迈腾2.0TSI 发动机配气正时故障判断方法

背景

VIN：LFV3A23C0××××××××。车型：迈腾2.0T配置CBL发动机。行驶里程：90000km。

现象

发动机启动困难，组合仪表中EPC报警灯常亮

方案

用诊断仪检查，故障码如图1所示。 检查与凸轮轴位置传感器G40 信号数据流，如图2 所示。 91 组数据中：3 区为凸轮轴调整目标值，4 区为凸轮轴调整实际值。正常情况下这两区数值随发动机转速变化而变化，且两区之间数值相差很小。 而此车在发动机转速变化时两区数值始终显示28.0°曲轴转角，无变化。 通过自诊断故障码及数据流分析，该车的故障点应该在配气机构或配气相位调节系统。 故障排除：正时链条张紧器损坏，导致配气正时错误。 迈腾轿车发动机（2.0TSI 和1.8TSI）配气机构简介：发动机共有三根链条，是曲轴用来驱动机油泵、平衡轴及进排气凸轮轴的，如图3 所示。 链传动系统包括：3 个曲轴传动链轮，4 个张紧器和5个导向装置。链传动运行安静且磨损小，需要空间更小，传递效率高达99%。 INA 凸轮轴调节系统原理：机油泵通过凸轮轴轴承座为轴承、正时调节装置供油，如图4 所示。 进气凸轮轴调节阀 N205 及一个单向阀和一个滤网整合在凸轮轴调节装置的压力油管内。 进气凸轮轴的调节范围是60°曲轴转角。发动机关闭后凸轮锁定在延迟位置，弹簧锁销完成此功能，当油压超过50kPa 锁销释放。调节单元的转子与进气凸轮轴相连，四位三通阀整合到凸轮轴内。这种设计确保在冷启动或怠速以及高油温条件下都有很高的调节率。 发动机控制单元J623 利用占空比PWM 信号控制N205，实现进气配气相位的滞后或提前调节，从而达到提高功率、扭矩和运转平顺性以及降低排放之目的。 迈腾发动机配气系统常见故障： 01 配气正时链条张紧器损坏，造成正时链条“跳齿”，配气正时错乱。 链条的使用使迈腾发动机配气系统实现了免维护，无需定时更换正时皮带等正时组件。但是，如果用户在使用过程中不能正确保养，也会造成故障。 由于链条张紧器是利用机油压力来张紧正时链条的，所以如果机油压力不正常会造成张紧器的损坏，如图5所示。 能够造成上述现象的，机油压力方面的原因有机油液面不足。车辆在正常使用的情况下，会有一定的机油消耗。这部分消耗是必要的，一部分机油用于润滑发动机活塞而进入燃烧室烧掉，还会有少量机油以机油蒸汽的形式通过曲轴箱强制通风系统（PCV）进入燃烧室。所以用户必须经常检查机油液面，尤其是在长途行驶之前。本文中前述的故障案例，原因就是车辆长途行驶后，机油液面不足，造成了正时链条张紧器机油压力不足，链条的反作用力将张紧器内的单向啮合锁块损坏。油底壳磕碰变形，堵塞集滤器造成机油压力不足，引起正时链条张紧器故障。或由于碰撞造成机油泵壳体裂纹，引发故障。 02 进气凸轮轴调节阀故障造成可变配气相位调节错误。 车辆由于保养不善，机油油道中有杂质，进气凸轮轴调节阀被划伤或卡滞（如图6 所示）。 控制单元J623 通过N205 电磁阀调节配气相位时，用于检测进气凸轮轴位置的“凸轮轴位置传感器G40”检测到配气相位的调整量与控制单元J623 的目标值不同。控制单元设置故障码，同时点亮发动机故障灯。 03 发动机维修过程中，曲轴正时链轮安装错位造成配气系统故障。 迈腾发动机正时链轮与曲轴定位方式为轴端面齿啮合（如图7 所示），容易安装错误。 固定螺栓松动后转动曲轴也容易造成正时链轮定位错误。正时链轮正确的定位方式如图8 所示。 判断迈腾EA88 系列发动机配气正时故障： 01 通过数据流定性判断故障。当控制单元J623 检测到曲轴位置传感器G28 与凸轮轴位置传感器G40 相对位置不正确时，设置故障码。同时停止配气相位调节，91 组数据流中的凸轮轴调整的规定值和实际值固定不动，如图9 所示。 正常车辆相应数据流的曲线如图10 所示。 02 通过示波器测量曲轴位置传感器G28 和凸轮轴位置传感器G40信号的相对位置，定量地判断故障。 正常车辆波形图如图11 所示。 错误的正时波形图如图12 所示。 通过波形可以判断出曲轴与进气凸轮轴错了多少度曲轴转角（此例中正时差了36°曲轴转角）。 由发动机结构决定，通过直接观察链条标记的方法来判断正时故障是很困难的。而示波器测量G28 与G40波形的方法在实际维修作业中具有可操作性。 故障总结：迈腾的发动机配气机构采用了正时链条传动，无需定时更换正时皮带，可实现免维护。但是，如果保养不善、使用不当，也会造成配气正时故障。通过自诊断数据流的分析和测量发动机转速传感器及凸轮轴位置传感器波形可以分析和确认故障。