2011款Cruze發動機無法著車
故障車型
2011款Cruze1.6L轎車。
故障現象
根據車主介紹,該車因為缺水,導致發動機高溫執行,燒乾機油後,曲軸和汽缸均已抱死,發動機整體報廢。更換一臺全新的組裝1.6L發動機,更換完成後,試車,很難啟動著火,偶爾能發起,也是工作極其不穩定,缺缸、斷火、著不住車。
於是開始重新檢查、診斷。
發現了下列故障現象:啟動著車相當困難,即使能著車,也是怠速不穩,放炮回火,踩加速踏板無反應,偶爾發動機自動加油, 有時轉速偶爾上去了,但馬上又熄火, 只有在高速的時候,才能加上去油門,然後又熄火。
故障診斷
1.目測車輛外圍電路系統正常,線束無破損;插頭接觸良好。
2. 根據回火、放炮、難啟動等故障現象,進行常規檢查,對油、電、火進行測試。
確認燃油系統壓力為420kPa 左右,正常;整車電源電壓為13.5V,正常;點火線圈和4 個火花塞點火能量較強,無斷火、漏電等現象。
3. 怠速不穩,有可能是汽缸壓力不足造成的,可是新組裝發動機應該不會有這樣的故障,雖然不會有這樣的故障,還是再次確認一下才放心,所以,拆下4 個火花塞,然後啟動發動機,結果汽缸壓力均在1000kPa 以上。汽缸壓力正常。
4. 用診斷儀讀取故障碼,故障碼顯示:
◆◆ P0016 曲軸位置 進氣凸輪軸位置不合理
◆◆ P0017 曲軸位置 排氣凸輪軸位置不合理
◆◆ P0140 HO2S 迴路活動性不足感測器2
◆◆ P0315 未學習曲軸定位系統變動
◆◆ P0615 爆震感測器迴路低電壓
故障檢測與排除
P0016、P0017、P0615 三個故障均顯示位置不合理,判斷為確實存在實際故障,於是將進排氣凸輪軸感測器插頭拔下,用萬用表測量排氣凸輪軸位置感測器插頭的工作參照電壓,為5V,電壓正常;感測器低,為0V , 正常; 訊號線5V,將感測器插頭插上,並用扳手慢慢轉動曲軸,測量值在0 ~ 5V 之間變化;用示波器測量為方波訊號,2 個窄方波,2 個寬方波訊號,輸出訊號正常。然後再檢查進氣凸輪軸位置感測器,結果和排氣凸輪軸的測量結果一樣,一切正常,沒有問題。可以肯定,發動機控制單元、進排氣凸輪軸位置感測器與該線路都是正常的。
電路及感測器沒有故障,為什麼會報進排氣凸輪軸的故障碼呢?
分析應該是配氣相位方面的機械問題,電控發動機是把所有的機械訊號通過感測器或執行器轉換成電訊號,如果機械出問題導致訊號不準確,就會報出感測器或執行器故障碼。假如是配氣相位的機械故障,那麼就會導致汽缸壓力不正常,或者進氣歧管的真空不正常,可是之前測量汽缸壓力,汽缸缸壓的數值1000kPa 以上顯示正常;但在實際修理中,如果進氣歧管漏氣,汽缸壓力也是正常的,如果配氣相位有問題,那麼進氣歧管的真空度就會有所影響。
於是將真空壓力錶連線到進氣歧管上,啟動發動機,測得的真空數值是30kPa 左右,果然歧管真空度有問題,與正常的真空度標準值57 ~ 70kPa 相差甚遠。檢查進氣歧管無漏氣的跡象,汽缸壓力正常,真空度不正常,並且報凸輪軸位置不準確,所以重點檢查配氣相位正時是否正確了。於是把檢測點放到點火正時上,把發動機上蓋開啟,前蓋開啟,旋轉曲軸, 到1 缸壓縮行程上止點,將曲軸輪與曲軸輪外殼的正時標記對齊,如圖1 所示,兩個凸輪軸正時鏈輪標記對齊,如圖2 所示。
圖1 曲軸正時標記對齊
圖2 凸輪軸正時標記對齊
前部正時都沒有問題,再檢查凸輪軸後部正時標記,也是正常的,如圖3 所示。
圖3 凸輪軸後部正時標記
一套正時確認下來沒有發現任何問題。可是故障又是真實的存在,到底問題出在哪裡了呢?再次重新觀察進排氣凸輪軸,突然發現,明明校對的是1 缸壓縮行程上止點(進排氣的4 個凸輪都應朝外側),為什麼凸輪軸顯示的位置,卻不是1 缸壓縮行程的上止點呢(進排氣的4 個凸輪都朝內側),而是4 缸的壓縮行程上止點?這是個重要發現。如圖4 所示。
圖4 1缸上止點與對應凸輪位置不符
分析原因,正時標記都正確,為什麼卻不是1 缸上止點呢?
