如何利用波形分析大眾EA888正時(shí)

李喜龍

摘 要：AE888作為大眾的明星發(fā)動(dòng)機(jī)，更新到的第三代發(fā)動(dòng)機(jī)性能更為出色，因此本文主要介紹如何利用曲軸位置傳感器和凸輪軸位置傳感器波形來分析發(fā)動(dòng)機(jī)正時(shí)情況。發(fā)動(dòng)機(jī)正時(shí)錯(cuò)誤是導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)抖動(dòng)的主要原因之一，以往驗(yàn)證正時(shí)都是通過正時(shí)工具、正時(shí)記號(hào)。都需要拆卸部分零部件才得以驗(yàn)證，本文通過對(duì)比G28、G40兩個(gè)傳感器波形就可以判斷發(fā)動(dòng)機(jī)正時(shí)情況。

關(guān)鍵詞：曲軸位置傳感器波形 凸輪軸位置傳感器波形 正時(shí)系統(tǒng)

1 前言

模塊化平臺(tái)生產(chǎn)是當(dāng)前汽車行業(yè)造車的主要方向，作為大眾的明星EA888發(fā)動(dòng)機(jī)，同樣適用于大眾最新的MQB及MLB平臺(tái)上。因此EA888發(fā)動(dòng)機(jī)是大眾集團(tuán)開發(fā)的一款符合當(dāng)前社會(huì)要求的發(fā)動(dòng)機(jī)，普遍使用于大眾集團(tuán)旗下的中高端車型。該發(fā)動(dòng)機(jī)擁有汽油缸內(nèi)直噴、發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣渦輪增壓和可變氣門正時(shí)（不含氣門升程控制）等先進(jìn)技術(shù)，使得汽車裝載這款發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)可擁有油耗低、動(dòng)力輸出強(qiáng)等特點(diǎn)，滿足人們對(duì)燃油經(jīng)濟(jì)性及動(dòng)力性能的追求。

正時(shí)就是發(fā)動(dòng)機(jī)凸輪軸與曲軸的轉(zhuǎn)角位置要相互對(duì)應(yīng)，以此來保證進(jìn)、排氣門在正確時(shí)刻開啟或關(guān)閉。如果發(fā)生正時(shí)錯(cuò)誤，就可能造成活塞頂氣門的現(xiàn)象。發(fā)動(dòng)機(jī)的裝配過程中，在曲軸、凸輪軸、正時(shí)皮帶上都有相應(yīng)的對(duì)齊標(biāo)記，安裝時(shí)必須保證三者之間的標(biāo)記全部對(duì)齊，這樣才能獲得正確的正時(shí)。在長時(shí)間使用后，由于發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)油、鏈條等原因?qū)е抡龝r(shí)錯(cuò)誤。本人淺談如何利用波形分析正時(shí)情況，敬請各位專家多多指點(diǎn)。

2 大眾EA888發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)展歷程

廣泛應(yīng)用于大眾、奧迪等品牌下的眾多車型中。從下圖中可以看出，這款大眾明星發(fā)動(dòng)機(jī)--888發(fā)動(dòng)機(jī)的歷史并不算長，從2006年第一代的出現(xiàn)到現(xiàn)在，也才14年光景，經(jīng)過多年技術(shù)的積累，該發(fā)動(dòng)機(jī)更新到第三代。第三代的EA888發(fā)動(dòng)機(jī)在新能上比上一代表現(xiàn)的更出色，該款發(fā)動(dòng)機(jī)（1.8L）在2014年取得沃德十佳發(fā)動(dòng)機(jī)之一的稱號(hào)，其實(shí)力體現(xiàn)的淋漓盡致。

3 大眾EA888曲軸位置傳感器G28

轉(zhuǎn)速傳感器-G28安裝位置：該傳感器用螺栓擰在缸體的側(cè)面，它掃描曲軸上的靶輪。信號(hào)應(yīng)用：從發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器的信號(hào)可以獲知發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和曲軸相對(duì)于凸輪軸的準(zhǔn)確位置，用于計(jì)算噴油量和噴油始點(diǎn)。

第三代EA888霍爾式轉(zhuǎn)速傳感器-G28發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器采用霍爾式的工作原理，用來識(shí)別發(fā)動(dòng)機(jī)在壓縮沖程的上止點(diǎn)，是點(diǎn)火和噴油的主要時(shí)間信號(hào)，在發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)，可通過霍爾傳感器信號(hào)來快速而準(zhǔn)確識(shí)別凸輪軸相對(duì)于曲軸的位置，能夠識(shí)別轉(zhuǎn)動(dòng)方向，熄火時(shí)準(zhǔn)確判斷曲軸位置，使發(fā)動(dòng)機(jī)下次起動(dòng)更迅速。

如果發(fā)動(dòng)機(jī)順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，首先霍爾效應(yīng)片1探測到上升邊。片刻之后，霍爾效應(yīng)片 3和2依次探測到上升邊。因?yàn)榛魻栃?yīng)片1 和3之間的時(shí)間差比霍爾效應(yīng)片3和2之間的時(shí)間差短，ECU可判斷發(fā)動(dòng)機(jī)是順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。反之可以判斷出反轉(zhuǎn)。

