2015款Jeep牧马人车发动机故障灯异常点亮

上海欣车汇实业有限公司 林创创

林创创，上海欣车汇实业有限公司首席技术营销官，上海Tech Gear 汽车诊断学院培训师，2次入选第45届、46届世界技能大赛汽车技术项目国家队员，2018年荣获中国技能大赛上海职业技能大赛汽车维修工项目第1名，2020年荣获中华人民共和国第一届职业技能大赛汽车技术项目第4名。

故障现象 一辆2015款Jeep牧马人车，搭载3.6 L发动机（型号为G），累计行驶里程约为13.2万km。车主反映，该车发动机故障灯异常点亮。

故障诊断 接车后试车，发动机起动、怠速及加速均正常，但组合仪表上的发动机故障灯异常点亮。用故障检测仪检测，发现动力控制模块（PCM）中存储有故障代码“P0019 曲轴位置-凸轮轴位置关联 缸组2传感器2”；读取怠速时的发动机数据流（图1），发现“进气凸轮轴2/曲轴差”（气缸组2进气凸轮轴位置与曲轴位置的信号偏差）最大，为-12.90°曲轴转角。

图1 故障车怠速时的发动机数据流（截屏）

该车为V6发动机，气缸组及气缸顺序如图2所示。单侧气缸组的进、排气凸轮轴位置传感器集成在一起，其电路如图3所示。通常凸轮轴位置传感器A或凸轮轴位置传感器1是指进气凸轮轴位置传感器，凸轮轴位置传感器B或凸轮轴位置传感器2是指排气凸轮轴位置传感器。例如，对2014年凯迪拉克XTS车3.6 L发动机（型号为KFX）控制系统而言，故障代码P0019的含义为“曲轴位置-排气凸轮轴位置不合理 缸组2”（图4）。依据这个原则，该车故障代码P0019应指气缸组2排气凸轮轴位置与曲轴位置的信号偏差过大，但怠速时的发动机数据流却显示气缸组2进气凸轮轴位置与曲轴位置的信号偏差过大。那么该车到底是气缸组2的排气凸轮轴位置信号偏差过大（若曲轴位置信号发生偏差，则气缸组1和气缸组2的进、排气凸轮轴位置都会受到影响，所以排除曲轴位置信号发生偏差的可能），还是气缸组2的进气凸轮轴位置信号偏差过大呢？

图2 故障车发动机的气缸组及气缸顺序

图3 凸轮轴位置传感器和曲轴位置传感器电路

图4 2014年凯迪拉克XTS车3.6 L发动机控制系统的相关故障代码说明（截屏）

首先用pico示波器测量曲轴位置传感器及气缸组1和气缸组2的排气凸轮轴位置传感器的信号波形（图5），发现2组气缸的排气凸轮轴位置传感器信号波形基本同步。再测量曲轴位置传感器及气缸组1和气缸组2的进气凸轮轴位置传感器的信号波形（图6），发现气缸组2进气凸轮轴位置传感器信号波形的相位比气缸组1进气凸轮轴位置传感器信号波形的相位滞后（波形向左移为相位提前，向右移为滞后）了约8.36°曲轴转角。由图1可知，“进气凸轮轴1/曲轴差异”（气缸组1进气凸轮轴位置与曲轴位置的信号偏差）为-6.50°曲轴转角，结合图6估算气缸组2进气凸轮轴与曲轴位置的信号偏差为（-8.36°）+（-6.50°）=-14.86°曲轴转角，这与图1中PCM计算的角度（-12.90°曲轴转角）十分接近。诊断至此可知，该车气缸组2进气凸轮轴位置信号确实偏差过大。

图5 曲轴位置传感器及气缸组1和气缸组2的排气凸轮轴位置传感器的信号波形（截屏）

图6 曲轴位置传感器及气缸组1和气缸组2的进气凸轮轴位置传感器的信号波形（截屏）

难道是PCM误报了故障代码P0019？仔细查看维修资料得知，该车故障代码P0019中的“缸组2传感器2”是指气缸组2的进气凸轮轴（CMP）位置传感器（图7），并不是指气缸组2的排气凸轮轴位置传感器。在此提醒大家，不同车型对同一故障代码的解释可能大相径庭，如果故障代码的含义中没有明确指明相关元件，最好查看故障车的维修手册，在明确故障代码所指的元件后再进行相关检查，不要仅凭经验推测故障代码所指的元件，否则弄错检查对象会走很多弯路。

图7 故障车的相关维修资料（截屏）

分析认为，导致气缸组2进气凸轮轴位置信号偏差过大的可能原因有：气缸组2进气凸轮轴相位调节系统故障，包括机油压力、相位调节电磁阀、相位调节执行器等故障；气缸组2进气凸轮轴链轮“跳齿”；正时链条松动，包括正时链条拉长及张紧器、导轨损坏；气缸组2进气凸轮轴位置传感器信号轮发生偏转。

进气凸轮轴相位调节系统是将进气凸轮轴相位向提前位置调节，当该系统不工作时，进气凸轮轴相位处于最大延迟状态。由于怠速时进气凸轮轴相位调节系统不工作，而气缸组2进气凸轮轴相位比气缸组1进气凸轮轴相位滞后约8.36°曲轴转角，所以可以排除机油压力及气缸组2进气凸轮轴相位调节电磁阀故障的可能。网上搜索该发动机气缸组2进气凸轮轴链轮的图片（图8），发现链轮共有33个齿，那么1个齿对应的曲轴转角为360°÷33×2≈21.8°。由于气缸组2进气凸轮轴偏差为-12.90°曲轴转角，由此排除气缸组2进气凸轮轴链轮“跳齿”的可能。分析气缸组2进、排气凸轮轴链轮及正时链条的布局（图9）可知，气缸组2进气凸轮轴链轮位于正时链条的紧边，若气缸组2的正时链条松动，则对排气凸轮轴相位影响会更大，因此该车正时链条松动的可能性不大。诊断至此，将故障范围缩小为气缸组2进气凸轮轴相位调节执行器损坏或进气凸轮轴位置传感器信号轮发生偏转。

图8 故障车气缸组2进气凸轮轴链轮

图9 Jeep牧马人车3.6 L发动机正时机构的布局

进行拆检，发现气缸组2正时链条没有松动，且进、排气凸轮轴链轮正时正常（图10）。考虑到该车发动机运行正常，经与车主沟通，决定通过调整气缸组2进气凸轮轴位置传感器信号轮位置的方式来解决存储故障代码P0019的问题。

图10 气缸组2进、排气凸轮轴链轮正时正常

故障排除 将气缸组2进气凸轮轴位置传感器信号轮顺时针调整一定角度（图11），直到2组气缸的进气凸轮轴位置传感器信号波形基本同步（图12）后试车，发动机故障灯不再异常点亮，发动机工作一切正常，故障排除。

图11 调整气缸组2进气凸轮轴位置传感器信号轮位置

图12 2组气缸的进气凸轮轴位置传感器信号波形基本同步（截屏）