福特嘉年華冷車無法啟動,修到吐血~

福特嘉年華 奧迪100 轎車 飛哥學車 2019-06-14

故障現象

一輛行駛里程約157000km,搭載了型號為JL482QA發動機,排量為1.6L, 5速手動變速器的福特嘉年華轎車。

該車啟動機運轉正常,發動機啟動不著車。因早晨不好著車,檢修過一次,檢查火花塞及高壓電時,拆下4個火花塞沒有發現積炭或燒蝕,把火花塞接到高壓線上,放在汽缸蓋上試火,4個火花塞電極都有火花,以為點火系統沒有問題,結果更換了水溫傳感器、怠速電機。當時試車,每次啟動發動機都順利著車,以為故障已經排除。結果,第二天早晨冷車啟動,打火十多次也沒能啟動著車,最後推車啟動著車,發動機運轉正常。

故障診斷

車輛進廠檢查,發動機故障燈點亮,用診斷儀檢測,調取故障碼為P0335曲軸位置傳感器電路故障(如圖1所示),清除故障碼。再次啟動發動機,啟動機運轉正常,偶爾有回火現象,發動機不著車。熱車關閉發動機,立即啟動偶爾可以著一次,有時重新啟動發動機不著車。因為存儲了曲軸位置傳感器故障碼,首先檢查高壓電,運轉發動機試火高壓線有電。大多數車輛曲軸位置傳感器損壞第一特徵,就是沒有高壓電,該車有高壓電,可以排除檢測到的P0035曲軸位置傳感器有故障。

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在打開點火開關或啟動時,可以聽到燃油泵運轉的工作聲。按常規程序,燃油泵雖然工作了,還要檢查燃油系統壓力是否正常,連接燃油壓力錶,運轉啟動機,燃油壓力讀數為300kPa,關閉點火開關15min後,保持油壓在150kPa,燃油系統壓力及保持油壓在正常範圍。

測量汽缸壓力,連接汽缸壓力錶,測得4個汽缸壓力都是在950kPa以上,汽缸壓力及各缸壓力差都在正常範圍內

有油、有電、汽缸壓力也正常,檢查配氣、點火正時,標記都在正確位置,基本可以排除發動機內部機械故障的可能性。因沒著車,故障燈不熄滅,再次用診斷儀讀取故障碼,又顯示P0335曲軸位置傳感器電路故障。清除故障碼,連續啟動幾次車,都沒有著車跡象,再讀取故障碼還是顯示P0335曲軸位置傳感器電路故障,故障碼又出現了。在啟動時觀察儀表,發動機轉速錶指針有波動,有時錶針在0的位置不動,有時在290r/min。用診斷儀數據流監測功能,讀取發動機轉速,在啟動機運轉時,有時發動機轉速為0,有時錶針在200-600r/min之間變化、不穩定。

分析電子控制燃油噴射系統工作原理,發動機曲軸位置傳感器信號是PCM控制模塊計算點火時刻和噴油量的基本信號,是最重要的傳感器之一,曲軸位置傳感器有故障可以引起不著車故障。該發動機主要靠曲軸位置傳感器信號控制點火提前角和噴油時間,曲軸位置傳感器的靶輪採用60-2齒模式。因為是雙缸同時點火,當發動機啟動後,PCM控制模塊會控制1缸噴油器關閉幾次,並通過凸輪軸位置傳感器來確定1缸的位置,這個過程一般不超過5s, PCM控制模塊得到了正確的1缸位置後,立即由開環控制轉為閉環控制,因此採用這種控制方式的發動機只要有油、有電就應該可以啟動,該傳感器損壞或其信號缺失後發動機將不能啟動。

根據檢測到的故障碼,首先檢查測量曲軸位置傳感器線路。用萬用表電阻擋,測量曲軸位置傳感器A腳至PCM第15腳(紅/白色線)線路阻值0.003 Ω;測量曲軸位置傳感器B腳至PCM第34腳(紅/棕色線)線路阻值0.003Ω;線路阻值正常,無短路、斷路現象;並檢查車輛各個接地點,用砂紙打磨有鏽蝕處,重新安裝緊固接地線螺絲,傳感器線路檢查沒有問題。然後,測量原車曲軸位置傳感器(電磁式)線圈電阻值,熱車時404Ω,冷車時380Ω;測量新傳感器電阻值為400Ω。對比測量曲軸位置傳感器(如圖2所示),檢查結果在正常範圍內。因為線路檢查正常,故障碼又與曲軸位置傳感器有關,於是把新曲軸位置傳感器換上,用診斷儀清除故障碼。啟動發動機,啟動機運轉正常,發動機還是不著車,完全排除曲軸位置傳感器及線路故障