4 凸輪軸位置傳感器-G40

用來識(shí)別發(fā)動(dòng)機(jī)在壓縮沖程的上止點(diǎn)，是點(diǎn)火和噴油的主要時(shí)間信號(hào)，與發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器G28的信號(hào)一起可識(shí)別出哪個(gè)氣缸處于點(diǎn)火上止點(diǎn)。

信號(hào)中斷時(shí)就使用發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器G28的信號(hào)。由于不能那么快就識(shí)別出凸輪軸的位置和氣缸的位置，所以發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)所需要的時(shí)間就長一些。

霍爾元件由3部分構(gòu)成，分別為齒圈、永久磁鐵、霍爾集成電路。齒圈由凸輪軸驅(qū)動(dòng)，當(dāng)齒圈中的葉片進(jìn)入永久磁鐵和霍爾元件之間的空氣間隙時(shí)，永久磁鐵的磁場被葉片遮擋，霍爾元件表面無磁場作用，內(nèi)部也就不能形成霍爾電動(dòng)勢。當(dāng)齒圈中缺口進(jìn)入間隙時(shí)，由于磁場的變化，產(chǎn)生了霍爾電動(dòng)勢。隨著凸輪軸的轉(zhuǎn)動(dòng)，霍爾傳感器經(jīng)過內(nèi)部放大電路放大，輸出壓縮沖程上止點(diǎn)的電脈沖信號(hào)。

G40傳感器信號(hào)輪發(fā)生故障時(shí)通常會(huì)引起發(fā)動(dòng)機(jī)正時(shí)錯(cuò)誤、VVT閥損壞、無法啟動(dòng)等。此類故障可以通過發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元報(bào)出相應(yīng)電器故障代碼來維修。但如果凸輪軸位置或者轉(zhuǎn)速位置傳感器信號(hào)輪出現(xiàn)故障，同時(shí)又沒有凸輪軸、曲軸之間位置自學(xué)習(xí)值，比如因?yàn)閯h除故障時(shí)清除了自學(xué)習(xí)值，發(fā)動(dòng)機(jī)將無法啟動(dòng)，排查工作困難較大。本文針對(duì)正時(shí)信號(hào)出現(xiàn)故障時(shí)，講述如何通過波形來準(zhǔn)確的確認(rèn)正時(shí)狀態(tài)。

5 根據(jù)G28&G40波形判別一缸上止點(diǎn)

一缸上止點(diǎn)判斷

首先要拔掉VVT執(zhí)行器插頭，信號(hào)輪齒缺給出了曲軸位置基準(zhǔn)零位，精確的上止點(diǎn)位置是存儲(chǔ)在ECU中的，在EA888上1/4缸上止點(diǎn)被設(shè)定在齒缺后第14齒下降沿。

選取了一缸點(diǎn)火信號(hào)，在怠速時(shí)，點(diǎn)火提前角控制在0°（最多跳變到2°）也就是說，點(diǎn)火信號(hào)的下降沿基本就是一缸上止點(diǎn)較精確的位置。在斷開進(jìn)排氣VVT后怠速轉(zhuǎn)速情況下讀到的G28與G40波形，可以看到凸輪軸位置傳感器的上升沿剛好對(duì)正曲軸位置傳感器的一缸上止點(diǎn)后第14個(gè)齒的下降沿。說明該車正時(shí)正確。

6 結(jié)論

目前大眾EA888系列發(fā)動(dòng)機(jī)都采用霍爾元件作為G28、G40傳感器，用來識(shí)別發(fā)動(dòng)機(jī)在壓縮沖程的上止點(diǎn)，是點(diǎn)火和噴油的主要時(shí)間信號(hào)。此類故障現(xiàn)象比較復(fù)雜，包括OBD燈點(diǎn)亮、加速無力、發(fā)動(dòng)機(jī)失火、異響、無法啟動(dòng)等，通常維修人員通常將大量的時(shí)間和精力消耗于換件排除，此方法過程復(fù)雜往往引起用戶抱怨。所以解決此類故障方法是根據(jù)故障代碼和示波器方法去判斷此時(shí)正時(shí)信號(hào)。以減少不必的拆裝所導(dǎo)致的二次故障及減少易損件的浪費(fèi)。此外，正時(shí)判斷除了考慮信號(hào)輪、傳感器故障外不能疏忽機(jī)械結(jié)構(gòu)偏差造成故障，比如進(jìn)排氣凸輪軸檢查以及正時(shí)調(diào)整時(shí)，要求保證凸輪軸與凸輪軸鏈輪不產(chǎn)生錯(cuò)位。

參考文獻(xiàn)：

[1]上汽大眾“全新帕薩特”維修手冊.

[2]上汽大眾第三代EA888培訓(xùn)資料.

[3]EA888發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣管積碳原因分析及應(yīng)對(duì)措施[J].林素敏，呂秋碩.汽車實(shí)用技術(shù). 2019（10）.