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【干货】维修案例—奔驰E200冷车启动困难

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【摘要】:

故障现象

一辆2011款奔驰E200进口轿车,行驶12,470km,发动机故障灯亮。

 

故障诊断与排除

笔者接车后首先确认故障现象,另外发现该车冷车或熄火时间较长后,车辆启动困难,发动机气门室盖前部有“咔咔咔”异响,且比正常情况下延迟2秒左右才能着车,即启动延迟,但熄火后马上再次着车或热车启动则正常。

 

用奔驰专用Star Diagnostic诊断仪对全车控制单元进行快速检测,结果发现在发动机控制单元(ME)中存储有以下故障码(图1),P034062,进气凸轮轴(汽缸列1)的位置传感器存在电器故障,信号相对错误,S(状态):已存储。

 

读取故障码

 

经查电路(图2)发现B6/15进气凸轮轴位置传感器由87回路(Z7/35z1)供电,通过插头Z6/8接地,监测到的进气凸轮轴的位置信号直接通过导线传递至N3/10发动机控制单元,结合故障码分析可能的故障原因为:B6/15故障;B6/15至N3/10的信号线故障;N3/10故障。

 

经检查N3/10与B6/15之间线路,发现皆无断路或对电源和搭铁短路现象,通过与同款正常的车辆对调B6/15进气凸轮轴位置传感器,故障依旧。只剩下N3/10没有检查了,经检查N3/10搭铁和电源线路均正常,一般N3/10发动机控制单元损坏的概率非常小,且较为昂贵,又是防盗原件,无法单独与其他车辆对调进一步确定故障,需要连同其他防盗件一整套对调,工作量极大,因此暂时不予考虑。

 

经仔细分析故障码P034062,需要注意的是B6/15监测进气凸轮轴调节器的正时运转位置,而调节器的正时会影响启动,另外调节器是机械部件,凸轮轴位置传感器只能监测其运转位置,监测不到其是否有故障。会不会是调节器引起的故障呢?带着疑问再次进入WIS查找相关资料,其中凸轮轴调节的功能原理如图3。凸轮轴电磁阀由发动机控制单元促动,然后推动控制柱塞,这样来自凸轮轴空腔内的机油压力进入与凸轮轴相连接的叶片型调节器,并推动调节器旋转,从而实现凸轮轴调节。

 

如果凸轮轴调节器损坏会直接影响点火正时,结合发动机气门室盖前部有“咔咔咔”异响,判断故障点在进气调节器处,于是拆下气门室盖,然后用工具转动曲轴到正时位置,检查进排气凸轮轴调节器的正时位置,结果发现进气凸轮轴调节器的正时位置明显偏离标准位置如图4所示,于是更换了新的调节器和相关密封件(如气门室盖垫),然后冷车启动反复测试若干次,故障现象均未再现,故障彻底排除。

N3/10-发动机控制单元;B6/15-进气凸轮轴霍尔位置传感器;B6/16-排气凸轮轴霍尔位置传感器;G3/1-三元催化下游氧传感器;Y16/2-热系统关闭阀;Y94-流量控制阀;Z6/8-传感器接地插头;Z7/35z1、87M1e-回路插头;Z7/36z2、87M2e-回路插头。

 

图2 进气凸轮轴传感器线路

1-脉冲轮;2-控制阀;2/1-卡环;2/2-止推块;2/3-控制阀体柱塞;2/4-回位弹簧;2/5-带右手螺纹的阀体(进气侧逆时针紧固,排气侧顺时针紧固);3-叶片型调节器;4-进气凸轮;Y49/4进气凸轮轴调节电磁阀;Y49/5排气凸轮轴调节电磁阀。

 

图3 凸轮轴调节器

图4 进气凸轮轴调节器正时位置异常

 

维修小结

凸轮轴位置传感器监测的是凸轮轴调节器实际位置信号,然后传递给发动机控制单元,而由于调节器故障,导致凸轮轴正时位置发生变化且超出正常范围,因此发动机控制单元分析出凸轮轴位置传感器信号是错误的,并因此产生相关故障码和点亮故障指示灯,其实传感器并无故障,但由于调节器是机械部件,其作为故障原因的可能容易被忽视,这样在诊断期间,容易使维修人员的思维局限在传感器和发动机控制单元两者之间。

 

专家点评——高慧民

 

发动机排出废气和吸入新鲜空气或可燃混合汽的过程可以形象比喻为发动机的呼吸。根据发动机不同负荷工况,智能化控制发动机呼吸时刻这就是可变气门正时系统(VVT-i)。凸轮轴调节器是执行可变气门正时相位调整的主要部件。其中凸轮轴调节器有一功能,当发动机停止运转时,进气侧凸轮轴调节器会将进气凸轮轴调整至最大延迟位置,以维持发动机的启动性能。并且这时凸轮轴调节器内的锁销会锁定正时链轮与凸轮轴,防止下次发动机启动后,机油压力未能立即传送到凸轮轴调节器,使连接两者的机械部件发生撞击产生噪声。分析造成本案例故障的原因,可能就是进气凸轮轴调节器内的锁销功能失效所致。建议作者有条件可以拆解凸轮轴调节器探究。顺便提一下,这款奔驰发动机通过凸轮轴调节,可将进气凸轮轴朝向 "提前" 方向调节最多 30°曲轴转角, 排气凸轮轴朝向 "延迟" 方向调节最多40°曲轴转角.这就意味着发动机负荷发生变化时,气门重叠量可在较宽的极限范围内变化,这样不仅优化了发动机扭矩曲线, 还减小了燃油消耗量,改善了排放性能。