车型：配置2.0T发动机和6F35自动变速器。

行驶里程：34770km。

故障现象：此车在高速路服务区休息了一个多小时后，再次启动车子准备继续行驶时，出现发动机抖动，发动机故障灯点亮，行驶过程中加速无力的故障现象。

故障诊断：据车主反映，车子在服务区熄火休息前一切正常，在休息一个多小时后再次启动车子准备继续行驶时，发现发动机怠速时有轻微抖动，发动机故障灯点亮。笔者接到车主救援电话后，建议客户自己做一下机油、冷却液液位及水温等一些基本检查后,没有发现特别明显的异常情况。因为是在高速路服务区并且离店里不到30km,做完基本检查确保没有问题的情况下建议客户慢慢开回店里检查维修。客户开回店里后，经我们检查故障现象确实存在，怠速时有轻微抖动，发动机故障灯点亮，同时据车主反映在出现故障后，车子加速无力，提速性能变差。首先用福特专用诊断仪IDS读取到的故障码：

①P0016曲轴位置-凸轮轴位置相互关系，第一排传感器A，如图1所示；

图1 故障码P0016

②P0300发现随机缺火，如图2所示。

图2 故障码P0300

造成发动机怠速抖动、加速不良及导致发动机报故障码P0016、P0300是否都是相同的故障原因导致？还是不同的故障原因引起？带着这些疑问及为了能更好的分析故障原因，有必要对此发动机控制系统及触发发动机报故障码P0016、P0300的条件进行了解。

此款发动机搭配的进、排气双可变凸轮轴正时（VCT）系统。VCT系统由电液定位控制电磁阀、凸轮轴位置（CMP）传感器和触发轮构成。PCM接收来自进气温度（IAT）、发动机冷却液温度（ECT）、发动机机油温度（EOT）、凸轮轴位置（CMP）、节气门位置（TP）、质量空气流量（MAF）和CKP传感器的输入信号，以确定发动机的运行条件。在节气门关闭情况下怠速和低发动机转速时，PCM根据发动机冷却液温度、机油温度、进气温度和质量空气流量控制凸轮轴的位置。节气门部分开启和节气门全开时，凸轮轴位置由发动机RPM、载荷和节气门位置决定。PCM计算并确定所需的凸轮轴位置，并通过持续调节VCT电磁阀的占空比，允许机油流向提前或延迟凸轮轴正时的VCT执行器总成，不断的调节进、排气门的正时。从而达到降低排放量，并提高发动机功率、燃油经济性和怠速质量的目的。本系统使用电动液压控制的凸轮轴调节装置，彼此独立控制进气门与排气门的正时。凸轮轴调节器依照叶片装置原理工作，且其调整范围在进气端为52°的曲轴转角，而在排气端为47°曲轴转角。启动发动机时与空转期间，两根凸轮轴皆在其启动位置机械锁死。排气门凸轮轴位于早期位置，而进气门凸轮轴位于晚期位置。排气端的凸轮轴调节器装有扭转弹簧，用于抵消凸轮轴驱动转矩，确保在所有工作工况下且发动机关闭时，总成均可返回至启动位置。

故障码P0016的含义是：动力系统控制模块（PCM）持续监控可变凸轮轴正时（VCT）位置在凸轮轴和曲轴之间是否失准（凸轮轴和曲轴相对位置）。如果1个或多个轮齿失准，测试失败，则该故障码会出现。同时如发生VCT系统故障，也会出现此故障码（机油污染或VCT电磁阀卡住）。引发此故障码的可能原因有：

（1）凸轮轴位置传感器（CMP）受损或传感器线路短路、断路。

（2）传感器信号受到电磁波干扰。

（3）VCT电磁阀或线路故障。

（4）机油泵泵油压力不足或油道堵塞，造成VCT执行器机油压力过低，凸轮轴位置不稳定。

（5）VCT执行器内部故障。

（6）凸轮轴正时位置不正确。

故障码P0300的含义是：随机缺火表示多缸缺火或者是动力控制模块（PCM）无法确定哪个缸缺火。引发此故障码的可能原因有：

（1）凸轮轴位置传感器（CMP）。

（2）燃油系统故障。

（3）点火系统故障。

（4）废气再循环系统（此车没有单独的废气循环系统，由进排气双独立VCT控制实现废气的内部再循环)。

（5）发动机机械故障。

通过比较两个故障码触发的可能原因，发现3个相同的可疑故障原因：

①凸轮轴位置传感器（CMP）；

②VCT系统故障；

③发动机机械故障。

都会触发两个不同的故障码：P0016、P0300。结合故障出现时的情况及故障码含义分析：因为停车前发动机一切正常，停车休息之前发动工作一切正常，基本排除了发动机机械故障的可能。同时如果单单是燃油系统故障、点火系统故障导致的故障现象，发动机是不会报故障码P0016。因此也排除了燃油系统故障、点火系统故障的可能。经过以上的分析，下面重点检查进气凸轮轴位置传感器（CMP）及相关线路故障和VCT系统及相关线路故障。

