2010 款雪佛蘭科魯茲車發動機
故障燈異常點亮、加速無力
余姚東江名車專修廠葉正祥
故障現象
一輛2010款雪佛蘭科魯茲車，搭載LDE發動機，累計行駛里程約為15萬km。該車發動機怠速運轉無明顯異常，但發動機故障燈長亮，且加速無力。故障診斷
用故障檢測儀檢測，發動機控制模塊（ECM）中存儲有3個故障代碼（圖1），分別為“P0016-00 曲軸位置-進氣凸輪軸位置不合理”“P0017-00 曲軸位置-排氣凸輪軸位置不合理”“P0341-00 進氣凸輪軸位置傳感器性能”；清除故障代碼，故障代碼可以清除，但只要起動發動機，故障代碼P0016-00和P0017-00就會再次存儲，由此推斷故障原因與發動機正時系統有關。
圖1 ECM中存儲的故障代碼（截屏）
根據維修經驗可知，該款發動機機油油路中的單向閥（圖2）容易受發動機高溫影響而損壞，從而導致機油壓力不足，影響進、排氣凸輪軸相位調節執行器的工作，此時ECM會存儲故障代碼P0016-00和P0017-00。于是用機油壓力表測量發動機熱機、怠速時的機油壓力，約為180 kPa（圖3），高于130 kPa，機油壓力正常，由此排除單向閥損壞的可能。
圖2發動機機油油路中的單向閥
圖3故障車熱機、怠速時的機油壓力
接著用pico示波器和壓力傳感器WPS500測量起動發動機時的氣缸壓力波形（圖4），發現排氣門打開時刻約為下止點（BDC）前20°（180°-160°=20°）曲軸轉角，進氣門關閉時刻約為下止點（BDC）后90°（630°-540°=90°）曲軸轉角，推斷進、排氣門的打開和關閉時刻均太晚。
圖4故障車起動發動機時的氣缸壓力波形（截屏）
脫開進、排氣凸輪軸相位調節電磁閥導線連接器，用pico示波器測量發動機怠速時的正時波形（圖5，即進、排氣凸輪軸位置傳感器和曲軸位置傳感器信號的組合波形），與自己整理的正時波形庫中該款發動機的正時波形（圖6）對比可知，故障車排氣凸輪軸位置傳感器第1個窄齒信號上升沿與曲軸位置傳感器大齒缺信號下降沿之間相差約31.3°曲軸轉角，而正常車相差約17°曲軸轉角，說明故障車的排氣凸輪軸相位延遲了約14.3°曲軸轉角（波形右移為相位延遲，左移為相位提前）；故障車進氣凸輪軸位置傳感器第2個窄齒信號上升沿與曲軸位置傳感器大齒缺信號下降沿之間相差約116.6°曲軸轉角，而正常車相差約100.9°曲軸轉角，說明故障車的進氣凸輪軸相位延遲了約15.7°曲軸轉角（波形右移為相位延遲，左移為相位提前）。由此可知，進、排氣凸輪軸相位均延遲了15°曲軸轉角左右，即進、排氣門打開和關閉時刻變晚，這與分析氣缸壓力波形得出的結論一致。另外，對比圖5和圖6還可以發現，故障車和正常車的排氣凸輪軸位置傳感器第1個窄齒信號上升沿與進氣凸輪軸位置傳感器第2個窄齒信號上升沿之間的相位差基本一致，均為85°曲軸轉角左右，這說明進、排氣凸輪軸的相對位置是正確的，推斷曲軸的正時存在偏差。
圖5故障車發動機怠速時的正時波形（截屏）
圖6正常車發動機怠速時的正時波形（截屏）
拆下發動機正時罩蓋，用專用工具校對發動機正時，發現進、排氣凸輪軸正時記號（圖7）和曲軸正時記號（圖8）均正常。既然外部正時記號均正常，懷疑曲軸與曲軸傳動輪的連接異常。該車曲軸與曲軸傳動輪通過半圓鍵連接，仔細檢查發現連接部位有明顯的間隙（圖9）。拆下曲軸傳動輪，發現半圓鍵損壞（圖10）。由此推斷，曲軸傳動輪的半圓鍵損壞，導致曲軸與曲軸傳動輪的位置發生偏轉，此時即使外部正時記號正常，也會使實際發動機正時出現偏差，從而引發該車故障。
圖7進、排氣凸輪軸正時記號
圖8曲軸正時記號
圖9曲軸與曲軸傳動輪的連接部位有明顯間隙
圖10曲軸傳動輪的半圓鍵損壞
故障排除
更換曲軸傳動輪，重新校對發動機正時后試車，發動機故障燈不再異常點亮，且加速有力，故障排除。
故障總結
當出現以下情況時，即使發動機正時記號正確，ECM也會存儲曲軸位置與凸輪軸位置不合理類的故障代碼。
-
曲軸傳動輪與曲軸位置發生偏轉。這會同時影響曲軸位置與進、排氣凸輪軸位置的關系。
-
進、排氣凸輪軸傳動輪與凸輪軸位置發生偏轉。哪個凸輪軸傳動輪與凸輪軸位置發生偏轉，只會影響這個凸輪軸位置與曲軸位置的關系。
-
曲軸位置傳感器信號盤發生偏轉。發生這種情況時，發動機的實際機械正時是準確的，只是ECM接收的曲軸位置信號錯誤，而發生第1種情況時，發動機的實際機械正時是錯誤的。因此，發生這種情況，發動機的正時波形是錯誤的，但氣缸壓力波形是正常的。
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進、排氣凸輪軸位置傳感器信號盤發生偏轉。這種情況與第3種情況類似，此時發動機的正時波形是錯誤的，但氣缸壓力波形也是正常的。
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