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奔驰M272发动机配气正时问题引起的故障分析 【摘要】配气正时问题是一个非常关键的问题，因装配不当会造成发动机不能正常工作，而在发动机装配过程中很容易因为工作疏忽将正时记号装配错误，因此一定要按照发动机的厂家的技术要求进行装配。本文以一台奔驰M272发动机怠速时抖动的故障，分析出故障原因，进一步阐明M272发动机的配气正时装配方法及注意事项。关键词：M272发动机，配气正时，怠速抖动Analyses the Failure of the Distribution Mechanisms timing About the engine M272 Abstract: Distribution Mechanisms Timing is a very pivotal issue, due to improper assembly can cause the engine not working properly. And in the process of engine assembly, the assembly marked work is easy wrong because of negligence. It must be in accordance with the engine manufacturers technical requirements. In this paper, according to a Mercedes-Benz M272 engine jitter fault at the idle speed, analysis of the reasons for the failure, further clarify the method and attention of distribution mechanisms Timing about M272 engine Key words: M272 engine, Distribution mechanisms timing , Jitter fault at the idle speed 一辆新的奔驰E280轿车发动机怠速运转时抖动严重，转速超过1500r/min以后运转平稳。奔驰E280轿车，底盘号为211.054，搭载的发动机为奔驰M272发动机，如图1所示。奔驰M272发动机是2004年开始在轿车上开始使用的，是M112发动机的升级产品，它是一款技术非常先进的V型6缸汽油发动机，排量为3.5L， 发动机转速6000转/分时达到最大功率200KW；2500转5000转/分时维持最大扭矩350Nm 。两阶段式进气歧管（可变长度进气歧管）；进气涡流产生装置；电控节温器实现冷却系统智能控制； 气缸套采用低摩擦硅铝合金技术；铸铝曲轴箱；改进的热线式空气流量计（HFM 6 Bosch）；线性排放控制。E280汽车上发动机的规格型号为272.943。图1 M272发动机1 故障分析为了解决故障，首先进行故障分析，发动机抖动的原因可能有以下几种：个别气缸工作不良；进气及真空系统有漏气现象；供油系统不良；点火正时不正确；配气正时不正确。首先检查点火系统。点火提前角准确；高压线、火花塞工作正常；清洗喷油嘴，雾化情况良好；查看真空管、阀均无漏气现象；调整CO值为1.5%之后故障依旧；用气缸压力表进行缸压测量，发现1-3缸为11.5105Pa左右，4-6缸为13105kPa左右，由此可见，左侧和右侧的气缸压力明显不同，将测得的结果与规定压力进行比较，见表11，1-3缸气缸压力低于新车正常值。根据判断可能是配气正时失准。表1 气缸压缩压力序号名 称发动机272发动机2731压缩压力允差或新值 巴12-1512-162单个气缸之间的允许压缩压力差 巴 1.5 1.53压缩压力磨损极限或极限值 巴10102 故障确诊根据WIS 文件AR05.20-P-6010TS 检查凸轮轴的基本位2，进行检查：图2 检查凸轮轴基本位置1-皮带滑轮上的标记；2-正时箱盖罩定位缘；3-脉冲轮上的标记1、拆卸空气滤清器壳体2、拆卸凸轮轴霍耳传感器3、 沿发动机运转方向(图2中箭头所示)在曲轴的中央螺栓处转动发动机,直至点火上止点前 55曲轴转角位置，皮带滑轮上的 305标记(代表点火上止点前 55曲轴转角)必须与正时箱盖罩的定位缘(2)对准。