首先故障码报P0016，因维修资料和IDS 读取的故障码解释不一致，不知道第一排传感器A是进气凸轮轴位置传感器，还是排气凸轮轴位置传感器。为了安全起见，通过拔取凸轮轴位置传感器启动后再次用IDS读取故障码的方法进行确认，拔取进气传感器后读取的故障码报第一排传感器A信号故障，由此确定第一排传感器A指的是进气凸轮轴位置传感器。依据发动机控制线路（图如图3、图4所示），检查凸轮轴位置传感器及VCT电磁阀线路，线路正常，没有断路、短路故障，并且VCT电磁阀的供电线路正常。

图3 动力系统控制电路1

图4 动力系统控制电路2

将进气侧凸轮轴位置传感器和排气侧凸轮轴位置传感器（进排气凸轮轴位置传感器通用）互换后，故障码依旧报P0016，由此可以排除了进气凸轮轴位置传感器、传感器线路和VCT电磁阀线路故障的可能。用IDS读取怠速时VCT的工作数据流，如图5所示。

图5 VCT工作数据流

读取到VCT怠速时的工作数据流显示：进气凸轮轴实际位置为-49.68°（相对于曲轴位置提前49.68°），而PCM期望的进气凸轮轴正时位置角度为0；排气凸轮轴实际位置为0.62°，PCM期望的排气凸轮轴正时位置角度为0和实际位置基本一致。同时进气及排气凸轮轴位置工作循环都为0。而依据VCT 的基本工作原理可知：在冷车启动及怠速时应减少近、排气门的重叠角，减少废气进入进气侧，确保发动机的稳定燃烧，保证发动机的平稳运转及提高燃油经济性。启动发动机时与空转期间，两根凸轮轴皆在其启动位置机械锁死。从数据流也可以看出此时PCM期望的进、排气凸轮轴正时位置角度都为0，进气及排气凸轮轴位置工作循环也都为0，此时VCT 不参与凸轮轴位置的调整工作。从读取到的进气实际凸轮轴位置数据可知，此时发动机的进气凸轮轴和曲轴的相对位置提前了49.68°，和理论需求的角度0有很大的区别。排气侧凸轮轴位置正常只有进气侧凸轮轴位置提前，造成进气凸轮轴都提前的最主要原因有：①进气VCT执行器卡滞在提前位置；②进气VCT 电磁阀卡滞在提前侧（此时进排气凸轮轴位置工作循环都为0，排除了PCM控制出问题的可能性）。

进气VCT 执行器油道堵塞。为了确认故障原因，拆下气门饰盖，重新对发动机正时，此时正时系统正常，排除了VCT执行器卡滞的可能性（正常情况下，发动机熄火后凸轮轴在弹簧力的作用下恢复初始位置）。因为油道不好检测，本着先简后繁的原则，先拆下进气VCT 电磁阀检查没有看出明显故障点，然后将进气VCT电磁阀和排气VCT电磁阀互换，如图6所示。

图6 VCT电磁阀位置

装复车子启动，发现故障现象转移，即怠速时进气侧凸轮轴实际位置接近0°左右，而排气侧凸轮轴实际位置大大提前，故障现象随故障部件转移。到此故障原因找到，即进气VCT 电磁阀卡滞在提前侧，更换进气侧VCT 电磁阀后，经多次试车，故障码、故障灯不再重现，加速正常，故障排除。正常车辆怠速时VCT工作数据如图7所示。

图7 数据流

故障总结：此车启动发动机怠速抖动及发动机故障灯常亮加速无力，报故障码P0016、P0300都是由于进气凸轮轴正时不对导致。由于进气侧VCT 电磁阀卡滞在提前位置导致发动机启动后机油经VCT油道进入VCT提前室致使进气凸轮正时非正常的提前了49.68°。在启动及怠速时，进排气气门重叠角过大，部分废气重新流入进气管，造成参与二次燃烧的废气过多，发动机燃烧不良，出现缺火现象并报故障码P0300，最终导致怠速时发动机有抖动及加速不良的故障现象。其次,动力系统控制模块（PCM）持续监控可变凸轮轴正时（VCT）位置在凸轮轴和曲轴之间是否失准（凸轮轴和曲轴相对位置）,从图4中VCT数据流可以看出，进气凸轮轴提前过大，大大超出了当时条件下凸轮轴和曲轴相对位置，所以报故障码P0016。通过此案例也给我们一些提示，在遇到发动机报多个故障码的情况下，通过查找导致出现不同故障码的相同故障原因，并结合故障出现的条件及故障现象进行合理的推理分析、论证，缩小检测范围，减少大部分不必要的检查，提高诊断效率，即可快速的查明故障原因、找出故障部件，最终排除故障。