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ls0701

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迈腾1.8TSI轿车冷车起动后自行熄火

  • 2013-06-25
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故障现象:一辆2008年产迈腾1.8TSI轿车,行驶里程16万km。用户反映该车有时冷车起动后很快便自行熄火

检查分析:维修人员试车,暂时无法重现故障。检测发动机控制单元,发现故障码00010——进气凸轮轴相位调整过慢,偶尔发生。清除故障码后路试,行驶一段时间后故障码再现。

图3 凸轮轴位置传感器信号波形

图1 凸轮轴位置传感器信号波形

图2 冷车起动后凸轮轴相位的变化规律

图2 冷车起动后凸轮轴相位的变化规律

鉴于故障为偶发,因此决定首先对发动机进气凸轮轴位置传感器的输出信号进行监视。在发动机怠速运转时,从发动机控制单元的T60ya/53脚测量凸轮轴位置传感器G40的输出信号波形(图1)。在晃动发动机线束的过程中,波形始终未出现过异常,这便基本排除了电路故障的可能性。待车辆完全冷却,并做好通过USB接口对进气凸轮轴相位进行动态监视的准备后,起动发动机。从发动机控制单元01-08-91组数据(图2)可以看出,在发动机起动后进气凸轮轴的相位立即偏离了目标值,从36˚一跃变到了-10˚。发动机怠速运转不到1 min,在发动机控制单元仍然给出相位提前指令的情况下,进气凸轮轴的实际相位却完全背道而驰,一直降到了-32˚。此时,由于进气凸轮轴的相位过度推迟,使得输出扭矩不足,发动机怠速急剧下降。奇怪的是,在发动机熄火的前一刻,进气凸轮轴相位提前到了60˚,这使得发动机在120 r/min维持了5 s的运转,当然这时的怠速是剧烈抖动的。在整个过程中,进气凸轮轴的相位似乎不受发动机控制单元的控制。

该车发动机进气凸轮轴的相位调节,是以机油压力为动力,以四位三通阀为控制元件来实现的。根据进气凸轮轴的实际相位,发动机起动后,四位三通阀应处于相位推迟的位置。但此时由于发动机控制单元并未给出相位推迟的指令,所以电磁阀不应动作,那么究竟是什么力量推动四位三通阀朝着相位推迟的方向移动呢?

图3 相位调整机构的原理图

图3 相位调整机构的原理图

观察相位调节装置的原理图(图3),在正常情况下只有电磁阀的衔铁推动四位三通阀的移动。在发动机控制单元没有输出控制指令的前提下衔铁不可能动作,在这种情况下使柱塞移动的推手只有一个,这就是异常的油压。从柱塞的走向看,异常油压应来自柱塞的顶部。而柱塞顶部出现油压的唯一可能是其泄油通道被堵塞。

图4 泄油通道由预留间隙来形成

图4 泄油通道由预留间隙来形成

图5 电磁阀的装配图

图5 电磁阀的装配图

图8 电磁阀部分的异常现象

图6 电磁阀部分的异常现象

查看维修手册得知,柱塞顶部的泄油通道是靠阀套端面与衔铁座端面之间的预留间隙来保证的(图4),而间隙大小是由衔铁座密封圈(图5)的变形量来决定的。假设密封圈的变形量过大,上述间隙则有可能消失。于是拆下相位调节电磁阀N205检查,果然发现部分外壳有变形,且衔铁座的端面有压痕(图6),显然问题是安装不当造成的。这便揭开了进气凸轮轴相位奇怪变化的谜底。

在发动机冷车起动后,为保证较高的输出扭矩,发动机控制单元给出了进气凸轮轴相位提前38˚的指令。此时相位执行机构提前将腔内残存的油液排入柱塞顶部的泄油通道。但由于泄油通道被堵塞,因此在柱塞顶部产生了压力,并推动柱塞向下移动,这样一来进气凸轮轴的相位不仅没有提前,反而被推迟了。随着推迟腔油液的逐渐排空,进气凸轮轴的相位缓慢增加。当提前腔的油道打开时,由于推迟腔内已经存在油压,油液从柱塞的内孔再次灌入柱塞顶部的油道,而且这一次由于油液的流量更大,因此进气凸轮轴的相位被大幅度地推迟,以致发动机熄火。整个过程中,相位调节电磁阀并没有真正起作用。

故障排除:更换电磁阀N205及其密封圈,按标准扭矩(9 N·m)紧固螺栓,故障排除。

回顾总结:该故障是由于安装过程中,螺栓扭紧力矩过大造成的。这提醒维修人员在工作中一定要正确理解机械系统的内部结构,对于原车设计的正常间隙要给予充分的保证。

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