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分析啟動不著車時,可能是點火開關在啟動擋時,點火開關(點火底座)不導通沒有供電,此故障(在奧迪100轎車上)比較常見。為了排除點火開關是否有問題,把點火開關打到ON擋,從蓄電池正極給啟動機電磁開關直接加電,啟動發動機,還是不著車,排除了點火開關底座在啟動擋時,不供電的可能

因為曲軸位置傳感器已經更換過了,產生高壓電的還有點火線圈及其線路。該發動機點火系統採用雙缸同時點火,即1缸和4缸同時點火,2缸和3缸同時點火,當一個汽缸位於壓縮行程上止點點火時,同時點火的另一個汽缸位於排氣行程的上止點同時點火,3線式點火線圈,其中一根為正極電源線,另外兩根來自PCM控制模塊的控制信號線。接下來檢查點火線圈及電路的線路連接情況。測量電源線有12V電壓,供電正常,連接器連接良好。

推車啟動著火後,緩加速時發動機轉速平穩上升,急加速時發動機抖一下,分析是高壓斷火,分別拔下4缸高壓線,觀察發動機運轉時點火高壓電,發現第4缸高壓火跳的弱。再次運轉啟動機檢查跳火情況,看到有火花,但是火花不是連續的,時有時無。因此確定點火線圈有問題,於是更換點火線圈,啟動發動機還是不著車。推車啟動後,發動機急加速時轉速平穩上升,發動機急加速抖的問題解決了。

在點火線圈正常後,繼續檢查啟動時高壓火不連續故障。拔下點火線圈的3線插頭,用二極管試燈連接在點火線圈,3線插頭的2號端子和1號端子、2號端子和3號端子之間,啟動發動機,二極管試燈明暗變化沒有規律,時有時無。繼續運轉啟動機,用二極管試燈測量PCM控制模塊輸出點火信號,二極管試燈閃爍不均勻,時有時無。因此可以斷定,曲軸位置傳感器、PCM控制模塊以及線路,為點火線圈提供的初級信號不正常。曲軸位置傳感器、點火線圈已經更換過,考慮是不是PCM控制模塊有間題。拆下PCM控制模塊檢查,線路板有進水的痕跡,但是電子元件沒有燒壞和開焊的,可以排除PCM控制模塊有故障

點火線圈控制信號,是PCM根據曲軸位置傳感器信號提供的,曲軸位置傳感器間隙過大,輸出信號太弱或受到干擾,PCM控制模塊檢測不到正確的曲軸位置傳感器信號,系統啟動了安全保護功能,不給發動機提供高壓電。曲軸位置傳感器間隙過大,可能是曲軸止推瓦磨損,飛輪前後竄動量過大。拆下啟動機檢查,曲軸及飛輪無明顯前後竄動現象,飛輪上的脈衝信號發生器轉子(靶輪)無變形或缺齒現象。

檢查傳感器與脈衝信號發生器轉子的間隙為2mm(標準值為0.5-1.5 mm ),加之曲軸飛輪竄動量,此間隙超過標準值,會引起傳感器電磁線圈磁通量的變化,從而引起傳感器輸出異常(減弱)信號,給發動機點火帶來不利影響。用萬用表測量曲軸位置傳感器,啟動發動機時的輸出電壓為0.6V左右,該傳感器的輸出電壓偏低。於是調整曲軸位置傳感器間隙,把傳感器固定支架磨去0.5mm,使曲軸位置傳感器與發動機飛輪上的靶輪,間隙保持在1.5mm,再次啟動發動機,測量輸出電壓達到1.8V,間隙縮小轉速信號增強,提高了輸出及抗干擾能力。在測量曲軸位置傳感器時,看到傳感器線束插頭附近有6-7cm沒有屏蔽。該曲軸位置傳感器是電磁式結構,它本身是一個交流發電機,是有源信號裝置,它發出的信號是微弱的,只有毫伏級,為了防止該傳感器發出的信號被幹擾,所以設計加裝了屏蔽線。是不是曲軸位置傳感器屏蔽不全信號受干擾,於是用鋁箔把線束屏蔽好,啟動發動機,還是打不著車。

