原创《2019款东风日产天籁动力系统故障灯报警》
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故障现象
一辆2 0 1 2 款东风日产天籁公爵J 3 2 , 车架号为LGBF1DE078R11****,发动机号为VQ25-3560**,搭载2.5LV6发动机,行驶里程为89 826km.
车主反映车辆行驶中,仪表台上的动力系统(发动机和变速器控制系统)故障警告灯有时会点亮,有时车辆出现启动困难,而且该车故障没有任何规律,偶尔还会出现加速时动力明显不足的现象.熄火后再次启动故障依旧.
查阅该车的维修保养记录,发现该车存在保养不及时的情况,经常是超里程或超期保养,其中最长的一次保养周期达到10个月之久,远远超过厂家要求的每5 000km或间隔3个月的保养周期,但是从未出现过发动机维修的记录,而且发动机也没有出现过烧机油的现象.
故障诊断与排除
接车后,首先同车主共同确认故障现象.启动车辆一切正常,外出路试也没有发现任何问题,发动机失速转速为2 500r/min,动力强劲,如果车主所述属实,则可以确认该车属于偶发性故障.
连接日产专用检测仪进行检测,进入所有系统读取故障码,发现只有发动机控制系统报P0011和P0021故障码,其他系统均为正常.依据日产维修资料解析这两个故障码的含义分别是汽缸1、2列侧的进气阀正时控制性能不良.由于进气角度不同导致实际的相位控制角度与目标的相位角度之间有差异,从而记录故障代码.
依据维修手册调取标准数据和诊断电脑所冻结数据进行对比后发现数据相差很大,原地怠速和急加速实际数据与维修手册所给参数不相符.为了降低客户回店次数,提高一次性修复率,所以只能做元器件单独测试.由于系统部件较多,而且还需要对发动机电脑进行防盗系统的匹配,采用换件法会很繁琐,因此只好整理思路重新回到数据上,做数据流对比分析.
由于故障灯点亮的频率很低,且无任何规律可循,所以只好连上电脑诊断仪后进行实车检测,依据维修手册上的要求确认故障代码出现的条件.当发动机和变速器正常暖机后,车辆以70km/h左右的速度、小负荷 (节气门电压处于低电位)运行时,发动机控制电脑ECM给第二列进气控制电磁阀下达90％的指令,但该电磁阀实际的开启控制百分比在90％左右,这个数据明显高于第一列进气控制电磁阀的41％,而此时实际的提前角却为0℃A,这个数据明显存在问题.后期的实车检测也发现,只要发动机处于中小负荷加速时这组数据流永远不统一,如图1所示.
完成实车检测后回厂,先根据维修手册做常规检查.检查进气阀,其电压为蓄电池电压,正常.检查正时控制电磁阀1#端子与发动机控制单元ECM的10#端子之间的线路,未发现短路、开路现象,说明该段线路属于正常.
测量正时控制双侧电磁阀电阻为7.1Ω,标准值为7.0~7.5Ω(20℃时),正常；电磁阀两个针脚与搭铁线不导通,正常；拆下电磁阀,用12V电源加载测试,发现阀内孔针动作灵敏,一切正常.
由于提前角是靠曲轴位置信号和两个凸轮轴信号来计算的,所以单独检查各个传感器.通过用示波器测试,与维修手册上的要求完全一致,所以这几个传感器也都工作正常.
由于可变液压系统是靠机油压力来驱动的,电磁阀只是负责打开和关闭机油压力阀门的开关而已,所以应检查发动机的机油压力.怠速时,机油压力为60kPa(标准值为大于80kPa)；2 000r/min时,机油压力为350kPa(标准值为大于410kPa).由此可见,该车的机油压力存在过低的情况.这与该车的故障现象相吻合,热车时机油变稀,发动机机油压力变低,在可变正时电磁阀工作时,机油油压不足以控制凸轮相位.
更换机油和机油滤芯器后,再次测试机油压力,与前面测试的基本相同,压力依旧偏低.使用清洗剂清洁润滑系统后,发现机油压力更低.这很有可能是发动机内部的密封件密封不严,存在泄压所致.拆解发动机,发现正时后端盖的金属盖板衬垫已经损坏.更换正时后盖板及衬垫,重新装配发动机后,该车故障被彻底排除.
维修小结
通过此次维修让我们懂得：现代汽车故障诊断要善于使用数据流.通过数据流来分析故障原因、查找故障点、验证故障机理,将会事半功倍.
从文章一开始作者就为本案例的故障原因埋下了伏笔——“保养不及时”.那么发动机可变气门正时系统究竟与车辆保养有什么关系呢？这里来介绍一下可变气门正时系统(VVT)的工作原理和过程.传统的汽油发动机进、排气气门正时(配气相位)是固定的,而VVT系统利用发动机运转时的机油压力来驱动进排气凸轮轴转角变化(大约40°曲轴转角范围),动态改变了进、排气门正时,以获得最适合发动机工况的配气相位,从而提高发动机功率输出,改善燃油消耗率,降低排放.VVT系统控制框图和构造如图2所示.目前VVT技术已经是乘用车汽油发动机上的一项标配技术,得到广泛应用.
VT系统的构造部件包含可通过调整进、排气凸轮轴转角的VVT执行器和控制凸轮轴正时的机油控制阀.凸轮轴正时机油控制阀是根据发动机ECU输出的电流量,来选择流向VVT执行器的通道.VVT执行器利用机油压力使进排气凸轮轴旋转到提前、延迟、或保持气门正时位置.发动机ECU根据转速、进气量、节气门位置和冷却液温度来计算出各种运行条件下的最佳配气相位,并通过曲轴位置传感器和凸轮轴位置传感器信号反馈,达到目标进排气门正时.VVT系统工作过程如图3所示.由于机油压力是VVT执行器的动作介质,一旦机油压力下降,就会使得VVT执行器不能动作,影响到凸轮轴正时转角.因此,车辆定期保养,更换优质机油是VVT系统正常工作的必要保证.
根据本案例的故障诊断特点,作者利用VVT系统运行数据流中1列和2列汽缸进气凸轮轴动作转角位置进行对比,验证确认1列汽缸进气凸轮轴不动作的现象,进而再去检查VVT系统的其他部件和发动机机油压力,这样使得故障诊断快速、高效,值得赞赏.
系统论文参考资料：
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