故障現象
一輛2010年產一汽-大眾奧迪Q5運動型多功能車，配備2.0TSI發動機，行駛里程10萬km。用戶反映該車高速行駛途中突然熄火，隨後就再也無法起動。
檢查分析
將車輛拖回4S店後，維修人員連接診斷儀檢測發動機控制單元中存有1個故障碼“P0016——曲軸位置與凸輪軸位置相關性，氣缸列1傳感器A”。
該車型配備了大眾第二代EA888發動機，其配氣機構如圖1所示。該款發動機的曲軸與凸輪軸通過鏈條連接，正時鏈條利用潤滑油路的壓力進行液壓張緊。相位調節裝置的內圈同凸輪軸相連，外圈同齒輪相連，內外圈之間的可變相位調節，是通過潤滑油壓力推動相位活塞來實現的。
圖1 EA888發動機配氣機構
根據配氣機構工作原理及該車故障現象，維修技師首先檢查了曲軸位置傳感器G28和凸輪軸位置傳感器G40的電源、搭鐵及信號線，同時檢查了信號靶輪，均未發現異常。
根據故障碼提示，懷疑相位調節器的供油壓力存在異常，但是仔細檢查了機油泵和凸輪軸相位調節器，並未發現供油故障。於是維修人員更換了進氣凸輪軸及正時鏈條組件，結果故障仍未能解決。至此，維修陷入困境，於是向筆者求助。
筆者分析P0016故障碼的形成機理，發動機控制單元會分別檢測曲軸位置傳感器G28和凸輪軸位置傳感器G40的即時相位，並根據發動機工況以及冷卻液溫度、進氣量等信息，進行實時的相位調節（圖2）。而此前的診斷中確認了2個傳感器都有信號，但並不能說明它們工作正常。對於這種由多個傳感器信號共同決定的控制策略，控制單元的控制曲線圖（MAP圖），是一種固定的邏輯關係。但是如果這種邏輯關係被打破，控制系統本身並不能識別出是哪個傳感器異常所產生的信號偏移，所以只能提示“曲軸位置與凸輪軸位置相關性”這樣模糊的故障碼。
圖2 可變進氣相位調節原理
在維修中遇到這種故障碼，我們要清醒地認識到，這是控制信號相對關係混亂所致的故障碼。為了排除故障，就要求我們儘量再現故障，並在閉合迴路中加載測量，而這種動態測量的最好方式就是使用示波器，以便記錄被測參數隨時間的變化規律。
用示波器檢查發動機G28傳感器和G40傳感器的信號，並與其他正常車輛進行對比。圖3所示為故障車G28傳感器（粉色波形）與G40傳感器（藍色波形）的相位圖，圖4為正常車的G28與G40傳感器相位波形。通過對比可以發現，故障車與正常車的凸輪軸相位相差了約12個曲軸靶輪齒數。
圖3 故障車G28與G40傳感器相位圖
圖4 正常車G28與G40傳感器相位圖
至此故障原因一目瞭然，正是凸輪軸相位調節出了問題。此前，維修人員已經更換過了凸輪軸和鏈條，並且檢查過了機油泵等相關部件，並未排除故障。那麼現在最大的故障疑點就在於進氣凸輪軸正時調節閥N205了（圖5），它的作用是在脈衝寬度調製（PWM）信號的驅動下，控制機油流入相應的儲油室。檢查相關零件，果然發現凸輪軸正時調節閥卡住了。
圖5 凸輪軸可變相位工作原理
故障排除
更換凸輪軸正時調節閥，車輛順利起動，故障排除。
回顧總結
一個簡單的機械問題，卻讓我們的維修過程變得一波三折，這就提示我們：維修車輛時要有一個系統的故障診斷思路，明確元件之間的邏輯關係，時刻不忘除了電氣之外，元件之間還可能有機械、液壓、氣動關係。並時刻記住儘量在閉合迴路、加載的條件下分析元件的相關邏輯關係。
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