4、 检查凸轮轴的基本位置，脉冲轮上的标记(3)必须位于传感器孔的中央，如图2所示。检查发现左列气缸正确，右列不正确。5、拆下气门室罩，将曲轴顺时针转到1缸上止点位置，观察凸轮轴，发现其在4-6缸位置正确，在1-3缸位置不正确。3 故障修复3.1 配气机构简介：奔驰M272发动机是V型六缸发动机，每列气缸均为双顶置凸轮轴，如图4所示，在V型夹角内侧的两根凸轮轴为进气凸轮轴，外侧的两根凸轮轴是排气凸轮轴，两根进气凸轮轴通过链条由曲轴传动，转动方向为顺时针，两根排气凸轮轴则被进气凸轮轴前端的齿轮驱动，旋转方向为逆时针。每个气缸具有四个气门，采用液压挺柱，每个凸轮轴的配气正时均连续可调。图3 M272发动机的配气机构3.2 正确的配气机构正时装配方法：1）将气缸体转至垂直向下的位置，如图4所示。图4 将气缸体转至垂直向下位置2）按图5所示装上正时链条滑轨3。图5 正时链条滑轨安装示意图3）按照图6所示安装正时链条，注意有铜链节一侧朝向外侧，并对准以下标记：如图7所示，将曲轴上的半圆键8对准气缸体上的正时标记9，平衡轴上平衡重上的缺口6对准气缸体上的正时标记7。链条上共有四个铜链节，其中两个分别安装在曲轴正时链轮和平衡轴正时链轮上，安装时如图8所示，铜链节对准曲轴正时链轮前端凹槽内的一个凸起，如图8（a）所示，在平衡轴的链轮上，铜链节对准图8（b）所示的三个印痕位置。4）装配正时箱盖及发动机气缸盖（因不涉及配正时记号问题，具体装配方法略）。图6 链条的安装方法图7 曲轴及平衡轴上的正时标记1-气缸盖罩；2-凸轮轴调节器；3-链条导轨销；5-平衡轴正时齿轮；6-平衡轴重块上的正时标记；7-缸体上的平衡轴正时标记；8-曲轴半圆键；9-缸体上的正时标记5）装配凸轮轴调节器。安装凸轮轴调节器时，要注意观察凸轮轴调节器上面的标记及以下问题：首先检查进气凸轮调节器，左侧进气凸轮调节器上有标记L，右侧进气凸轮轴调节器上有标记R，安装时不要装错，如图9所示。在奔驰M272发动机上，发动机的左右是按照驾驶员在汽车上的位置来确定的，发动机在机舱中是纵置的，因此，当我们面对发动机装配凸轮轴调节器时，左手侧装配带有R标记的凸轮轴调节器，右手侧装配带有L标记的，位于V型气缸体中部的两根凸轮轴是进气凸轮轴，反之外侧的两根是排气凸轮轴，图9所示的两个凸轮轴调节器应装配在进气凸轮轴上。 （a） （b）图8 曲轴及平衡轴与链条的装配标记将左右两侧的进气凸轮轴调节器分别装在左右两侧的进气凸轮轴上，注意要先将链条挂在调节器上，然后在将凸轮轴调节器装到凸轮轴上，特别是两个凸轮轴调节器中后安装的那个调节器一定要先把链条挂在上面，否则因为链条长度有限，如果先把凸轮轴调节器装在凸轮轴上，则不可能装上链条。在装配链条时，注意将两个铜链节挂在涂有蓝色油漆的两个直齿轮上的轮齿正对的链轮齿上（如图9中的标记3，6）。如果是一台用旧的发动机，调节器上看不到蓝色油漆标记可以从标记4，5所对应的齿轮（不计该轮齿）分别向L和R侧数轮齿的数量，左侧的调节器向L标记侧数，铜链节挂在第8，9两个齿所对应的链轮齿上；右侧的调节器向R标记侧数，铜链节挂在第7，8两个齿所对应的链轮齿上。装配完成后，从发动机的前面看，效果如图14所示。32456718图9 进气凸轮调节器上的标记1，8-脉冲轮定位孔；2，7-L,R记号；3，6铜链节安装标记；4，5-与排气凸轮轴配正时标记在装配所有凸轮轴调节器时，除了前面有正时标记要对正外，在调节器的后面，与凸轮轴之间也有标记要对正。在凸轮轴上有孔，在装配时要将凸轮轴调节器上的定位销插入孔中。另外在凸轮轴轴颈和凸轮轴调节器的轮毂外侧各有一道标记线如图11所示，在装配时要让这两条线对齐，如果不能对齐，可以在凸轮轴的后端用TORX T60的套头及T型扳手转动凸轮轴，做这项工作时，最好有两个人合作进行。12图10 凸轮轴调节器与凸轮轴的装配标记41-进气、排气凸轮轴的装配孔；2-凸轮轴调节器上的定位销图11 凸轮轴及调节器上的标记线将两个进气凸轮轴调节器装配好后，装配排气凸轮调节器。排气凸轮调节器上的直齿轮是由两部分组成的，因调节器内部有弹簧，如图12所示，在自由状态下1, 2两部分在弹簧压作用下会互相错位，且可能导致凸轮轴调节器会发生永久性损坏。新的排气凸轮调节器有一根销子将1，2两部分互相锁定，如果是拆卸旧的发动机，在拆卸两个排气凸轮轴挑起器前要用一个直径3mm的冲子插入盖板的孔4中将齿1，2相互锁定，在完全装好后，才能将销子或冲子拔出。