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車(chē)型：配置2.0T發(fā)動(dòng)機和6F35自動(dòng)變速器。

行駛里程：34770km。

故障現象：此車(chē)在高速路服務(wù)區休息了一個(gè)多小時(shí)后，再次啟動(dòng)車(chē)子準備繼續行駛時(shí)，出現發(fā)動(dòng)機抖動(dòng)，發(fā)動(dòng)機故障燈點(diǎn)亮，行駛過(guò)程中加速無(wú)力的故障現象。

故障診斷：據車(chē)主反映，車(chē)子在服務(wù)區熄火休息前一切正常，在休息一個(gè)多小時(shí)后再次啟動(dòng)車(chē)子準備繼續行駛時(shí)，發(fā)現發(fā)動(dòng)機怠速時(shí)有輕微抖動(dòng)，發(fā)動(dòng)機故障燈點(diǎn)亮。筆者接到車(chē)主救援電話(huà)后，建議客戶(hù)自己做一下機油、冷卻液液位及水溫等一些基本檢查后,沒(méi)有發(fā)現特別明顯的異常情況。因為是在高速路服務(wù)區并且離店里不到30km,做完基本檢查確保沒(méi)有問(wèn)題的情況下建議客戶(hù)慢慢開(kāi)回店里檢查維修?？蛻?hù)開(kāi)回店里后，經(jīng)我們檢查故障現象確實(shí)存在，怠速時(shí)有輕微抖動(dòng)，發(fā)動(dòng)機故障燈點(diǎn)亮，同時(shí)據車(chē)主反映在出現故障后，車(chē)子加速無(wú)力，提速性能變差。首先用福特專(zhuān)用診斷儀IDS讀取到的故障碼：

①P0016曲軸位置-凸輪軸位置相互關(guān)系，第一排傳感器A，如圖1所示；

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圖1 故障碼P0016

②P0300發(fā)現隨機缺火，如圖2所示。

圖2 故障碼P0300

造成發(fā)動(dòng)機怠速抖動(dòng)、加速不良及導致發(fā)動(dòng)機報故障碼P0016、P0300是否都是相同的故障原因導致？還是不同的故障原因引起？帶著(zhù)這些疑問(wèn)及為了能更好的分析故障原因，有必要對此發(fā)動(dòng)機控制系統及觸發(fā)發(fā)動(dòng)機報故障碼P0016、P0300的條件進(jìn)行了解。

此款發(fā)動(dòng)機搭配的進(jìn)、排氣雙可變凸輪軸正時(shí)（VCT）系統。VCT系統由電液定位控制電磁閥、凸輪軸位置（CMP）傳感器和觸發(fā)輪構成。PCM接收來(lái)自進(jìn)氣溫度（IAT）、發(fā)動(dòng)機冷卻液溫度（ECT）、發(fā)動(dòng)機機油溫度（EOT）、凸輪軸位置（CMP）、節氣門(mén)位置（TP）、質(zhì)量空氣流量（MAF）和CKP傳感器的輸入信號，以確定發(fā)動(dòng)機的運行條件。在節氣門(mén)關(guān)閉情況下怠速和低發(fā)動(dòng)機轉速時(shí)，PCM根據發(fā)動(dòng)機冷卻液溫度、機油溫度、進(jìn)氣溫度和質(zhì)量空氣流量控制凸輪軸的位置。節氣門(mén)部分開(kāi)啟和節氣門(mén)全開(kāi)時(shí)，凸輪軸位置由發(fā)動(dòng)機RPM、載荷和節氣門(mén)位置決定。PCM計算并確定所需的凸輪軸位置，并通過(guò)持續調節VCT電磁閥的占空比，允許機油流向提前或延遲凸輪軸正時(shí)的VCT執行器總成，不斷的調節進(jìn)、排氣門(mén)的正時(shí)。從而達到降低排放量，并提高發(fā)動(dòng)機功率、燃油經(jīng)濟性和怠速質(zhì)量的目的。本系統使用電動(dòng)液壓控制的凸輪軸調節裝置，彼此獨立控制進(jìn)氣門(mén)與排氣門(mén)的正時(shí)。凸輪軸調節器依照葉片裝置原理工作，且其調整范圍在進(jìn)氣端為52°的曲軸轉角，而在排氣端為47°曲軸轉角。啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機時(shí)與空轉期間，兩根凸輪軸皆在其啟動(dòng)位置機械鎖死。排氣門(mén)凸輪軸位于早期位置，而進(jìn)氣門(mén)凸輪軸位于晚期位置。排氣端的凸輪軸調節器裝有扭轉彈簧，用于抵消凸輪軸驅動(dòng)轉矩，確保在所有工作工況下且發(fā)動(dòng)機關(guān)閉時(shí)，總成均可返回至啟動(dòng)位置。

