一輛2011款奔馳 S400L HYBRID 車,搭載272 974發動機和126 V高壓電網系統,累計行駛里程約為29萬km。車主反映,行駛中發動機故障燈異常點亮。
接車后試車,組合儀表上的發動機故障燈長亮;用故障檢測儀檢測,發現發動機控制模塊(ME)中存儲有故障代碼“P001500 排氣凸輪軸(缸組1)調節執行過晚”“P001464 排氣凸輪軸(缸組1)位置偏離額定值。存在一個不可信信號”;記錄并清除故障代碼,故障代碼可以清除,且發動機故障燈熄滅;原地試車,故障未再出現;進行路試,加速時故障再現,且故障代碼P001500和P001464再次存儲。
繼續路試,觀察進氣、排氣凸輪軸相位調節數據流(圖1),發現加速時進氣、排氣凸輪軸相位開始調節,氣缸列1和氣缸列2(坐在駕駛室看向發動機室,右側氣缸為氣缸列1,左側氣缸為氣缸列2)的進氣凸輪軸相位調節角度變化一直同步,而氣缸列1和氣缸列2的排氣凸輪軸相位調節角度變化不同步,氣缸列2(左側氣缸)排氣凸輪軸相位調節角度較大,且波動較小,而氣缸列1(右側氣缸)排氣凸輪軸相位調節角度較小,且波動較大,由此推斷氣缸列1排氣凸輪軸相位調節不到位,可能的故障原因有:氣缸列1排氣凸輪軸相位調節電磁閥損壞;氣缸列1排氣凸輪軸相位調節閥閥芯卡滯;氣缸列1排氣凸輪軸鏈輪損壞;機油油路局部堵塞,導致氣缸列1排氣凸輪軸鏈輪調節腔中的機油壓力不足;相關線路故障;發動機控制模塊故障。
圖1故障車進氣、排氣凸輪軸相位調節數據流
怠速時人為將氣缸列1排氣凸輪軸相位調節電磁閥控制線短暫搭鐵,發現氣缸列1排氣凸輪軸位置傳感器信號右移了約1個窄齒位(圖2),約40°曲軸轉角。
圖2人為將氣缸列1排氣凸輪軸相位調節電磁閥控制線短暫搭鐵時的相關波形
人為將氣缸列2排氣凸輪軸相位調節電磁閥控制線短暫搭鐵,發現氣缸列2排氣凸輪軸位置傳感器信號也右移了約1個窄齒位(圖3),約40°曲軸轉角。
圖3人為將氣缸列2排氣凸輪軸相位調節電磁閥控制線短暫搭鐵時的相關波形
對比兩列氣缸的測試結果可知,在人為控制的情況下,氣缸列1排氣凸輪軸相位調節與氣缸列2一樣,能夠達到最大調節角度(約40°曲軸轉角),由此初步排除氣缸列1排氣凸輪軸相位調節電磁閥、閥芯、鏈輪及機油油路存在故障的可能,懷疑氣缸列1排氣凸輪軸相位調節電磁閥控制信號異常。
測量氣缸列1和氣缸列2的排氣凸輪軸相位調節電磁閥控制信號波形(圖4、圖5),對比可知,氣缸列1 排氣凸輪軸相位調節電磁閥控制信號由低電位變為高電位時出現了約55 V的感應電動勢,異常。
圖4氣缸列1排氣凸輪軸相位調節電磁閥控制信號波形
圖5氣缸列2排氣凸輪軸相位調節電磁閥控制信號波形
測量氣缸列1和氣缸列2的排氣凸輪軸相位調節電磁閥電流波形(圖6、圖7),對比可知,氣缸列2排氣凸輪軸相位調節電磁閥控制信號由低電位變為高電位時對應的電流是緩慢降低至0 A的,而氣缸列1排氣凸輪軸相位調節電磁閥控制信號由低電位變為高電位時對應的電流會快速降低至0 A。由此推斷發動機控制模塊內部的續流電路損壞,無法通過占空比信號精確控制氣缸列1排氣凸輪軸相位調節閥閥芯位置,以致氣缸列1排氣凸輪軸相位調節不到位。
圖6氣缸列1排氣凸輪軸相位調節電磁閥電流波形
圖7氣缸列2排氣凸輪軸相位調節電磁閥電流波形
更換發動機控制模塊后路試,發動機故障燈未再異常點亮,再次讀取進氣、排氣凸輪軸相位調節數據流(圖8),發現加速時氣缸列1和氣缸列2的進氣、排氣凸輪軸相位調節角度變化均同步,故障排除。
圖8正常車進氣、排氣凸輪軸相位調節數據流
故障總結
1、續流電路(通常是續流二極管)提供一個回路,使電流得以平穩衰減,避免電感元件產生過高的感應電動勢尖峰,保護驅動電路和信號完整性。如果損壞(如續流二極管擊穿或開路),則反向感應電動勢將無法被有效吸收和抑制。高電壓尖峰可能反饋到控制信號線路,疊加在占空比信號的下降沿,形成一個短暫的感應電動勢尖峰。通過汽車示波器,可以將這短暫的異常完整地展現出來,幫助技師更好地判斷故障問題。
2、在無法先行確定故障原因的情況下,技師往往會采用價格從低到高換件的形式,來反推故障。然而,模塊損壞的更換成本通常較高,如果使用換件的方法可能會造成很高的成本浪費,引發客戶不滿。使用汽車示波器則可以在換件以前,獲取強有力的數據支撐,輔助技師先鎖定故障,后自信維修!
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