一辆行驶里程约3.3万km的2012款日产英菲尼迪G37。用户反映:该车发动机怠速抖动,加速无力。
接车后:试车验证故障,故障现象确实存在,此外还发现发动机故障灯异常点亮。连接CONSULT-lII调取故障代码,故障代码为P0300----多缸缺火(图1)。分析可知,造成上述故障的原因可能有:火花塞故障、气缸压力不足、燃油压力不足、燃油喷射电路故障、喷油器故障、进气系统泄漏及点火电路故障等。
于是根据维修手册的诊断步骤,对上述故障点进行逐项检查,但未见异常,所有常规项目的检测结果都正常,故障排除陷入僵局。经过仔细思考后认为,可能是这款车采用的VVEL控制系统出了问题。用CONSULT- M查看相关数据流(图2),发现VVEL控制轴位置传感器B1的学习值为0.650 V, VVEL控制轴位置传感器B2的学习值为0.390 V,两者差别较大且均不在标准范围内(标准值应为500 mV±48 mV),数据流明显存在异常,说明VVEL系统存在故障。然而要排除VVEL系统故障,就需要对VVEL系统有所了解。
英菲尼迪VQ37HR发动机是从第四代VQ35发动机发展而来的,采用了VVEL(可变气门升程)技术,通过持续可变气门升程控制进气量,提高了燃油经济性和动力性,降低了排放。
VVEL系统包括VVEL执行器总成、驱动轴、偏心凸轮、连杆、摇臂、输出凸轮、控制轴及VVEL控制单元等机构(图3)。当VVEL控制单元收到发动机在高转速或大负荷等状态工作时,输出执行信号给VVEL执行器总成;执行器电动机通电,带动螺杆转动,套在螺杆上的螺套产生相应的横向移动,与螺套联动的机构使得控制轴逆时针或顺时针旋转一定角度,从而使套在控制轴上的摇臂的旋转中心随之上升或下降;摇臂通过偏心凸轮带动驱动轴做往复运动,驱动轴通过输出凸轮压住进气门做上下运动,从而达到改变气门升程的目的。(传动路线:电动机→螺杆→螺套→控制轴→摇臂→偏心凸轮→驱动轴→输出凸轮→进气门)
了解了VVEL系统结构,再结合故障现象分析,决定先检查VVEL执行器电动机。断开点火开关,断开VVEL执行器电动机导线侧连接器,检查VVEL执行器电动机端子1与端子2之间的电阻,结果测得Bl(左侧)为1.5Ω,B2(右侧)为1.6Ω;均正常(正常值约为1.6Ω),由此可知VVEL执行器电动机无异常。
根据图2中的数据流及对VVEL执行器电动机检测结果分析,认为是气缸体B1侧和B2侧VVEL控制轴位置传感器的位置角度发生偏差,导致了发动机故障灯异常点亮,并出现怠速抖动、加速无力等故障现象。于是决定对VVEL控制轴位置传感器进行检查。查阅相关资料可知,VVEL控制轴位置传感器被放置在VVEL执行器分总成上,用以检测控制轴的位置角度。在控制轴的边缘臂上安装有一块磁铁,磁铁随着轴臂旋转使磁场发生改变,最终使得传感器的输出电压发生改变。VVEL控制单元通过电压的改变,判断控制轴位置的实际活动角度并把信号传递给ECM。拆检VVEL控制轴位置传感器,也未见异常,判断故障可能是偶发的VVEL控制轴位置传感器位置角度异常所致,决定尝试对VVEL控制轴位置传感器进行初始化位置调节。
然而查阅维修手册得知,VVEL控制轴位置传感器初始位置调节必须在更换VVEL执行器分总成后执行;如果执行了此项调整程序,就应更换VVEL执行器总成。
然而此车的VVEL执行器总成是好的,只是怀疑VVEL控制轴位置传感器的位置角度存在异常,到底是调整还是不调整呢?故障排除陷入僵局。
经过与车主沟通,最终决定先对VVEL控制轴位置传感器进行初始化位置调节。
对VVEL控制轴位置传感器进行初始化位置调节后,用CONSULT-III监控调整后的数据流,发现已调校到正常值(图4)。再次调出故障代码,故障代码可清除。经过试车,确认车辆恢复正常。交车2周后对车主进行电话回访。据车主反映,车辆已行驶约200 km,故障未再出现。至此,故障彻底排除。
总结:该故障是VVEL控制轴位置传感器的角度发生偏差导致的。CONSULT-l读出的故障代码只是表面故障,让维修人员无法得到准确的故障信息,为故障的快速排除设置了障碍。维修人员经过分析,最终找到故障点,但维修手册中严重警告“不允许调整校准”,而要求更换VVEL执行器分总成。维修人员本着对技术的研究和对车主负责的精神,决定对VVEL控制轴位置传感器进行初始化位置调节,并最终调整成功,排除了故障。