在装配时，盖板孔4应该向下，因为左右两侧排气凸轮轴调节器完全相同，在装配时，要将图13中圆圈内的两条线与进气凸轮轴调节器上的；装配在右侧时，应使用图13中下侧圈内的两条线标记，装配好后如图14所示。图12 锁止齿轮啮合间隙补偿元件5图13 排气凸轮轴调节器上的正时标记 （a） (b)图14 凸轮轴调节器装配完成a-右侧；b左侧6）装配脉冲轮。每个凸轮轴前面各有一个脉冲轮，排气凸轮轴的代表符号是A，进气凸轮轴的代表符号是E，分别是德语中排气Auslass和进气Einlass单词的第一个字母，因此在四个脉冲轮上，左侧的标记为AL、EL，右侧的标记为AR、ER。在进气脉冲轮的边缘有一个圆点，排气脉冲轮上有两个圆点，在装配时进气凸轮轴上的一个圆点应位于排气脉冲轮的两个圆点中间，以上所述的标记及装配后的效果如图15所示。对好正时标记后将中心阀安装到位，注意中心阀的拧紧方向为图16箭头所示方向的反向，拧紧力矩为145Nm。 （a） （b）图15 脉冲轮的装配a-右侧；b-左侧 （a） （b）图16 中心阀的松开方向6a-右侧；b-左侧以上，是M272发动机全部配气机构正时标记装配方法，为了进一步确认故障，拆开发动机气缸盖罩及气缸盖前罩检查凸轮轴调节器基本位置。3.3 拆除气缸盖罩和气缸盖前罩检查凸轮轴调节器基本位置图17 拆开发动机气缸盖罩及气缸盖前罩检查凸轮轴调节器基本位置按照发动机运转方向转动曲轴，直到皮带轮上的OT后40度标记1对准正时盖上的标记2。凸轮轴调节器上的标记3应指向上方，标记4应与气缸盖表面平齐。按照上述方法进行查看，发现左侧气缸的标记位置正确，右侧气缸的位置略向左侧气缸侧偏，经仔细检查，发现右侧气缸的铜链节与正确位置延顺时针方向错过了一个齿。凸轮轴传动齿轮为40齿，提前一个齿等于提前9度，此故障是凸轮轴正时安装错误。3.4 故障修复过程根据上述检查，因为左侧气缸正时标记正确，所以可以判定除了右侧气缸的铜链节与凸轮轴调节器的正确位置错位，导致右侧气缸排气凸轮正时标记也存在问题外，其他正时标记没有问题，所以仅需要重新调整右侧气缸两个凸轮轴调节器与传动链条的相对位置即可，在上面检查已经拆开的部分零件的基础上，再进行以下步骤进行修复7 8：按照图16a所示方向，松开右侧两凸轮轴的中心阀，卸下中心阀及脉冲轮，用橡胶锤从右侧排气凸轮轴调节器的背面轻轻敲数次，将其取下。用拔销器将右侧两链条滑轨的定位销拆卸，然后将张紧导轨从正时箱上面拉出。 (a) (b) (c) (d) (e)图18 拆卸张紧导轨a-用拔销器拆卸链条滑轨定位销；b，c-拔出将张紧导轨；d-拔出后的张紧导轨；e-拔出张紧导轨后的正时箱用步骤的方法，将右侧进气凸轮调节器拆下，然后按标题2中5）-步骤中所示，将链条上的铜链节与凸轮轴调节器重新装配，再按照步骤5）-中的步骤将进气凸轮轴调节器装回到凸轮轴上。将张紧导轨安装入正时箱中，然后再按照5）-的步骤将排气凸轮轴调节器重新装配。按照步骤6）装配脉冲轮及中心阀，然后将其余部件一一装配。装配完成后起动发动机进行试车，故障消失，说明故障已经修复。结束语发动机正时问题是一个非常关键的问题，如果正时装配不正确，轻则会影响发动机的正常运转，重则会在气门开启的过程中造成气门与活塞顶相撞，导致活塞、连杆、曲轴、缸体等发生严重变形以致发动机整体报废的严重后果，所以在发动机的装配过程中一定要严格按照设计要求进行配气机构的装配，通过本故障的修复，本人在发动机的修复过程中增长了不少的工作经验，并且更加意识到工作时一丝不苟、严谨认真的工作态度的重要性。参考文献1 奔驰车间信息系统（WIS）文件AR01.00-P-1200TS 测试压缩压力2 奔驰车间信息系统（WIS）文件AR05.20-P-6010TS 检查凸轮轴的基本位置3 奔驰车间信息系统（WIS）文件AR05.10-P-8484TS 安装正时箱盖罩中的滑轨4 奔驰车间信息系统（WIS）文件AR05.20-P-6992TS 安装凸轮轴5 奔驰车间信息系统（WIS）文件AR05.20-P-7201-05VA 锁止齿轮啮合间隙补偿元件6 奔驰车间信息系统（WIS）文件AR05.20-P-7201-06VA 松开，紧固中心阀7 奔驰车间信息系统（WIS）文件AR05.10-P-8127TT 安装张紧轨8 奔驰车间信息系统（WIS）文件AR05.20-P-6020TS 调节凸轮轴的基本位置