蒙迪欧发动机抖动故障的排除

文：黄逵富

蒙迪欧发动机抖动故障的排除

文：黄逵富

VTC电磁阀

故障现象：一辆2017年款长安福特蒙迪欧轿车，搭载1.5T发动机和6F35自动变速器，行驶里程210 km。用户反映该车为刚提不久的新车，在正常行驶过程中发动机突然出现严重抖动，同时发动机故障灯报警，出现故障后车辆加速无力。

检查分析：维修人员接车后，首先验证故障现象。启动发动机，发现确实存在严重的抖动现象，并且有熄火的倾向，转速难以提升，发动机故障灯常亮，故障现象确如用户所述。

接下来，维修人员使用福特专用故障诊断仪IDS对车辆进行监测，读取到故障码（图1）：P0015——排气凸轮轴正时延迟过量；P0017——曲轴位置—凸轮轴位置相互关系。

图1 相关故障码

此款发动机搭载进、排气双可变凸轮轴正时（VCT）系统。VCT系统由电液定位控制电磁阀、凸轮轴位置（CMP）传感器和触发轮构成。PCM接收来自进气温度（IAT）、发动机冷却液温度（ECT）、发动机机油温度（EOT）、凸轮轴位置（CMP）、节气门位置（TP）、质量空气流量（MAF）和CKP传感器的输入信号，以确定发动机的运行条件。

在节气门关闭情况下，怠速和低发动机转速时，动力系统控制单元（PCM）根据发动机冷却液温度、机油温度、进气温度和质量空气流量控制凸轮轴的位置。节气门部分开启和节气门全开时，凸轮轴位置由发动机转速、载荷和节气门位置决定。PCM计算并确定所需的凸轮轴位置，并通过持续调节VCT电磁阀的占空比，允许机油流向提前或延迟凸轮轴正时的VCT执行器总成，不断调节进、排气门的正时。从而达到降低排放量，并提高发动机功率、燃油经济性和怠速质量的目的。

图2 故障排除后怠速时VCT的工作数据流

本系统使用电动液压控制的凸轮轴调节装置，彼此独立控制进气门与排气门的正时。凸轮轴调节器依照叶片装置原理工作，且其调整范围在进气端为52°的曲轴转角，而在排气端为47°曲轴转角。起动发动机时与怠速期间，两根凸轮轴皆在其初始位置机械锁死。排气门凸轮轴位于早期位置，而进气门凸轮轴位于末期位置。排气端的凸轮轴调节器装有扭转弹簧，用于抵消凸轮轴驱动转矩，确保在所有工作工况下且发动机关闭时，总成均可返回至初始位置。

故障码P0015的产生机制是：当可变凸轮轴正时（VCT）位置过于延后以及当凸轮轴正时超过最大标定值或保持在延迟位置时，就会产生该故障码。故障码P0017的产生机制是：PCM持续监控可变凸轮轴正时（VCT）位置在凸轮轴和曲轴之间是否失准（凸轮轴和曲轴相对位置）。如果1个或多个轮齿失准，测试失败，以及当VCT系统发生故障时（机油污染或VCT电磁阀卡住）就会产生此故障码。而引发这2个故障码的可能原因如下。

（1）凸轮轴位置传感器（CMP）受损或传感器线路短路、断路。

（2）传感器信号受到电磁波干扰。

（3）VCT电磁阀卡滞或线路故障。

（4）机油泵泵油压力不足或油道堵塞，造成VCT执行器机油压力过低,凸轮轴位置不稳定。

（5）VCT执行器内部故障。

（6）凸轮轴正时位置不正确。

维修人员用IDS读取怠速时VCT的工作数据流（图2），数据流显示：排气气凸轮轴实际位置为46.68°（相对于曲轴位置延后46.68°），而PCM期望的排气凸轮轴正时位置角度为0°；进气凸轮轴实际位置为1.12°，PCM期望的进气凸轮轴正时位置角度为0°，和实际位置基本一致。同时进气及排气凸轮轴位置工作循环都为0%。而依据VCT 的基本工作原理可知，在冷车起动及怠速时，应减少进、排气门的重叠角，减少废气进入进气侧，确保发动机的稳定燃烧，保证发动机的平稳运转及提高燃油经济性。因此起动发动机时与怠速期间，两根凸轮轴皆在其初始位置机械锁死。从数据流也可以看出此时PCM期望的进、排气凸轮轴正时位置角度都为初始位置0°，进气及排气凸轮轴位置工作循环也都为0%，此时VCT 不参与凸轮轴位置的调整工作。

从读取到的排气实际凸轮轴位置数据可知，此时发动机的排气凸轮轴和曲轴的相对位置延后了46.68°，和理论需求的角度0°有很大差异。进气侧凸轮轴位置正常，只有排气侧凸轮轴位置延后，造成排气凸轮轴延后的主要原因如下。

（1）排气VCT执行器卡滞在延后位置。

（2）排气VCT 电磁阀卡滞在延后侧油道（此时进排气凸轮轴位置工作循环都为0%，排除了PCM控制出问题的可能性）。

（3）排气VCT 执行器油道堵塞。

（4）排气VCT电磁阀线路断路、短路。

综合以上检查所得到的信息，本着先简后繁的原则，维修人员先检查排气侧VCT电磁阀的相关线路。经检查，确认不存在短路、断路现像。然后，拆检排气侧电磁阀，拆下来后检测电磁阀电阻正常，没有看出明显故障点。因电磁阀油道不好检测，从正常车辆拆了一个排气侧VCT电磁阀和故障车辆排气VCT电磁阀进行互换试验。安装好后将两辆车全部起动，发现故障现象转移，即原来故障车辆的发动机正常运转，而原来正常车辆的发动机出现了严重的抖动现象。到此故障原因已经明确，即排气VCT 电磁阀卡滞在延后位置。

故障排除：更换排气侧VCT 电磁阀后，故障排除。恢复正常后的车辆怠速时VCT工作数据如图3所示。

图3 故障车怠速时VCT的工作数据流

维修总结：此车的故障现象是由于排气侧VCT 电磁阀卡滞在最大延后位置导致发动机起动后，机油经VCT油道进入VCT延后室，致使排气凸轮正时延后了46.68°，从而造成排气凸轮轴正时与当前的工况严重不符所致。发动机工作时，由于排气凸轮轴延后，造成排气门延后开启，进、排气气门重叠角过大，大部分废气又重新流入进气管且排气不干净，在下一个工作循环内气缸的废气过多，发动机出现燃烧不良、失火现象，最终导致发动机出现抖动及加速不良的故障现象。

黄逵富，自2008年起从事汽车维修工作，先后就职于东风悦达起亚和长安福特4S店。从普通机电维修工做起，经历了车间所有技术类岗位，最终走上技术培训和管理工作。现任贺州福特4S店车间主管、技术主管，并负责售后内部技术培训及管理工作。精通长安福特车型疑难故障的诊断维修。在汽车技术类刊物多次发表维修技术类文章。