿左移了半个齿位(对应3°曲轴转角)。
对比图4可知,故障车的凸位延迟了3°曲轴转角,该角度偏差虽没有导致发动机控制单元存储与发动机正时相关的故障代码(如P0016),但却让发动机控制单元控制进气凸轮轴调节阀异常工作。