背景
2010 款奥迪A6L 行驶里程:364600km。
现象
因为该车发动机烧机油,在当地一家规模较大的综合性车修理厂大修了发动机,修完后发动机废气灯亮,尾气难闻,怠速时发动机还伴有咕咕的响声,有抖动症状,加速无力。然后此家修理厂请了专修大众高手对该车进行检测,怀疑VVT执行器及电磁阀损坏,并进行了更换,结果问题还是没有解决。由于没有找到原因,只好又将车辗转到一家资深奥迪品牌专业4S店检查,试换了一些部件,最终没有任何结果,故障照旧。给予答复是需要进一步拆检,修理厂这时考虑到车主急需要用车,最后修理厂给笔者打来了电话,希望将车开到我们店来检测。车进厂后,发动机确实抖动,尾气很臭,仪表盘废气灯亮,并且发动机左下部机油散热器与发动机机体结合处漏机油。
分析
连接诊断仪
VAS6160A,01发动机电控系统报故障码,如图所示。
根据故障码内容是汽缸列2 凸轮轴位置传感器与曲轴位置传感器分配不正确。维修技师怀疑正时有错,开始检查正时。先打开发动机两边气门室盖,如图所示。
用T40133 专用工具给两边凸轮轴定位,T40069 给曲轴定位,检查正时是对的。我们先来学习一下关于VVT 工作原理,进气凸轮轴调节器可实现无级调节,其工作原理是液压摆动叶片调节器,调节范围为42°曲轴角,发动机停止时由锁止销锁定在滞后位置;排气凸轮轴调节器可实现无级调节,工作原理与进气凸轮轴调节器相同,调节范围为42°曲轴角且锁止在提前位置上,通过回位弹簧回位凸轮轴调节器的控制阀,螺栓从上面拧在缸盖上的。凸轮轴位置通过4 个霍尔传感器来识别。凸轮轴调节电磁阀:凸轮轴的调节由4 个调节电磁阀来操控(2 个进气调节,2 个排气调节)。电磁阀由发动机控制单元根据其内部储存的性能脉谱图以PMW 信号来触发,从而实现凸轮轴的可持续调节。凸轮轴调节器:凸轮轴调节器的机油供应来自凸轮轴的油道。若电磁阀被触发,机油在压力的作用下经过控制柱塞到达凸轮轴调节器。根据触发的程度不同,控制柱塞便会被不同程度的操控,相应地不同数量的油便会到达凸轮轴调节器叶片,叶片被密封在调节器壳体内,在机械限制的范围内带动凸轮轴来回转动,从而实对凸轮轴的调节。若电磁阀不再被激发,则由弹簧控制回位。为了避免发动机启动时产生的噪音,凸轮轴调节器由一个锁止螺栓轴向锁死,再次激发时由油压解锁。内部废气再循环——大的气门重叠角:发动机低负荷时,燃烧室内的废气直接返回进气口。由于凸轮轴的调节作用,进气门打开的过程内,排气门仍能保持短暂的时刻打开。就在这短暂的时刻内,部分废气在燃烧室内从排气口到达进气口。进气歧管内的低压有助于这一过程的实现。排气和进气冲程的气门重叠角提供了有效的内部再循环的可能。结果,由于燃烧室内存有部分废气,减少了新鲜空气的吸入量,相应地发动机控制单元就可以控制减少喷油量,从而降低燃油消耗。更进一步的影响是降低了点火温度以及减少了氮氧化合物的生成。功率/ 扭矩输出——小的气门重叠角:发动机高负荷时,凸轮轴调节器被用来根据发动机的转速优化气门重叠角,以便于尽可能多地供应燃烧室新鲜空气,从而实现大功率和扭矩。
方案
检查发动机舱内线束,走向比较凌乱,发动机下部机油散热器漏油,发现许多电器接插件锁扣已经被起子撬坏,发动机怠速抖动,据此向送修方建议拆检发动机,要重点关注VVT 油路是否堵塞及检查漏油。送修方同意拆检发动机。将其缸盖拆卸,发现缸盖凸轮轴上梯形框架安装螺栓上得太紧,基本都超过标准,拆卸部分螺栓时螺栓断了。更严重的是汽缸列2,发动机第6 缸的活塞与缸筒深度拉伤,已超过磨损极限,需要镗缸镶嵌缸套,由于该V6 2.8L 发动机的缸体两缸筒之间含有水套,一般市面上做镗缸镶嵌缸套业务经营者不敢接这个业务,后来找到一位镗缸高手,其敢接这笔业务,笔者与他商讨了镗磨工艺,确定镗磨第6 缸且换1 个活塞。几天后发动机机体送来了,维修技师根据所备的料开始组装发动机,发动机装完上车试发动机,启动后一两分钟就听到发动机咕咕响声,并伴有抖动。在01 地址发动机电控单元内,还是报P0019 汽缸列2 凸轮轴位置/ 曲轴位置传感器分配不准确。检测计划提示:在从发动机转速传感器G28(曲轴位置传感器)至霍尔传感器G301(凸轮轴位置传感器,汽缸列2 排气门凸轮轴)的分配中检测到故障。
分析原因如下:
01-01霍尔传感器螺栓连接松脱。
01-02插头针脚滑脱,接触不良,泄漏和触点腐蚀。
01-03霍尔传感器污染(例如碎屑)。
01-04如果该故障在发动机磨合阶段出现(1000km),凸轮轴调整机构偶尔卡死的原因可能是污染。
01-05凸轮轴正时,检查正时。
01-06机油压力过低,检查机油压力。
01-07凸轮轴失灵,检查机油压力。
01-08凸轮轴正时调整阀机械故障。
01-09凸轮轴调节器有故障.
