浙江/饒軍 陳巍

全新桑塔納發(fā)動機(jī)難啟動

浙江/饒軍 陳巍

圖1 凸輪軸和曲軸位置波形

VIN：LSVAB4BR1EN××××××。

故障現(xiàn)象：EPC燈點亮，同時發(fā)動機(jī)啟動困難。啟動機(jī)至少需要運(yùn)轉(zhuǎn)幾十秒鐘方能啟動，有時幾十秒鐘也無法啟動，基本上在啟動車輛時，十次可能有一兩次才能正常著車，不過啟動之后的發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)比較平穩(wěn)。

故障診斷：維修技師首先驗證該車故障現(xiàn)象確實存在，讀取發(fā)動機(jī)系統(tǒng)的故障碼，故障碼為P034100，凸輪軸位置傳感器不可信信號，主動靜態(tài)。按照故障碼的含義來分析，維修技師將問題可能的原因歸納為以下幾點：

◆傳感器本身故障，導(dǎo)致信號異?；蚱?/p>

◆正時錯誤，包括跳齒等因素影響了曲軸和凸輪軸相對應(yīng)的位置

◆VVT閥出現(xiàn)故障發(fā)卡或者磨損，引起調(diào)節(jié)異常

◆機(jī)油壓力異常，導(dǎo)致VVT閥無法正常調(diào)節(jié)引起故障

◆發(fā)動機(jī)控制單元故障

接下來維修技師圍繞這幾個可疑點，根據(jù)先易后難的原則逐一排除。維修技師首先更換了凸輪軸位置傳感器G40，更換之后故障依舊。繼續(xù)檢查了機(jī)油壓力正常，更換了VVT閥，癥狀沒有改變。維修技師在萬般無奈的情況下，使用專用工具檢查校正發(fā)動機(jī)的正時，也沒有發(fā)現(xiàn)任何異常，最后更換發(fā)動機(jī)控制單元，故障仍然沒有排除。無奈之下，向筆者求助。

筆者首先了解了維修技師的維修過程，沒有發(fā)現(xiàn)維修過程存在失誤的地方，技師的排故思路也中規(guī)中矩，可是該車現(xiàn)象不管何時去試車，故障都一直存在，那么接下來應(yīng)該如何去尋找突破口呢？

再次分析故障碼的本身含義：凸輪軸位置傳感器G40不可信信號，結(jié)合技師已經(jīng)檢查到并更換的配件，筆者認(rèn)為要不就是凸輪軸輸出的信號和正常的信號比較確實存在著問題，要不就是該傳感器輸出信號正常，但該信號因其他因素不被控制單元認(rèn)可，從而被判定為故障?；诖朔N考慮，最簡單的方法首先是我們來看看G40的信號是否正常，而驗證這點其實是非常簡單的。

連接好示波器，調(diào)整好示波器的通道以及振幅等數(shù)據(jù)，再啟動發(fā)動機(jī)，發(fā)現(xiàn)無論是啟動時，還是車輛已經(jīng)著車后發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，G40的波形和正常車輛波形相比較并無明顯的區(qū)別，由此說明該車故障碼的產(chǎn)生，與G40本身以及G40的線路無關(guān)，若兩者任一存在問題，則信號自然會異常。至此，我們已知G40輸出的為正常信號，但是故障碼含義卻依然指明該信號不可信，說明該信號并不被發(fā)動機(jī)控制單元所接受，所以系統(tǒng)始終報凸輪軸位置傳感器不可信信號，這也符合現(xiàn)在的故障癥狀。接下來應(yīng)該從該故障碼的產(chǎn)生條件來分析了。

首先了解下大眾車型的G40傳感器，作為曲軸位置傳感器G28的輔助傳感器，主要作用是判缸信號，幫助發(fā)動機(jī)控制單元來識別汽缸1在壓縮沖程的上止點，是1缸點火和噴油的時間基準(zhǔn)信號。有了這個初始信號之后，發(fā)動機(jī)控制單元才能在曲軸位置傳感器的信號基礎(chǔ)上，依據(jù)控制單元內(nèi)固有的程序，依次來控制各個汽缸的點火和噴油。若發(fā)動機(jī)在啟動的時候，丟失了G40信號，則無法判斷1缸噴油和點火的初始時間，此時對發(fā)動機(jī)控制單元來說，丟失了噴油和點火的時間標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)果將導(dǎo)致啟動困難，啟動時間延長。由此分析可知，G40的信號和曲軸位置傳感器的信號在任何時候必須相互的同步，兩者之間的相對位置應(yīng)該是恒定不變的，而這主要是通過正時傳動（本車為正時皮帶）來同步的，因此針對發(fā)動機(jī)控制單元來說，G40傳感器信號本身不僅要符合標(biāo)準(zhǔn)，信號發(fā)生的時間還必須和曲軸位置傳感器G28一致，之前僅僅是單獨(dú)檢查G40信號是正常的，但是G40和曲軸位置傳感器之間信號是否同步呢？接下來就同時測測兩者之間信號（如圖1所示）。

