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    故障诊断仪采集发动机EMS故障的报文故障码记录
    查询故障代码过程报文如下:
    在这里插入图片描述
    显示故障码如下:
    P007000
    P064500
    P048000
    P218500
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    PC12200
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    P063300
    P161000

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    一、故障现象

    一辆2008款宝马X5车,搭载N62发动机,累计行驶里程约为31.6万km。该车正常行驶过程中,偶尔会出现发动机无法加速的现象,同时组合仪表上的发动机故障灯异常点亮;熄火后重新起动发动机,故障现象消失。与车主交流得知,该车因报节气门电位计故障在其他维修厂更换过节气门总成、节气门导线连接器和节气门线束,但故障未能解决,因此来我厂进行检修。

    二、故障诊断

    接车后试车,发动机加速正常。用故障检测仪(ISTA)检测,发现发动机控制单元(DME)中存储有历史故障代码“002CF8 DME 节气门电位计”和故障代码 “002CFA DME 节气门电位器2”(图1),这与车主所述吻合;执行检测计划,提示修理发动机线束和节气门导线连接器(图2),由此推断之前的维修人员就是根据检测计划更换的节气门总成、节气门导线连接器及节气门线束。

    打开发动机室盖,检查节气门总成,发现之前更换的节气门总成为拆车件(图3),节气门线束为自制的(图4),直接由节气门总成跨接至DME。是之前维修人员更换的节气门总成、节气门导线连接器或节气门线束存在问题,还是另有原因呢?笔者决定用示波器检测节气门电位计的信号,从信号本身入手检查。

    查看维修资料得知,DME通过2个电位计测量节气门 的当前位置,然后通过电动机调整节气门的位置,直到当前的节气门开度与理论值相符。2个电位计均由DME提供5V供电,二者的特性线彼此方向相反(图5),电位计1的信号电压由小到大变化,电位计2的信号电压由大到小变化,二者信号电压之和约为5V。DME持续监测2个电位计的信号电压,监测内容包括信号电压是否在正常范围、是否彼此可信及是否存在短路故障。如果DME监测到1个电位计的信号电压异常,则节气门开度最大为20%;如果 DME监测到2个电位计的信号电压均异常,此时无法对当前节气门的位置进行识别,节气门的控制被中断,由复位弹簧关闭节气门。

    查看节气门控制电路(图6)可知,节气门总成端子1输出节气门电位计1信号,端子4输出节气门电位计2信号。连接示波器,同时测量DME端子31和端子32上的节气门电位计信号,起动发动机前后的节气门电位计信号波形如图7所示,加速时的节气门电位计信号波形如图8所示。分析图7和图8可知,节气门电位计信号整体变化趋势正常,但波形上有很多杂波,怀疑节气门电位计信号受到了电磁干扰。笔者首先怀疑干扰是由节气门电动机产生的,于是用示波器同时测量节气门电位计信号、节气门电动机电压和电流信号(图9)。分析图9可知,当节气门电动机的电压和电流正负交替变化时,节气门电位计信号就会受到电磁干扰,由此确定节气门电位计的信号干扰是由节气门电动机引起的。

    三、故障排除

    为了屏蔽节气门电动机产生的电磁干扰,分别将2根节气门电位计信号线、2根节气门电动机控制线做成双绞线(图10),然后用锡箔纸分别将2根双绞线包裹(图11),最后再将2根双绞线上的锡箔纸层接搭铁(图 12)。完成后试车,故障现象消失,再次测量节气门电位计信号(图13),恢复正常,故障排除。

    四、教学视频

    免拆诊断之宝马X5节气门故障

     

    作者:余姚东江名车专修厂   叶正祥

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    一、故障现象
     

    一辆2009款丰田RAV4车,搭载2AZ发动机,累计行驶里程约为43.3万km。车主反映,该车发动机故障灯异常点亮,且行驶中发动机加速无力。


    二、故障诊断
     

    接车后试车,起动发动机,组合仪表上的发动机故障灯异常点亮,发动机怠速运转无明显异常;原地急踩加速踏板,发动机能够加速,但排气噪声较大;进行路试,急踩加速踏板,发动机加速无力。

     

    用故障检测仪检测,动力控制模块(PCM)中存储有故障代码“P0016 曲轴位置-凸轮轴位置相关性(1列传感器A)”,该故障代码是指进气凸轮轴与曲轴的相对位置不正确,可能的故障原因有:正时链条跳齿;进气凸轮相位调节阀故障;进气凸轮轴位置传感器、曲轴位置传感器及其信号盘故障;曲轴链轮、进气凸轮轴链轮损坏。

     

    连接pico示波器和WPS500X压力传感器(图1),测量起动发动机时的气缸压力波形(图2)可知,最高气缸压力为14.45 bar(1 bar=100 kPa),偏高;排气门打开时刻约为做功下止点前77°(180°-103°=77°)曲轴转角,打开过早(一般为做功下止点前45°~60°曲轴转角);进气门关闭时刻约为进气下止点后37°(577°-540°=37°)曲轴转角,关闭偏早(一般为进气下止点后40°~60°曲轴转角)。另外,排气门过早打开就会过早关闭,以致在排气冲程末段,活塞上行,进、排气门均处于关闭状态,气缸压力上升,形成一个小凸起。

