一辆2009年产北京现代伊兰特轿车,搭载1.6 L CVVT发动机,行驶里程13万km。用户反映该车发动机故障灯亮,但行驶无异常。
检查分析:维修人员检测发动机控制单元,发现有进气及喷油控制系统的故障提示(图1)。发动机怠速运转时,观察进气歧管气压、节气门开度和喷油修正量,发现从这些数据中看不出什么问题来。根据这种情况分析认为,故障码的出现,一种可能是偶发性的,另一种可能是要有某种特定的条件。
进一步观察发现,后氧传感器的信号被屏蔽(图2),原来该车在怠速时问题就已经存在了。可是观察此时发动机的冷却液温度、进气温度、节气门位置、前氧传感器信号和发动机的输出扭矩,都是正常的(图3)。此时发动机控制单元为何要在未检测到后氧传感器失效的情况下,就屏蔽了它的信号呢?
从喷油控制上看,怠速时的长、短期喷油修正量都是很低的(图4),即使是部分负荷区的长期喷油修正量也不算高。这样的控制状态,按常理说是不应该有问题的。在准备观察进气气压时,发现凸轮轴的相位,突然从666.41°变成了127.36°(图5)。持续观察一段时间,发现该相位始终在这2个数值之间跳变,且在间隔时间上没有任何规律。那么这2个数据中只能有1个是正确的。
从该帧数据中可以看到,凸轮相位的4号调整值为666.34°,该值对应2缸的进气凸轮相位。如果凸轮轴相位按127.36°考虑的话,那么2缸进气凸轮的最大升程相位就应为666.34°+127.36°+25.58°=819.28°,去除发动机工作循环值720°,实际相位为99.28°。如果是这样的话,问题就来了。在这种情况下,2缸的凸轮相位与1缸的调换了,它们之间的相位差是180°。由于发动机控制单元是根据凸轮相位来控制喷油的,所以当1缸进气时,1缸喷油器不喷油,而2缸喷油器却喷油。由此可见127.36°这个数值是错的。
发动机控制单元按照错误的凸轮相位数据控制喷油时,2缸喷油器喷出的燃油要从进气歧管绕道后,才能进入1缸,其他缸的情况也以此类推。这样一来,喷油相位在正确与错误之间随机跳变,混合气浓度必然出现异常,这就难怪发动机控制单元会屏蔽后氧传感器的信号。接下来的问题是,凸轮轴相位数据为何会出现错误。
分析发现,如果做一个简单的计算,666.41°+180°-720°= 126.41°,与127.36°十分接近。这说明凸轮轴相位数据的2个跳变值之间恰好相差180°,也就是说多出来的异常数据,是正常信号反相的结果。由于凸轮轴位置传感器本身是不可能产生反相信号的,所以问题应在发动机控制单元上。
故障排除:更换发动机控制单元,试车确认故障排除。
相关资料:2012年北京现代伊兰特[G4EC] 1.5 DOHC MPI原厂维修手册