前7 种原因我们在拆检时都一一检查过了,可以排除。就是原因(8)和(9),我们怀疑VVT 及电磁阀已经被修理厂换过(市面上汽配采购的,怕产品质量不保证)。启动发动机一两分钟后观察数据流变化(如图所示)
如下:96.1 组汽缸列1 排气凸轮轴转过的角度0.75° ;96.2 组汽缸列2 排气凸轮轴转过的角度40.50°。启动后汽缸列2 排气凸轮轴调整角度一会儿从40.5°变成负9°,数据流(如图所示)
如下:98.3 组汽缸列2 排气凸轮轴规定调整值0° ;98.4 组汽缸列2 排气凸轮轴实际调整值负9°。为什么汽缸列2 排气凸轮轴调整角度从40.5°很短时间内一下变到负9°,为此维修技师和笔者展开了讨论,认为VVT 控制油路是问题?无级凸轮轴调节器的机油供给与缸盖的机油供给(凸轮轴轴承和液压元件)是分开的。这样就可以控制(降低)汽缸盖内的机油压力,同时还可改善凸轮轴调节阀与供油的连接状况。又将汽缸列2 进/ 排凸轮轴拆下。仔细查看缸盖VVT 供油滤网,很干净,一点杂质都没有,再看凸轮轴梯形框架上的进/ 排VVT 供油单向阀活动自如,没有卡滞现象。考虑到修理厂已经将汽缸列2,原厂的进/ 排凸轮轴的VVT 调节器换掉了(现在用的VVT 外面汽配店供货),我们请修理厂将原车的VVT 送过来, 重新给换上。换好后,故障依旧。测量汽缸列1 与汽缸列2 排气凸轮轴的波形如图所示。
根据波形可以看到(绿色)汽缸列2 排气凸轮轴与(黄色)汽缸列1 排气凸轮轴时间上确实有所提前。当汽缸列2 排气凸轮轴VVT 调节器调完后,比汽缸列1 排气凸轮轴VVT 调节器绿色线又有点滞后,并不完全两两重合。
既然两排气凸轮轴位置传感器都显示波形(如图所示)
可以说明其传感器输出的信号是真实的,那么汽缸列2 排气凸轮轴VVT 调节器应该是根据凸轮轴位置传感器传递信号给发动机电控单元,由发动机控制单元给予指令让VVT 执行调节。分析到此,问题是否为发动机控制单元出现误操作?找来相同车型的发动机控制单元进行更换。更换后做完防盗解除,启动发动机,故障立刻又出现,一切照旧。为此,大家对该车故障的讨论如下:
02-01该车是因为在别家修理厂大修过,其是否动过了我们没有涉及的部件,不能把问题想得太复杂。
02-02为什么汽缸列2 排气凸轮轴VVT 调节器,启动后其角度从提前40°到滞后9°的大范围变化,是凸轮轴真实调节引发动机配气机构机械发出咕咕响声,其内部在窜气,使发动机抖动。
02-03需要进一步观察数据流进行分析,同时看下进气凸轮轴VVT 调节器角度变化。从数据流(如图所示)
来看:汽缸列2 进气凸轮轴占空比46%,实际调整值为0.37 °,规定值为3.75 °,有问题?汽缸列1 进气凸轮轴占空比99%,实际调整值与规定值都是3.75°,正常。
分析汽缸列2 进气凸轮轴因为其位置传感器所传递信号给控制单元而没有得到真正调整,有可能控制的是汽缸列2 排气凸轮轴VVT 调节器作动,让其调整为40.32°,占空比为
46%,是否太提前了。查电路图,如图所示。
根据线颜色看进气凸轮轴电磁阀N208 与排气凸轮轴电磁阀N319装反了,电磁阀插头颠倒了,如图所示。
两线束插头是装在连接弓上的(如图所示)
应该是修理厂给其分解过,在重新配装时搞混了。其连接弓就是制造厂在制作线束时防止修理
时搞混而特地这样设计的。
故障排除:将两线束插头从连接弓中脱开,两个对调过来,再把连接弓装好,重新插上电磁阀。试车故障排除。查看数据流汽缸列1和汽缸列2排气凸轮轴调整角度为0,数据正常。