奇瑞风云发动机故障灯亮，起动时间过长

1）车型：奇瑞风云，装用联电M7电控发动机，行驶里程6.7万km。

2）故障现象：发动机故障灯亮，且起动时间过长，要3s左右才能着车，试车，发动机动力基本正常。据转来我厂之前的修理工说，此前更换过凸轮轴，但故障没有排除。

3）故障诊断：接上解码器，读取控制单元型号如图1-30所示。

读取故障码，显示为“凸轮轴位置传感器故障（0340）”，清除故障码后着车，故障码再次出现，说明该故障码为现在存在的故障码。

拔下凸轮轴位置传感器插头，用万用表测量传感器插头的上三根线电压，分别为0V、12V、12V，转动发动机时，中间信号线上的电压可以在0～12V之间正常变化。

发动机着车后，用示波器测量凸轮轴位置传感器的信号电压，可以看到传感器的输出波形是一个方波，最高峰值为12V。信号线的颜色为黑/蓝色，但从控制单元插头查找，发现两根黑蓝色的导线，其中一个是一个5V电压，看不到波形，这一根是其他传感器的导线；另一要根是12V方波，经过测量，确认此脚与凸轮轴信号线相通，该线为控制单元的凸轮轴位置信号输入端，凸轮轴位置传感器的三根线与控制单元插头的连接关系见表1-17。

图1-30 控制单元型号

表1-17 凸轮轴位置传感器与控制单元插头的连接关系

接上示波器，在传感器的2号脚上可以看到方波，再到控制单元插头上也可以看到方波，进一步把控制单元盒盖打开，从印制电路板的背面也测量得到了方波，这说明凸轮轴传感器的信号确实送到了控制单元内部。至此，确认凸轮轴位置传感器与发动机控制单元之间的线路正常，并且凸轮轴位置传感器本身工作正常，那为什么发动机控制单元还是报凸轮轴位置传感器的故障码呢？难道控制单元内部损坏？

经过外观检查，没有发现控制单元有明显的损坏迹象。于是，回过头来重新去检查外围元件。拔下高压线来，在起动瞬间仔细观察，发现当刚开始起动时，无高压火，等几秒钟后，高压火才会出现，此时也才会着车。(www.xing528.com)

拆下凸轮轴位置传感器来，观察该传感器的触发轮在圆周旋转方向上有些松旷，是不是因为松旷，使曲轴位置传感器与凸轮轴位置传感器的相位关系不正常，使控制单元无法判定是几缸上止点才形成此故障的，于是对于松旷的原因进行检查，发现是联轴器的销子松旷引起的，用一个4.2mm的钻头代替，经过砂轮上修磨后装复，松旷解决了，但故障现象依旧。

是不是曲轴信号与凸轮轴信号在相位上面有误差引起该故障。但具体该是什么样的相位关系，也没有标准，只有测量一下看看了。经过用示波器的双通道功能，同时测量曲轴位置传感器与凸轮轴位置传感器的信号关系，得到图1-31a。其相对关系是当60-2的大齿缺出现后的第一个波形的齿顶正对着凸轮轴位置信号的上长升沿。

把凸轮轴位置传感器联轴器的三个固定螺钉松开并拧下后，按顺时针方向（面对发动机后的方向）旋转一个角度后，起动试验，发现起动时间过长的故障现象消失了。发动机可以顺利起动，难道是正时带错齿了！

拆开正时齿带罩，重新核对正时，发现正时记号确实错了一个齿，对正后，起动困难故障排除，此时测量得到如图1-31b所示的波形。该波形中表明，曲轴位置传感器与凸轮轴位置传感器信号之间的关系是———凸轮轴信号的上升沿出现在60—2大齿缺出现后第5～6个信号齿尖之间，此时着车后读取故障码，显示“系统正常”，故障灯也熄灭了，经过多次试车，每次起动可以在2s内完成，故障排除，估计是在上一家修理厂更换凸轮轴时没有把正时调正确造成的。

图1-31 维修前后凸轮轴位置传感器与曲轴位置传感器信号之间相位图

a）维修前的波形 b）维修后的波形

4）总结

①该车的起动时间过长故障是因为正时错误引起的，但一开始并没有直接拆下正时带来进行检查，而是首先根据故障码的提示，进行凸轮轴位置传感器的检查，经过检查，凸轮轴位置传感器本身工作正常，只是因为正时带“错过了一个齿”，使曲轴位置信号与凸轮轴位置信号之间的相位关系错误，于是，造成发动机控制单元无法快速确认1缸位置，从而出现起动时间过长故障现象，因为确定不了1缸位置，所以发动机控制单元只能分组喷射，发动机起动着火时间就会推迟，表现为起动时间超过3s的故障现象。

②刚开始时测量到此故障码，怀疑是凸轮轴位置传感器损坏，但实际测量，传感器没坏，于是怀疑曲轴位置信号与凸轮轴位置信号之间相位关系错误，再试着调整凸轮轴位置传感器的角度，发现在某一位置可以使发动机顺利起动，然后根据旋转过的角度，正好跟正时带转动一齿的角度接近，继而联想起是不是正时带错齿了，经过检查验证了这一推理———正时带确实错齿了。整个过程是从电器到机械的思维过程。

③现代电控发动机的正时信号多采用该车类似的传感器设计，一个60-2的曲轴位置传感器来拾取曲轴位置信号及1、4缸上止点信号，然后再设一个凸轮轴位置信号来判断是1、4缸的哪一个缸，由此完成点火顺序与喷油顺序的确定，但各种车型的凸轮轴位置与曲轴位置信号之间的相互相位各不相同，利用示波器的双通道对比功能，可以观察两信号之间的相对关系，并且可以锁定波形进行静态对比，以快速确定故障原因，通过分析波形之间的相位关系可以检测到曲轴与凸轮轴之间的机械位置的正确与错误，所以也可以快速检查正时带是否错齿，相对于拆开正时带罩来检查正时记号的方法更为彻底、快捷，因为这种检测手段是利用传感器的波形关系来确诊的，相当于站到发动机控制单元本身的角度，来利用发动机内部软件的工作原理进行人工分析，假设某车因为凸轮轴定位键损坏引起的凸轮轴错过一定的角度，而实际上通过凸轮轴上的正时记号可能会看不出问题来，但利用上述的双通道示波器来对比两信号相位关系的方法，则可以快速、准确地检测出问题原因。该车正常工作状态下的两信号之间的关系如图1-31b所示。