唯一有可能的是:Cruze的前部凸輪軸調節器與凸輪軸的連線,是沒有固定的位置的,也就是說,調節器可以任意旋轉,即可以任意旋轉一個角度安裝,所以可能安裝錯誤。
於是將凸輪軸調節器的固定螺絲鬆開,將進排氣凸輪軸轉到1 缸壓縮行程的上止點,然後再旋緊凸輪軸調節器的鎖緊螺絲,可是後部的校對正時卡位又對不上了……後來乾脆把兩個凸輪軸全部拆下來對比,發現兩個凸輪軸是一模一樣的,唯一的區別就是,後部的凸輪軸位置感測器訊號盤的4 個齒角度位置不同和校對正時的卡位不一樣。重新安裝進排氣凸輪軸,將兩個凸輪軸進行對換,即原來的進氣凸輪軸換到排氣側,做排氣凸輪軸使用;原來的排氣凸輪軸換到進氣側,做進氣凸輪軸使用,重新裝上,旋轉曲軸,轉到1 缸壓縮行程上止點,再次校對凸輪軸後部正時卡位,這次卡位對上了,且都在同一個水平面上。
在圖5 中,是故障時的凸輪軸後部的訊號盤齒輪和卡位的位置圖,而在圖6 中,是進排氣凸輪軸對調後的安裝位置圖,在圖5 和圖6 中,正時卡位雖然都在同一水平直線上,但是上部的進排氣凸輪的訊號齒的位置卻是不同的,在圖5 中的進氣凸輪軸訊號齒輪,正好是圖6 中排氣凸輪軸的訊號齒輪的位置。
而且在圖6 中,凸輪的位置顯示,這才是真正的1 缸壓縮行程上止點,所有正時標記均對齊,證明安裝正確。全部安裝完畢,重新試車,一次啟動成功,待熱車以後,發動機怠速平穩,加速順暢,接真空表測試真空度,顯示65kPa, 正常。連線診斷儀,進行讀取故障碼,清除故障碼。再讀取故障碼,診斷儀顯示:無故障碼。故障排除。
圖5 位置對比 圖6 1缸上止點時前後正確位置圖
故障總結
此類故障是千載難逢的,也可以說是人為的故障,在開始查詢故障的初期,思路根本就沒有在凸輪軸上,因為在傳統修車的經驗當中,一般車的凸輪軸是不會裝錯的(進排氣凸輪軸完全不同),而且即使能裝錯也不會著車。因為配氣相位完全錯誤。那麼為什麼Cruze卻能著車呢?以本人拙見,現在的車型都是帶VVT的,而Cruze恰恰又是雙VVT的,也就是說,進排氣凸輪軸都是可調的。拿有些車型來說,進氣門最大可調50多度,排氣門最大可調20多度。換言之,即使凸輪軸裝反,電控單元接收到進排氣凸輪軸位置訊號時,知道此時位置不正確,所以電控單元要控制凸輪軸調節器,調節最大的角度來使凸輪軸儘量的趨於正確的角度。雖然進排氣凸輪軸不可能達到正確的位置,但是還是距離正確的位置很接近了;還有就是點火和噴油在電控單元的努力調控下,儘量接近正確的點火時刻和噴油時刻,這樣發動機就會偶爾發動起來了,雖然發動起來了,因為進排氣凸輪軸的安裝錯誤,即使控制單元盡全力調節進排氣凸輪軸的角度,可與正確的配氣相位還是相差甚遠。所以,偶爾能著車,無法加速,無法控制怠速,回火放炮,氧感測器檢測尾氣不正常,因為發動機著火困難引起震動,所以報爆震感測器故障,故而出現多個故障碼,多個故障重疊出現,使故障判斷一度陷入僵局。