分析推車啟動時,啟動機不參與工作,發動機可以順利著車。只有啟動機運轉時,點火線圈控制信號不正常,PCM受到什麼干擾進入故障保護功能。啟動機不參與工作能著車,說明點火系統都能正常工作,問題肯定與啟動機有關。分析啟動機運轉時奪電,把目標鎖定在啟動機上,分析啟動機旋轉時炭刷產生的火花及電磁波,可以干擾曲軸位置傳感器信號,影響曲軸位置傳感器的標準信號輸出。因為曲軸位置傳感器和啟動機安裝位置很近,線束又捆在一起。啟動機運轉時產生的強烈火花和電壓波動,可以影響和干擾曲軸位置傳感器信號。

為了確定該車啟動時,啟動機產生電磁干擾,拆下啟動機檢查,分解啟動機殼體,發現電樞線圈有磨損,當啟動機電樞旋轉時,電樞線圈移動與擋油盤接觸摩擦(如圖3所示),線圈絕緣漆脫落,線圈有時與擋油盤發生瞬間短路,產生了強烈火花和電磁波,干擾曲軸位置傳感器信號,PCM控制模塊檢測不到正常的曲軸位置傳感器信號,進入故障保護功能,使發動機不點火

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故障排除

確認啟動機電樞線圈磨損的原因是擋油盤安裝錯誤。重新組裝啟動機時把擋油盤凸起面翻過來安裝,凹面朝向電樞線圈 (如圖4所示),安裝啟動機後,試車,啟動機一轉發動機立即著車,用診斷儀清除曲軸位置傳感器故障碼,發動機故障燈熄滅,連續啟動數次後,檢測故障碼不再出現,經常出現的故障碼P0335曲軸位置傳感器電路故障徹底排除。

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故障總結

通過該車故障的排除可以看出,故障部件和故障碼檢測結果,兩者不相符,檢測結果是曲軸位置傳感器及線路故障,實際是啟動機內部故障導致的曲軸位置傳感器信號不正常,PCM控制模塊存儲了故障碼,使高壓火時有時無。這個問題從理論角度看會發生,啟動機運轉時生產的電磁波,干擾曲軸位置傳感器信號,PCM控制模塊接收到不正確的信號,禁止點火和噴油控制。以前在修紅旗世紀星VG20發動機時,也遇到類似干擾現象,連接啟動器充電時,啟動發動機就不著車,一檢查沒有高壓火,把充電機撤掉,就可以順利啟動。還有,控制發動機控制單元的(007號)主繼電器,內部的電容開焊,產生干擾信號,也影響發動機沒有高壓火,打不著車,把電容開焊點焊好,就可以順利啟動。

PCM控制模塊對點火系統設置有故障監測電路,在向執行器輸出控制信號的同時,還監測執行器的工作狀態,而執行器無反饋信號時,PCM控制模塊執行故障保護功能,為了防止在點火系統出現故障時,火花塞不點火,而噴油器照常噴油,造成汽缸內燃油過多,導致發動機啟動困難,三元催化器過熱或損壞。所以,PCM控制模塊連續3-5次接收不到點火器的反饋信號時,系統就強制噴油器停止工作。

同時,也使我們認識到,無故障碼,不一定沒有故障;有故障碼,故障不一定就是故障碼所指的元件引起的故障。曲軸位置傳感器故障率比較高,正常損壞的情況下一般較容易判斷。用啟動機啟動時不著車,能推著車的情況下,並且沒有曲軸位置傳感器故障碼存儲的情況下,更換曲軸位置傳感器都能排除故障,然而有曲軸位置傳感故障碼,而不是曲軸位置傳感器本身故障。該車有曲軸位置傳感器故障碼,更換了曲軸位置傳感器,故障未能排除。上次維修更換了正極炭刷,在組裝過程中把擋油盤裝反了,凸起一面朝向線圈,擋油盤與線圈間距過小,加之旋轉的電樞軸向移動,長時間接觸摩擦,線圈絕緣漆破損後造成瞬間短路(沒影響啟動機的運轉),產生的電磁波干擾了曲軸位置傳感器的正常信號,使PCM控制模塊啟用了安全保護功能,所以產生髮動機不著火現象,同時存儲了P0335曲軸位置傳感器電路故障。

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