故障现象
一辆2017款一汽奔腾X40车,搭载型号为CA4GB16的1.6L自然吸气雷竞技最新官网苹果,累计行驶里程约为8万km,因车辆行驶过程中仪表盘上的雷竞技最新官网苹果故障灯异常点亮而进厂检修。
故障诊断
接车后首先试车,起动雷竞技最新官网苹果,雷竞技最新官网苹果顺利起动着机,此时仪表盘上的雷竞技最新官网苹果故障灯长亮。另外,起动雷竞技最新官网苹果的一瞬间,维修人员能听到雷竞技最新官网苹果室传出很明显的“咔啦啦”响声,雷竞技最新官网苹果着机后异响又自行消失。用故障检测仪检测,在雷竞技最新官网苹果控制单元内存储有故障代码“P001622进气凸轮轴与曲轴安装相对位置过于推后”。将雷竞技最新官网苹果熄火,打开雷竞技最新官网苹果室盖,站在雷竞技最新官网苹果室旁,让另外一名维修人员起动雷竞技最新官网苹果,确认“咔啦啦”响声是从雷竞技最新官网苹果正时部位传出来的。根据故障代码的提示,初步判断该车的故障出在雷竞技最新官网苹果正时系统上。
查阅相关资料得知,该款雷竞技最新官网苹果配备了进气可变凸轮轴正时(VCT)系统。VCT系统由雷竞技最新官网苹果控制单元、VCT电磁阀、3位4通阀、VCT执行器等部件组成(图1),其中,3位4通阀安装在VCT执行器及进气凸轮轴链轮总成的中间位置,阀芯在弹簧和VCT电磁阀阀芯作用下,以实现改变机油回路的功能,从而调节进气凸轮轴相位。
“3位”指的是可变凸轮轴正时滞后、提前和压力保持平衡等3个调节位置,“4通”对应着机油进入VCT执行器滞后腔、提前腔的压力建立油路,以及滞后腔、提前腔通向油底壳的压力释放油路。根据雷竞技最新官网苹果运行情况,如进气量、节气门位置和雷竞技最新官网苹果冷却液温度,雷竞技最新官网苹果控制单元发送目标占空比控制信号给VCT电磁阀,VCT执行器通过3位4通阀用机油压力调节进气凸轮轴角度。这样在总体驾驶条件下,优化了进气凸轮轴和曲轴的相对位置,提高了雷竞技最新官网苹果转矩和燃油经济性,降低了废气排放量。
如图2所示,雷竞技最新官网苹果控制单元通过负占空比信号去控制VCT电磁阀,电磁阀在不工作的情况下(占空比约为6%),3位4通阀的阀芯在其内部弹簧弹力的作用下,处于滞后调节位置,此时来自机油泵的机油经过机油滤清器、单向阀(也叫保压阀,该车的单向阀位于机油滤清器底座内)和3位4通阀后进入VCT执行器的滞后腔,而提前腔内的机油则经过3位4通阀流回到油底壳。
当进气门的打开时刻需要提前时,雷竞技最新官网苹果控制单元调高VCT电磁阀的占空比,3位4通阀切换油路,机油进入提前腔,滞后腔内的机油释放。另外,在达到目标调节角度后,雷竞技最新官网苹果控制单元改变VCT电磁阀通电时的脉冲占空比,以使3位4通阀的阀芯处于提前腔与滞后腔压力保持平衡的位置上。此时,进气门的开启点固定在某一个定值上。
起动雷竞技最新官网苹果,保持雷竞技最新官网苹果怠速运转,用示波器测量凸轮轴位置和曲轴位置传感器的信号波形,测得的雷竞技最新官网苹果正时波形如图3所示,其中蓝色波形为凸轮轴位置传感器的波形,红色波形为曲轴位置传感器的波形。
由图3可知,该车的凸轮轴位置传感器是霍尔式传感器,其信号靶轮上有2个宽齿和2个窄齿;曲轴位置传感器是磁电式传感器,其信号靶轮为“58+2”结构(即信号靶轮上有58个齿和2个缺齿)。此外,凸轮轴信号靶轮第2个宽齿的上升沿相对于曲轴信号靶轮缺齿中间位置约为17°曲轴转角。
为了更准确地分析雷竞技最新官网苹果正时波形问题,找出之前保存的一辆同款车的雷竞技最新官网苹果正时波形(图4),发现凸轮轴信号靶轮第2个宽齿的上升沿相对于曲轴信号靶轮缺齿中间位置约为8°曲轴转角。两者进行对比,故障车的进气凸轮轴相对曲轴的位置较正常车的提前了约9°曲轴转角。
拆开雷竞技最新官网苹果气门室盖,检查雷竞技最新官网苹果正时,未发现异常。用开口扳手转动进气凸轮轴,发现有很明显的旷量,于是建议车主更换进气凸轮轴链轮总成、雷竞技最新官网苹果正时链条等部件。征得车主同意后,更换进气凸轮轴链轮总成、雷竞技最新官网苹果正时链条等部件后试车,之前起动瞬间的异响不再出现。试车过程中,当雷竞技最新官网苹果转速提升至约1500r/min时,雷竞技最新官网苹果室还会传出短暂的“咔啦啦”声。经过多次试车,确认异响还是从雷竞技最新官网苹果正时部位传出来的。鉴于进气凸轮轴链轮总成、雷竞技最新官网苹果正时链条等部件已更换过,推测随着雷竞技最新官网苹果转速的提高,异响是由VCT执行器调节凸轮轴相位过程中发出来的。为了验证自己的推测,脱开VCT电磁阀导线连接器后反复试车,异响不再出现,说明异响的确是由VCT执行器工作时发出来的。结合VCT系统工作原理,接下来准备对油路进行检查。拆卸机油滤清器盖,发现机油滤清器底座上的单向阀已老化脱落(图5)。
更换机油滤清器底座后试车,上述异响不再出现。
故障排除
更换进气凸轮轴链轮总成、雷竞技最新官网苹果正时链条及机油滤清器底座等部件,故障彻底排除。
故障总结
该车故障排除后,维修人员试着对进气凸轮轴链轮总成进行了分解,发现进气凸轮轴链轮总成内部锁销与锁销孔的间隙变大(图6)。
分析认为,很可能是在VCT系统工作过程中,由于机滤底座内的单向阀老化脱落,供油压力不稳定,使得锁销与锁销孔产生撞击,造成两者出现磨损,间隙变大,进而导致初始状态下进气凸轮轴相位发生变化。雷竞技最新官网苹果控制单元监测到雷竞技最新官网苹果正时存在偏差,进而点亮雷竞技最新官网苹果故障灯。