鲁达 故障现象
一辆2010年产一汽-大众奥迪Q5运动型多功能车，配备2.0TSI发动机，行驶里程10万km。用户反映该车高速行驶途中突然熄火，随后就再也无法起动。
检查分析
将车辆拖回4S店后，维修人员连接诊断仪检测发动机控制单元中存有1个故障码“P0016——曲轴位置与凸轮轴位置相关性，气缸列1传感器A”。
该车型配备了大众第二代EA888发动机，其配气机构如图1所示。该款发动机的曲轴与凸轮轴通过链条连接，正时链条利用润滑油路的压力进行液压张紧。相位调节装置的内圈同凸轮轴相连，外圈同齿轮相连，内外圈之间的可变相位调节，是通过润滑油压力推动相位活塞来实现的。
图1 EA888发动机配气机构
根据配气机构工作原理及该车故障现象，维修技师首先检查了曲轴位置传感器G28和凸轮轴位置传感器G40的电源、搭铁及信号线，同时检查了信号靶轮，均未发现异常。
根据故障码提示，怀疑相位调节器的供油压力存在异常，但是仔细检查了机油泵和凸轮轴相位调节器，并未发现供油故障。于是维修人员更换了进气凸轮轴及正时链条组件，结果故障仍未能解决。至此，维修陷入困境，于是向笔者求助。
笔者分析P0016故障码的形成机理，发动机控制单元会分别检测曲轴位置传感器G28和凸轮轴位置传感器G40的即时相位，并根据发动机工况以及冷却液温度、进气量等信息，进行实时的相位调节（图2）。而此前的诊断中确认了2个传感器都有信号，但并不能说明它们工作正常。对于这种由多个传感器信号共同决定的控制策略，控制单元的控制曲线图（MAP图），是一种固定的逻辑关系。但是如果这种逻辑关系被打破，控制系统本身并不能识别出是哪个传感器异常所产生的信号偏移，所以只能提示“曲轴位置与凸轮轴位置相关性”这样模糊的故障码。
图2 可变进气相位调节原理
在维修中遇到这种故障码，我们要清醒地认识到，这是控制信号相对关系混乱所致的故障码。为了排除故障，就要求我们尽量再现故障，并在闭合回路中加载测量，而这种动态测量的最好方式就是使用示波器，以便记录被测参数随时间的变化规律。
用示波器检查发动机G28传感器和G40传感器的信号，并与其他正常车辆进行对比。图3所示为故障车G28传感器（粉色波形）与G40传感器（蓝色波形）的相位图，图4为正常车的G28与G40传感器相位波形。通过对比可以发现，故障车与正常车的凸轮轴相位相差了约12个曲轴靶轮齿数。
图3 故障车G28与G40传感器相位图
图4 正常车G28与G40传感器相位图
至此故障原因一目了然，正是凸轮轴相位调节出了问题。此前，维修人员已经更换过了凸轮轴和链条，并且检查过了机油泵等相关部件，并未排除故障。那么现在最大的故障疑点就在于进气凸轮轴正时调节阀N205了（图5），它的作用是在脉冲宽度调制（PWM）信号的驱动下，控制机油流入相应的储油室。检查相关零件，果然发现凸轮轴正时调节阀卡住了。
图5 凸轮轴可变相位工作原理
故障排除
更换凸轮轴正时调节阀，车辆顺利起动，故障排除。
回顾总结
一个简单的机械问题，却让我们的维修过程变得一波三折，这就提示我们：维修车辆时要有一个系统的故障诊断思路，明确元件之间的逻辑关系，时刻不忘除了电气之外，元件之间还可能有机械、液压、气动关系。并时刻记住尽量在闭合回路、加载的条件下分析元件的相关逻辑关系。