    图1 WPS500X压力传感器的安装位置
     
    图2 故障车起动发动机时的气缸压力波形(截屏)
     

    诊断至此,可知该车发动机正时错误,且正时链条跳齿的可能性较大。导致正时链条跳齿的可能原因有:正时链条拉长;正时链条张紧器损坏;正时链条导板损坏;机油压力不足。

    图3 正时链条张紧器

     

    图4 机油泵链轮上卡有异物

     

    检查正时链条张紧器(图3),其伸出长度正常,说明正时链条张紧器能正常工作,且正时链条没有拉长;进一步检查发现,机油泵链轮上卡有异物(图4),且机油泵驱动链条张紧器断裂(图5)。

    图5 机油泵驱动链条张紧器断裂
     

    拆下发动机油底壳,发现许多齿形杂质(图6);检查平衡轴,发现平衡轴上的树脂齿轮(采用树脂齿轮的目的是抑制齿轮噪声)损坏严重(图7)。分析认为,平衡轴上的树脂齿轮老化损坏,脱落的树脂杂物卡在机油泵链轮上导致机油泵驱动链条张紧器断裂,卡在曲轴正时链轮上导致正时链条跳齿。

    图6 发动机油底壳中的齿形塑料杂质
     
     
    图7 平衡轴上塑料材质的齿轮损坏严重


    三、故障排除

    更换平衡轴和发动机正时套件后路试,发动机加速有力,故障排除。测量起动发动机时的气缸压力波形(图8)可知,最高气缸压力为13.14 bar,排气门打开时刻约为做功下止点前49°(180°-131°=49°)曲轴转角,进气门关闭时刻约为进气下止点后60° (600°-540°=60°)曲轴转角,且排气行程末段的小凸起消失。

     

    图8 正常车起动发动机时的气缸压力波形(截屏)


    作者:余姚东江名车专修厂 叶正祥

     

     

     

     

     

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    一、故障现象

    一辆2014款雪佛兰迈锐宝车,搭载LTD发动机,累计行驶里程约为13.2km。车主反映,该车发动机难起动,且发动机故障灯异常点亮。
     

    二、故障诊断
     

    接车后试车,发现需要踩下一点加速踏板才能使发动机起动着机,且起动时间较长,起动着机后组合仪表上的发动机故障灯异常点亮。用故障检测仪检测,发动机控制模块(ECM)中存储有故障代码“P0016-00 曲轴位置-进气凸轮轴位置不合理”和故障代码“P0017-00 曲轴位置-排气凸轮轴位置不合理”(图1);读取怠速时的发动机数据流,发现进气、排气凸轮轴位置数据均为0°,推断由于ECM中存储有故障代码 P0016-00和P0017-00 ,进气、排气凸轮轴位置数据不再显示。考虑到ECM同时存储进气、排气凸轮轴位置与曲轴位置不合理的故障代码,且发动机已表现出明显的故障现象(难起动),怀疑该车发动机正时错误,而由于笔者没有采集过该款发动机正常的正时波形(进气、排气凸轮轴位置传感器及曲轴位置传感器组合波形),于是决定通过测量气缸压力波形来分析该车发动机的正时情况。

    图1 ECM中存储的故障代码(截屏)

    脱开所有点火线圈的导线连接器,然后拆下任一气缸的火花塞,将压力传感器WPS500X安装在火花塞安装孔上,起动发动机(此时起动机带动发动机运转,发动机不会着机),测得的气缸压力波形如图2所示。分析图2可知,排气门开启时刻约为做功下止点前76°(180°-104°=76°)曲轴转角(一般为做功下止点前45°~60°曲轴转角),明显过早;排气门过早打开,势必过早关闭,以致在排气行程末段,气缸压力升至约1.6 bar1 bar=100 kPa),由此确认排气凸轮轴正时错误;进气门关闭时刻约为进气下止点后47°(587°-540°=47°)曲轴转角(一般为进气下止点后40°~60°曲轴转角),看不出异常。

    图2 故障车起动发动机时
    的气缸压力波形(截屏)
     

    校对发动机正时(图3),发现进气、排气凸轮轴链轮上的箭头标识能够与正时链条上带颜色的链节对齐,但曲轴链轮上的圆形标记无法与正时链条上带颜色的链节对齐,这说明曲轴链轮出现了“跳齿”现象。

    图3 校对发动机正时
     
     

    三、故障排除

     

    更换发动机正时套装,重新校对发动机正时后试车,发动机起动正常,故障排除。

     

    四、案例视频讲解

    免拆诊断|2014款雪佛兰迈锐宝难起动

     

    作者:余姚东江名车专修厂 叶正祥

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