故障现象：一辆2008年产一汽-大众迈腾1.8TSI轿车，搭载09G-6自动变速器，行驶里程1.4万 km。用户反映，该车起动后，发动机有短时的剧烈抖动，行驶中顿车，油耗显示偏高。
检查分析：该车在其他服务站维修过，但未能排除故障。接车后，维修人员用故障诊断仪VAS5052A进行检测，网关列表里的发动机故障信息为：00010 P000A 000——进气凸轮轴调节过慢，偶发故障。清除故障码，并将车放置20 min后试车，故障码再次出现。在车辆起动70 s后，发动机剧烈抖动（几乎熄火）7 s左右恢复正常。路试，将发动机转速提升到3 000 r/min后减速，当转速降到1 000～2 000 r/min时，有明显的顿车现象。在车辆减速过程中观察油耗显示，与其他车相比，明显偏高。这与用户反映的情况完全相符。
图1
反复试车发现，在发动机出现抖动时，听到有继电器开始工作的声音。找到此继电器，并确定为冷却液循环泵继电器。它与抖动有什么关系呢？将其拔掉后试车，故障现象无变化。对其他车辆试车，发现该继电器也是在发动机起动70 s后吸合，于是排除了这个疑点。按故障码提示，尝试替换了凸轮轴调整机构，但故障依旧。
图2
与用户沟通后得知，故障是在3 000 km换机油保养后出现的。开始只是凉车时发动机抖动，热车正常，经其他服务站维修后变成现在的状况。那么换机油与故障有什么关系呢？凸轮轴调整机构是以机油压力来驱动的，所以要重点检查机油油路。由于迈腾车机油滤清器是垂直向下安装（图2），所以怀疑在更换时有异物掉进油道，导致机油流量降低。拆下机油滤清器座，检查通往缸体的油道及通往缸盖的单向阀，未发现异物。拆下机油压力开关，连接机油压力表测量机油压力，怠速时机油压力为120～160 kPa，2 000 r/min时机油压力为270～450 kPa，都在正常范围内。
图3
图4
为进一步诊断故障，先要了解一下相关系统的工作原理。迈腾发动机通过改变进气凸轮轴的位置来改变进气相位，相位变化范围为60°。当发动机熄火时进气凸轮轴处在最滞后相位，并由锁止销锁止。当机油压力超过50 kPa时，锁止销解锁,进气相位由发动机控制单元控制。起动发动机时，进气相位滞后到最大值，以利于起动。怠速时，进气相位滞后34°，使发动机运转平稳。部分负荷和急加速时，进气相位提前，以提高发动机输出扭矩。全负荷时，进气相位滞后，以提高发动机输出功率。发动机控制单元通过对发动机转速信号、凸轮轴位置信号、水温信号及负荷信号等的处理，得到目标相位，并通过凸轮轴调整机构控制实际相位跟随目标相位。凸轮轴调整机构（图3）中，凸轮轴调整叶片带动凸轮轴转动，叶片两侧为提前腔和滞后腔，通过改变这两个腔的压力，可使叶片位置改变，从而改变进气凸轮轴的位置即改变进气相位。提前腔和滞后腔的压力由4/3通道阀（图4）控制。进气凸轮轴正时调节阀N205推动4/3通道阀的中央阀位移，从而改变提前腔和滞后腔的压力（图5）。N205由发动机控制单元输出的占空比信号控制，占空比小时，衔铁缩回，4/3通道阀的中央阀受弹簧推动左移，滞后腔压力增加，提前腔压力减小，叶片向滞后方向转动，进气相位滞后。占空比大时，衔铁顶出，4/3通道阀的中央阀右移，提前腔压力增加，滞后腔压力减小，叶片向提前方向转动，进气相位提前。
图5
图6
图7
用USB电脑连接线获取故障车发动机091组数据流（图6），与正常车发动机091组数据流（图7）对比，发现在图中所标注的位置有明显的差异。在1号位，发动机控制单元额外输出了一个相位调整指令。正是这一指令使发动机转速降至400 r/min，并产生持续7 s的剧烈抖动。在这一过程中，目标相位并无变化，说明这是发动机控制单元对故障的特殊响应。在2号位，相位滞后调整过程中，实际相位的变化速率低于目标相位的变化速率。也就是相位滞后调整过慢，跟不上目标相位的变化。由图6可见，到相位调整结束时，实际相位比目标相位迟后了10 s，这与发动机故障码所表述的故障是一致的。那么找到导致相位滞后调整过慢的原因，就成为解决问题的关键。
图8
图10
笔者先假设油道中存在节流现象，因为系统工作压力正常，只有实际流量低于设计流量，才会导致相位调整过慢。于是把检查重点放在油道上，首先搞清了油道的对应关系（图8），可是暂时未发现问题。但在检查4/3通道阀时发现了异常，4/3通道阀与电磁阀N205有接触的痕迹(图9）。如果它们之间没有间隙（图10），那么在电磁阀N205尚未工作的情况下，4/3通道阀的中央阀已经被推动了，滞后调整油道几乎关闭，而此时该油道的开度应为最大。这就证实了开始的假设，油道中的确存在节流现象。正常情况下，4/3通道阀与电磁阀N205应留有一定的间隙，以保证油道的正确开度（图11）。
查看装配关系（图12），发现4/3通道阀与电磁阀N205的间隙是由密封环4决定的。固定螺栓1的标准紧固扭矩为9 N·m，如果扭矩过大就会使密封环4变形，甚至使N205安装平面变形，导致4/3通道阀与电磁阀N205的装配间隙消失。
图11
图12
故障排除：更换密封环4，校正N205安装平面，按标准扭矩紧固螺栓1。试车观察，故障彻底排除。
回顾总结：此故障属人为故障。开始可能是由于加了劣质燃油，导致发动机凉车严重抖动。由于机油压力不稳，发动机控制单元判别到凸轮轴调整机构偶发故障。维修人员查到故障码后，直接拆卸清洗凸轮轴调整机构，但安装时没有按标准扭矩紧固螺栓，导致了本故障产生。通过本案例看出，在故障诊断中，故障码要与数据流结合起来使用，这样能更准确地分析失效机理，找到故障点。此外在维修过程中一定要严格按照维修手册的标准进行操作，否则由于操作不当产生的人为故障往往是很难查找的。
(安文涛)
