检修描述:一辆2012款奔驰S300L,搭载272发动机,累计行驶里程约为18万km。车主反映,该车行驶中发动机故障灯异常点亮,且感觉动力没有以前好了。
故障检测:接车后试车,发动机故障灯异常点亮,原地加速无异常。用故障检测仪检测,发动机控制单元(ME)中存储有故障代码“0060 无级凸轮轴调节机构(右侧):排气凸轮轴调节错误(P0015)”;读取发动机数据流,怠速时左侧、右侧进气凸轮位置数据均约为36°曲轴转角,左侧、右侧排气凸轮位置数据均约为-20°曲轴转角(图1);原地急加速时左侧、右侧进气凸轮位置数据基本不变,仍约为36°曲轴转角,而左侧、右侧排气凸轮位置数据均开始变化,但两者不同步变化,异常。
如图2所示,当左侧排气凸轮位置数据为14.8°曲轴转角时,右侧排气凸轮位置数据为1.4°曲轴转角,相差了13.4°曲轴转角。诊断至此,初步判断右侧气缸列的排气凸轮轴正时调节系统工作异常。
用虹科Pico汽车示波器测量相关的信号波形(图3),发现怠速时右侧排气凸轮轴正时调节电磁阀的电流很低,说明此时电磁阀不工作,但急加速时,电磁阀的电流升高(由于电流钳方向夹反了,所以电流是负值),说明发动机控制单元开始控制电磁阀工作。
放大电磁阀不工作时的相关波形,发现左侧、右侧排气凸轮轴位置传感器的信号基本重合(图4);放大电磁阀工作时的相关波形,发现左侧、右侧排气凸轮轴位置传感器信号开始同步右移(即向正时延迟方向调节),但偶尔会出现不同步的情况(图5),且相差约3个曲轴靶轮齿位(图6),即18°曲轴转角。
人为同时将左侧、右侧排气凸轮轴正时调节电磁阀控制线短暂搭铁,测得的相关波形如图7所示。
放大左侧、右侧排气凸轮轴正时调节电磁阀未工作时的波形(图8),发现曲轴位置传感器齿缺信号的上升沿与右侧排气凸轮轴位置传感器第2个窄齿信号的上升沿相差约8.5个曲轴靶轮齿位;放大左侧、右侧排气凸轮轴正时调节电磁阀工作时的波形(图9),发现曲轴位置传感器齿缺信号的上升沿与右侧排气凸轮轴位置传感器第2个窄齿信号的上升沿相差约15.5个曲轴靶轮齿位;对比可知,右侧排气凸轮轴位置传感器信号右移了约7个曲轴靶轮齿位,即约42°曲轴转角,且调节角度比左侧排气凸轮轴正时的调节角度还要大一点,由此初步排除调节油压不足的可能,怀疑右侧排气凸轮轴正时调节电磁阀、阀芯及调节链轮损坏,导致正时调节偶尔滞后。
互调左侧、右侧排气凸轮轴正时调节电磁阀后试车,故障依旧。拆下右侧排气凸轮轴正时调节阀芯,目视检查,未见异常。由于互调左侧、右侧排气凸轮轴正时调节阀芯比较麻烦,经与车主沟通,决定同时更换右侧排气凸轮轴正时调节阀芯和链轮。
故障排除:同时更换右侧排气凸轮轴正时调节阀芯和链轮后试车,故障未再出现,故障排除。
维修小结:查看维修手册得知,进气、排气凸轮轴正时调节最大角度均为40°曲轴转角,其中进气凸轮轴正时调节范围为上止点前(BTDC)4°曲轴转角至上止点后(ATDC)36°曲轴转角,排气凸轮轴正时调节范围为上止点前20°曲轴转角至上止点后20°曲轴转角,最大气门重叠角为24°曲轴转角。凸轮轴正时调节系统不工作时,进气凸轮轴正时被锁定在最大延迟位置,即上止点后36°曲轴转角,对应发动机数据流中的+36°曲轴转角;排气凸轮轴正时被锁定在最大提前位置,即上止点前20°曲轴转角,对应发动机数据流中的-20°曲轴转角。