浙江/饒軍 陳巍

全新桑塔納發(fā)動機難啟動

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)動機啟動困難。啟動機至少需要運轉幾十秒鐘方能啟動，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)動機運轉比較平穩(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的位置

◆VVT閥出現(xiàn)故障發(fā)卡或者磨損，引起調節(jié)異常

◆機油壓力異常，導致VVT閥無法正常調節(jié)引起故障

◆發(fā)動機控制單元故障

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)動機的正時，也沒有發(fā)現(xiàn)任何異常，最后更換發(fā)動機控制單元，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，結合技師已經(jīng)檢查到并更換的配件，筆者認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，調整好示波器的通道以及振幅等數(shù)據(jù)，再啟動發(fā)動機，發(fā)現(xiàn)無論是啟動時，還是車輛已經(jīng)著車后發(fā)動機運轉過程中，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，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信號。有了這個初始信號之后，發(fā)動機控制單元才能在曲軸位置傳感器的信號基礎上，依據(jù)控制單元內固有的程序，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)動機控制單元來說，丟失了噴油和點火的時間標準，結果將導致啟動困難，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)動機控制單元來說，G40傳感器信號本身不僅要符合標準，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，藍色的是G40波形。可以看到，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，但是當訂回新件之后（如圖4所示），明顯可以看到當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，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：現(xiàn)在轎車的維修已經(jīng)遠不能靠傳統(tǒng)的維修模式來滿足了，首先是離不開先進的診斷設備，就本車故障點來說，單純的依靠經(jīng)驗，可能永遠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。當然在測量波形時，還必須能看懂G28 和G40之間的對應關系，也就是要知曉兩者之間正確的相對位置，即G40對應在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，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，當發(fā)動機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，但是當我們多啟動幾次發(fā)動機控制單元仍沒收到G40信號之后，發(fā)動機就很好啟動了，這是為什么呢？因為當發(fā)動機控制單元記憶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)動機控制單元都還是以兩者信號比較而做出錯誤的判斷，其結果自然是很難啟動了，但是當發(fā)動機已經(jīng)正常運轉過程中，對每缸的噴油點火都已經(jīng)默認，此時G40的信號便無關緊要了，因此運轉后發(fā)動機可以保持平穩(wěn)的運轉，當然這個和記憶故障碼又是兩回事了。

圖4 靶輪（新）