一辆行驶里程仅有4600km,发动机配置了CVVT(连续可变气门正时)系统的北京现代1.6L伊兰特。车主称:该车正常行驶时发动机故障灯突然点亮,加速抖动,行驶无力,松开加速踏板后发动机有时自然熄火,再次启动车辆时怠速状态下发动机抖动很大,似乎有缸不工作。
接车后首先用诊断仪进行了检测,故障码为P 0016,曲轴位置-凸轮轴位置相互关系错误 (1排传感器 A)。故障码清除后故障灯熄灭,启动车辆故障现象又出现。查阅维修手册对此故障码的说明,此车的曲轴位置传感器(CKPS)是磁感应式传感器,通过安装在曲轴上的信号轮旋转产生电压信号,ECM利用CKPS信号计算发动机转速,控制点火时间和喷油时间,失火情况,CVVT 可变正时工作;凸轮轴位置传感器(CMPS)是霍尔传感器,它利用霍尔元件检测凸轮轴位置, CMPS配合CKPS可以检测1缸上止点位置,CKPS和CMPS产生同步的信号传递给ECM,ECM使用CKPS和CMPS的信号进行点火及喷射时刻的控制,如果CKPS和CMPS之间的同步大于界限值,ECM记录故障码P0016。可能产生故障的原因如下:
◆ 连接不良
◆ 机油污染 / 油路堵塞
◆ CKPS、CMPS 故障
◆ 机油控制阀 (OCV) 故障
◆ CVVT 执行器
◆ ECM 故障
通过诊断仪测得波形图如图 1所示(图 2 为维修手册标准波形图)。从两图比较分析来看,图 1 中的 CMPS 信号和 CKPS 的信号错开了 1 2 个齿左右,显示不同步,信号波形平滑,没有毛刺,说明传感器信号没有间断、短路或断路,这就排除了线束接触不良、CKPS和 CMPS 的故障。
接下来观察故障状态下的数据流,如图 3 所示,在数据流中发 现 了 CVVT 的 状 态 显 示 为“ OFF”,这是失效保护状态的显示,1 缸 调 整 角(CKP 和 CMP-1 之间角度)为 441°,正常情况下诊断仪的数据流中, CVVT 状态应该 显 示 为“ON”,1 缸 调 整 角 大约为 124°。
这里先简述一下 CVVT 的失效保护与传统的固定式凸轮轴进排气门开启关闭的角度不同,CVVT 系统可以连续调整凸轮轴最佳进排气门开启或关闭的角度。CVVT 执行器有发动机机油压力调整控制。发动机机油压力由机油控制阀(OCV)控制,OCV 中有个电磁阀,则又由 ECM 以 PWM 方式控制,控制的占空比是根据发动机的负荷大小而决定的。如果实际 CVVT 转动的角度和目标转动的角度相差超过3°,ECM 便会控制 CVVT 进入失效保护状态,禁止 CVVT 执行器转动。在诊断仪中,CVVT 的状态显示为“ OFF”,其他的数据则按实际发生的数据显示,可见故障就是由 CVVT 系统引起的。
按照先易后难的维修原则,首先检查 OCV,因为 OCV 安装在缸盖的后部靠外侧,只有一个螺丝固定,便于拆卸安装。拆卸下 OCV后便发现阀芯竟然卡在最顶端的位置,压缩着回位弹簧,这是最大提前状态,而在没有油压的时候阀芯应该在回位弹簧的作用下回到初始的位置,可见明显的不对。在怠速状态下,为了稳定发动机的燃烧,OCV 控制的机油流向执行器的延时室内,CVVT 处于延时状态,而实际阀芯卡滞在了顶端的位置,如图 4 所示。
顶端的位置是处于提前状态的油压位置。使用小平口螺丝刀轻轻的拨动几下阀芯,“ 啪”的一声,在回位弹簧的作用下,阀芯回到原始没有油压的位置。接着用清洗剂清洗 OCV,反复拨动阀芯看是否再次发卡,确认阀芯在 OCV 里活动自如后,再用气枪吹干,安装上去,清除故障码,启动车辆,故障灯熄灭,怠速状态下发动机运转平稳,观察数据流 CVVT 状态显示为“ON”, 1 缸调整角大约为 122.8°,如图 5 所示。路试车辆加速有力,故障解决。
故障总结:这例案例充分利用了几种诊断方式相结合的方法。首先用检测仪读取故障码。确定了可能造成故障产生的几个原因;利用波形图分析排除了几个导致故障产生的配件,缩小了诊断的范围;接着观察数据流进行分析,基本确定产生故障的三个方面,最后再根据维修经验,遵循先易后难的检查原则直接找到具体的故障点。问题虽然不是很大,维修过程也没有经过波折,但这种维修方法对解决一些不常见的故障还是值得借鉴的。