故障碼P0016的含義是：動(dòng)力系統控制模塊（PCM）持續監控可變凸輪軸正時(shí)（VCT）位置在凸輪軸和曲軸之間是否失準（凸輪軸和曲軸相對位置）。如果1個(gè)或多個(gè)輪齒失準，測試失敗，則該故障碼會(huì )出現。同時(shí)如發(fā)生VCT系統故障，也會(huì )出現此故障碼（機油污染或VCT電磁閥卡?。?。引發(fā)此故障碼的可能原因有：

（1）凸輪軸位置傳感器（CMP）受損或傳感器線(xiàn)路短路、斷路。

（2）傳感器信號受到電磁波干擾。

（3）VCT電磁閥或線(xiàn)路故障。

（4）機油泵泵油壓力不足或油道堵塞，造成VCT執行器機油壓力過(guò)低，凸輪軸位置不穩定。

（5）VCT執行器內部故障。

（6）凸輪軸正時(shí)位置不正確。

故障碼P0300的含義是：隨機缺火表示多缸缺火或者是動(dòng)力控制模塊（PCM）無(wú)法確定哪個(gè)缸缺火。引發(fā)此故障碼的可能原因有：

（1）凸輪軸位置傳感器（CMP）。

（2）燃油系統故障。

（3）點(diǎn)火系統故障。

（4）廢氣再循環(huán)系統（此車(chē)沒(méi)有單獨的廢氣循環(huán)系統，由進(jìn)排氣雙獨立VCT控制實(shí)現廢氣的內部再循環(huán))。

（5）發(fā)動(dòng)機機械故障。

通過(guò)比較兩個(gè)故障碼觸發(fā)的可能原因，發(fā)現3個(gè)相同的可疑故障原因：

①凸輪軸位置傳感器（CMP）；

②VCT系統故障；

③發(fā)動(dòng)機機械故障。

都會(huì )觸發(fā)兩個(gè)不同的故障碼：P0016、P0300。結合故障出現時(shí)的情況及故障碼含義分析：因為停車(chē)前發(fā)動(dòng)機一切正常，停車(chē)休息之前發(fā)動(dòng)工作一切正常，基本排除了發(fā)動(dòng)機機械故障的可能。同時(shí)如果單單是燃油系統故障、點(diǎn)火系統故障導致的故障現象，發(fā)動(dòng)機是不會(huì )報故障碼P0016。因此也排除了燃油系統故障、點(diǎn)火系統故障的可能。經(jīng)過(guò)以上的分析，下面重點(diǎn)檢查進(jìn)氣凸輪軸位置傳感器（CMP）及相關(guān)線(xiàn)路故障和VCT系統及相關(guān)線(xiàn)路故障。

首先故障碼報P0016，因維修資料和IDS 讀取的故障碼解釋不一致，不知道第一排傳感器A是進(jìn)氣凸輪軸位置傳感器，還是排氣凸輪軸位置傳感器。為了安全起見(jiàn)，通過(guò)拔取凸輪軸位置傳感器啟動(dòng)后再次用IDS讀取故障碼的方法進(jìn)行確認，拔取進(jìn)氣傳感器后讀取的故障碼報第一排傳感器A信號故障，由此確定第一排傳感器A指的是進(jìn)氣凸輪軸位置傳感器。依據發(fā)動(dòng)機控制線(xiàn)路（圖如圖3、圖4所示），檢查凸輪軸位置傳感器及VCT電磁閥線(xiàn)路，線(xiàn)路正常，沒(méi)有斷路、短路故障，并且VCT電磁閥的供電線(xiàn)路正常。

圖3 動(dòng)力系統控制電路1

圖4 動(dòng)力系統控制電路2

將進(jìn)氣側凸輪軸位置傳感器和排氣側凸輪軸位置傳感器（進(jìn)排氣凸輪軸位置傳感器通用）互換后，故障碼依舊報P0016，由此可以排除了進(jìn)氣凸輪軸位置傳感器、傳感器線(xiàn)路和VCT電磁閥線(xiàn)路故障的可能。用IDS讀取怠速時(shí)VCT的工作數據流，如圖5所示。

