故障現象：一輛2008年產一汽-大眾邁騰1.8TSI轎車，搭載09G-6自動變速器，行駛裡程1.4萬 km。用戶反映，該車起動後，發動機有短時的劇烈抖動，行駛中頓車，油耗顯示偏高。
檢查分析：該車在其他服務站維修過，但未能排除故障。接車後，維修人員用故障診斷儀VAS5052A進行檢測，網關列表裡的發動機故障信息為：00010 P000A 000mdash;mdash;進氣凸輪軸調節過慢，偶發故障。清除故障碼，並將車放置20 min後試車，故障碼再次出現。在車輛起動70 s後，發動機劇烈抖動（幾乎熄火）7 s左右恢復正常。路試，將發動機轉速提升到3 000 r/min後減速，當轉速降到1 000～2 000 r/min時，有明顯的頓車現象。在車輛減速過程中觀察油耗顯示，與其他車相比，明顯偏高。這與用戶反映的情況完全相符。
圖1
反復試車發現，在發動機出現抖動時，聽到有繼電器開始工作的聲音。找到此繼電器，並確定為冷卻液循環泵繼電器。它與抖動有什麼關系呢？將其拔掉後試車，故障現象無變化。對其他車輛試車，發現該繼電器也是在發動機起動70 s後吸合，於是排除瞭這個疑點。按故障碼提示，嘗試替換瞭凸輪軸調整機構，但故障依舊。
圖2
與用戶溝通後得知，故障是在3 000 km換機油保養後出現的。開始隻是涼車時發動機抖動，熱車正常，經其他服務站維修後變成現在的狀況。那麼換機油與故障有什麼關系呢？凸輪軸調整機構是以機油壓力來驅動的，所以要重點檢查機油油路。由於邁騰車機油濾清器是垂直向下安裝（圖2），所以懷疑在更換時有異物掉進油道，導致機油流量降低。拆下機油濾清器座，檢查通往缸體的油道及通往缸蓋的單向閥，未發現異物。拆下機油壓力開關，連接機油壓力表測量機油壓力，怠速時機油壓力為120～160 kPa，2 000 r/min時機油壓力為270～450 kPa，都在正常范圍內。
圖3
圖4
為進一步診斷故障，先要瞭解一下相關系統的工作原理。邁騰發動機通過改變進氣凸輪軸的位置來改變進氣相位，相位變化范圍為60deg;。當發動機熄火時進氣凸輪軸處在最滯後相位，並由鎖止銷鎖止。當機油壓力超過50 kPa時，鎖止銷解鎖,進氣相位由發動機控制單元控制。起動發動機時，進氣相位滯後到最大值，以利於起動。怠速時，進氣相位滯後34deg;，使發動機運轉平穩。部分負荷和急加速時，進氣相位提前，以提高發動機輸出扭矩。全負荷時，進氣相位滯後，以提高發動機輸出功率。發動機控制單元通過對發動機轉速信號、凸輪軸位置信號、水溫信號及負荷信號等的處理，得到目標相位，並通過凸輪軸調整機構控制實際相位跟隨目標相位。凸輪軸調整機構（圖3）中，凸輪軸調整葉片帶動凸輪軸轉動，葉片兩側為提前腔和滯後腔，通過改變這兩個腔的壓力，可使葉片位置改變，從而改變進氣凸輪軸的位置即改變進氣相位。提前腔和滯後腔的壓力由4/3通道閥（圖4）控制。進氣凸輪軸正時調節閥N205推動4/3通道閥的中央閥位移，從而改變提前腔和滯後腔的壓力（圖5）。N205由發動機控制單元輸出的占空比信號控制，占空比小時，銜鐵縮回，4/3通道閥的中央閥受彈簧推動左移，滯後腔壓力增加，提前腔壓力減小，葉片向滯後方向轉動，進氣相位滯後。占空比大時，銜鐵頂出，4/3通道閥的中央閥右移，提前腔壓力增加，滯後腔壓力減小，葉片向提前方向轉動，進氣相位提前。
圖5
圖6
圖7
用USB電腦連接線獲取故障車發動機091組數據流（圖6），與正常車發動機091組數據流（圖7）對比，發現在圖中所標註的位置有明顯的差異。在1號位，發動機控制單元額外輸出瞭一個相位調整指令。正是這一指令使發動機轉速降至400 r/min，並產生持續7 s的劇烈抖動。在這一過程中，目標相位並無變化，說明這是發動機控制單元對故障的特殊響應。在2號位，相位滯後調整過程中，實際相位的變化速率低於目標相位的變化速率。也就是相位滯後調整過慢，跟不上目標相位的變化。由圖6可見，到相位調整結束時，實際相位比目標相位遲後瞭10 s，這與發動機故障碼所表述的故障是一致的。那麼找到導致相位滯後調整過慢的原因，就成為解決問題的關鍵。
圖8
圖10
筆者先假設油道中存在節流現象，因為系統工作壓力正常，隻有實際流量低於設計流量，才會導致相位調整過慢。於是把檢查重點放在油道上，首先搞清瞭油道的對應關系（圖8），可是暫時未發現問題。但在檢查4/3通道閥時發現瞭異常，4/3通道閥與電磁閥N205有接觸的痕跡(圖9）。如果它們之間沒有間隙（圖10），那麼在電磁閥N205尚未工作的情況下，4/3通道閥的中央閥已經被推動瞭，滯後調整油道幾乎關閉，而此時該油道的開度應為最大。這就證實瞭開始的假設，油道中的確存在節流現象。正常情況下，4/3通道閥與電磁閥N205應留有一定的間隙，以保證油道的正確開度（圖11）。
查看裝配關系（圖12），發現4/3通道閥與電磁閥N205的間隙是由密封環4決定的。固定螺栓1的標準緊固扭矩為9 N·m，如果扭矩過大就會使密封環4變形，甚至使N205安裝平面變形，導致4/3通道閥與電磁閥N205的裝配間隙消失。
圖11
圖12
故障排除：更換密封環4，校正N205安裝平面，按標準扭矩緊固螺栓1。試車觀察，故障徹底排除。
回顧總結：此故障屬人為故障。開始可能是由於加瞭劣質燃油，導致發動機涼車嚴重抖動。由於機油壓力不穩，發動機控制單元判別到凸輪軸調整機構偶發故障。維修人員查到故障碼後，直接拆卸清洗凸輪軸調整機構，但安裝時沒有按標準扭矩緊固螺栓，導致瞭本故障產生。通過本案例看出，在故障診斷中，故障碼要與數據流結合起來使用，這樣能更準確地分析失效機理，找到故障點。此外在維修過程中一定要嚴格按照維修手冊的標準進行操作，否則由於操作不當產生的人為故障往往是很難查找的。
(安文濤)