波形信號中，黃色的是G40的信號波形，而綠色的則是G28的波形信號，明顯看到，G40起始信號和G28的信號齒是29齒。接下來看看正常車輛對應(yīng)的波形圖（如圖2所示）。圖2中顏色剛好反過來了，黃色的是G28波形，藍(lán)色的是G40波形?？梢钥吹?，G40相對于G28的信號齒為14個齒，由此可以證明，故障車輛和正常車輛比較，其G40相對于G28竟然偏差了15個齒，而G40檢測曲軸轉(zhuǎn)動一圈一共才只有57個齒，難怪這個車輛如此難以啟動了。問題點找到了，那么根本原因又是哪里呢？

此時懷疑的對象不多，因為之前技師已經(jīng)重新檢查過了正時沒有問題，那么會導(dǎo)致兩者之間的信號偏差的原因只有一個，那就是G40或G28上的靶輪的位置和原始位置發(fā)生了改變（之前老車型的曲軸或凸輪軸花鍵被切斷導(dǎo)致位移情況很多，可是新款車輛沒有花鍵來固定）。具體是哪個位置發(fā)生偏移了，根據(jù)經(jīng)驗分析，若是曲軸位置傳感器G28位置發(fā)生改變導(dǎo)致，哪怕改變角度不大，車子啟動后也會抖動厲害，若改變的位置過大，本車輛改變位置接近90°，那么發(fā)動機(jī)絕對是啟動不了的，而本車雖然難啟動，但是啟動后車輛并不明顯抖動，因此判斷問題的可能性還是在G40上面了。分析至此，就讓維修技師拆下凸輪軸蓋（如圖3所示），拆下之后光看舊凸輪軸蓋也是沒辦法分辨凸輪軸靶輪是否移位，但是當(dāng)訂回新件之后（如圖4所示），明顯可以看到當(dāng)用專用工具固定凸輪軸為1缸工作位置時候，舊件的靶輪缺口明顯在凸輪軸蓋的兩側(cè)，而新件上靶輪缺口則在靠近中間的頂部位置。兩者差異如此之大，也難怪車輛如此難以啟動了。更換全新的凸輪軸蓋之后，車輛順利一次性啟動，至此故障排除。

圖2 正常波形

圖3 靶輪（舊）

故障總結(jié)：現(xiàn)在轎車的維修已經(jīng)遠(yuǎn)不能靠傳統(tǒng)的維修模式來滿足了，首先是離不開先進(jìn)的診斷設(shè)備，就本車故障點來說，單純的依靠經(jīng)驗，可能永遠(yuǎn)不會懷疑到凸輪軸靶輪會沿圓周方向移位（該靶輪是過盈配合）。雖然技師也利用原廠專用工具來校驗正時，但就該案例來說，這明顯不能滿足判斷故障的需求了。也只有借助于示波儀才能發(fā)現(xiàn)故障真正原因。當(dāng)然在測量波形時，還必須能看懂G28 和G40之間的對應(yīng)關(guān)系，也就是要知曉兩者之間正確的相對位置，即G40對應(yīng)在G28的14個齒才算正常，此時也是G40檢測到1缸處于上止點位置信號，發(fā)動機(jī)控制單元正是收到這個信號，才可以精確控制各汽缸工作了。

同時該車的G40位置偏差這么多，而發(fā)動機(jī)仍然可以啟動，且保持平穩(wěn)，這個可能是一般人無法理解的。其實大眾車型的發(fā)動機(jī)，包括之前的老車型以及現(xiàn)在的新車型，G40相對G28來說是一個輔助傳感器，當(dāng)發(fā)動機(jī)控制單元完全失去了這個信號之后（比如我們拔掉G40傳感器），在第一次啟動會很難啟動，類似于該車的啟動方式，但是當(dāng)我們多啟動幾次發(fā)動機(jī)控制單元仍沒收到G40信號之后，發(fā)動機(jī)就很好啟動了，這是為什么呢？因為當(dāng)發(fā)動機(jī)控制單元記憶G40信號缺失的故障碼且沒有G40的任何信號之后，會啟動跛行模式，不再考慮G40的信號，完全依靠G28的信號，因此比較好啟動了。而為何本車一直是這么難以啟動呢？那是因為該車雖然已經(jīng)記憶了故障碼G40不可信信號，但是由于G40的信號并未中斷，而且信號是完全正常，只是和G28信號相對位置偏差過大，所以每次啟動發(fā)動機(jī)控制單元都還是以兩者信號比較而做出錯誤的判斷，其結(jié)果自然是很難啟動了，但是當(dāng)發(fā)動機(jī)已經(jīng)正常運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，對每缸的噴油點火都已經(jīng)默認(rèn)，此時G40的信號便無關(guān)緊要了，因此運(yùn)轉(zhuǎn)后發(fā)動機(jī)可以保持平穩(wěn)的運(yùn)轉(zhuǎn)，當(dāng)然這個和記憶故障碼又是兩回事了。

圖4 靶輪（新）