圖5 VCT工作數據流

讀取到VCT怠速時(shí)的工作數據流顯示：進(jìn)氣凸輪軸實(shí)際位置為-49.68°（相對于曲軸位置提前49.68°），而PCM期望的進(jìn)氣凸輪軸正時(shí)位置角度為0；排氣凸輪軸實(shí)際位置為0.62°，PCM期望的排氣凸輪軸正時(shí)位置角度為0和實(shí)際位置基本一致。同時(shí)進(jìn)氣及排氣凸輪軸位置工作循環(huán)都為0。而依據VCT 的基本工作原理可知：在冷車(chē)啟動(dòng)及怠速時(shí)應減少近、排氣門(mén)的重疊角，減少廢氣進(jìn)入進(jìn)氣側，確保發(fā)動(dòng)機的穩定燃燒，保證發(fā)動(dòng)機的平穩運轉及提高燃油經(jīng)濟性。啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機時(shí)與空轉期間，兩根凸輪軸皆在其啟動(dòng)位置機械鎖死。從數據流也可以看出此時(shí)PCM期望的進(jìn)、排氣凸輪軸正時(shí)位置角度都為0，進(jìn)氣及排氣凸輪軸位置工作循環(huán)也都為0，此時(shí)VCT 不參與凸輪軸位置的調整工作。從讀取到的進(jìn)氣實(shí)際凸輪軸位置數據可知，此時(shí)發(fā)動(dòng)機的進(jìn)氣凸輪軸和曲軸的相對位置提前了49.68°，和理論需求的角度0有很大的區別。排氣側凸輪軸位置正常只有進(jìn)氣側凸輪軸位置提前，造成進(jìn)氣凸輪軸都提前的最主要原因有：①進(jìn)氣VCT執行器卡滯在提前位置；②進(jìn)氣VCT 電磁閥卡滯在提前側（此時(shí)進(jìn)排氣凸輪軸位置工作循環(huán)都為0，排除了PCM控制出問(wèn)題的可能性）。

進(jìn)氣VCT 執行器油道堵塞。為了確認故障原因，拆下氣門(mén)飾蓋，重新對發(fā)動(dòng)機正時(shí)，此時(shí)正時(shí)系統正常，排除了VCT執行器卡滯的可能性（正常情況下，發(fā)動(dòng)機熄火后凸輪軸在彈簧力的作用下恢復初始位置）。因為油道不好檢測，本著(zhù)先簡(jiǎn)后繁的原則，先拆下進(jìn)氣VCT 電磁閥檢查沒(méi)有看出明顯故障點(diǎn)，然后將進(jìn)氣VCT電磁閥和排氣VCT電磁閥互換，如圖6所示。

圖6 VCT電磁閥位置

裝復車(chē)子啟動(dòng)，發(fā)現故障現象轉移，即怠速時(shí)進(jìn)氣側凸輪軸實(shí)際位置接近0°左右，而排氣側凸輪軸實(shí)際位置大大提前，故障現象隨故障部件轉移。到此故障原因找到，即進(jìn)氣VCT 電磁閥卡滯在提前側，更換進(jìn)氣側VCT 電磁閥后，經(jīng)多次試車(chē)，故障碼、故障燈不再重現，加速正常，故障排除。正常車(chē)輛怠速時(shí)VCT工作數據如圖7所示。

圖7 數據流

故障總結：此車(chē)啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機怠速抖動(dòng)及發(fā)動(dòng)機故障燈常亮加速無(wú)力，報故障碼P0016、P0300都是由于進(jìn)氣凸輪軸正時(shí)不對導致。由于進(jìn)氣側VCT 電磁閥卡滯在提前位置導致發(fā)動(dòng)機啟動(dòng)后機油經(jīng)VCT油道進(jìn)入VCT提前室致使進(jìn)氣凸輪正時(shí)非正常的提前了49.68°。在啟動(dòng)及怠速時(shí)，進(jìn)排氣氣門(mén)重疊角過(guò)大，部分廢氣重新流入進(jìn)氣管，造成參與二次燃燒的廢氣過(guò)多，發(fā)動(dòng)機燃燒不良，出現缺火現象并報故障碼P0300，最終導致怠速時(shí)發(fā)動(dòng)機有抖動(dòng)及加速不良的故障現象。其次,動(dòng)力系統控制模塊（PCM）持續監控可變凸輪軸正時(shí)（VCT）位置在凸輪軸和曲軸之間是否失準（凸輪軸和曲軸相對位置）,從圖4中VCT數據流可以看出，進(jìn)氣凸輪軸提前過(guò)大，大大超出了當時(shí)條件下凸輪軸和曲軸相對位置，所以報故障碼P0016。通過(guò)此案例也給我們一些提示，在遇到發(fā)動(dòng)機報多個(gè)故障碼的情況下，通過(guò)查找導致出現不同故障碼的相同故障原因，并結合故障出現的條件及故障現象進(jìn)行合理的推理分析、論證，縮小檢測范圍，減少大部分不必要的檢查，提高診斷效率，即可快速的查明故障原因、找出故障部件，最終排除故障。