伊兰特VVT启动困难、加速无力

46 S E R V I C E C A S E S 维修实例 >> 故障现象： 一辆2006年装备了1.6L，型号为 G4ED的发动机、5挡手动变速器的伊兰 特VVT轿车，行驶里程8万余km。据驾驶 员反映，最近一段时间，车辆有时明显启 动困难、怠速略有抖动、急加速无力，尔 后，发动机又工作正常，且故障频率有所 增加。由于该车已过两年或6万km的“三 包”期，已到过2个修理厂检查过，但都 没能解决全部问。 故障诊断与排除： 接修该车后，首先，用北京现代汽 车专用的Hi-Ds Scanner故障诊断仪， 读发动机系统的故障码，无故障码；启 动发动机，发动机顺利打着火，怠速稳 定、急加速有力，读发动机系统的数据 流(共69个)，未见异常。该车由于已对 燃油系统的压力、配气正时(含CVVT系 统)、单缸独立点火系、曲轴位置传感器 及凸轮轴位置传感器信号、节气门位置 传感器及怠速电机等进行过多次检查， 都未发现故障。为重现故障，和驾驶员 协商决定外出试车，试车过程中，始终 连接故障诊断仪。当车辆行驶约20km、 车速为110km/h时，忽然感觉车辆吃 力，发动机转速下降。继续踩油门车速 不能提高，同时观察到发动机故障灯并 没有亮，故障前也没有其他征兆。此 时，迅速停车(发动机不熄火)，读到代号 为P0339的故障码，其含义为当ECU收 到CMPS(凸轮轴位置传感器)信号，而未 接收到来自CKPS(曲轴位置传感器)时， ECM该故障码。还发现发动机怠速 不稳，将油门踩到底，发动机的转速只 能达到不足4000r/min。读发动机系统的 数据流，发现发动机怠速、氧传感器、 燃油喷射持续时间、短期燃油修正、长 期燃油修正等多个不正常的数据流，同 伊兰特VVT启动困难、加速无力 ● 文/威海 魏祥林 刘华 时发现发动机转速表工作正常、发动机 故障灯始终未亮。打开发动机盖，检查 曲轴位置传感器插头，连接可靠；利用 诊断仪的示波器功能，检查曲轴位置传 感器及凸轮轴位置传感器的信号波形， 连接通道1的两个探针分别接凸轮轴位置 传感器(霍尔效应式)的 2﹟端子(信号)及3﹟端 子(搭铁)，通道2的两个 探针分别接曲轴位置传 感器(电磁感应式)的1﹟ 端子及2﹟端子(探针的 连接见图1、图2所示)。 从测到的波形可以看出 (图3)，只有CMPS信号 而没有CKPS信号，波形 分析的结果与故障码的 含义相符合，可以初步 断定曲轴位置传感器可 能存在故障。 在返回单位途中，车辆继续行驶 约5km时，发动机又恢复正常，读数据 流，各数据又全部恢复正常，但是仍然 可以读到P0339故障码。 回单位后，对曲轴位置传感器及相 关的电路进行仔细的检查。该车曲轴位 置传感器为电磁感应式，有两个接线端 子，信号轮上有57+1个齿槽，57个窄槽 (间隔6°)、1个长槽(18°)。关闭点火 开关，分离CKPS插头，测量CKPS线圈 的阻值为1.43kΩ，正常；点火开关置于 ON，测量CKPS线束连接器侧的两个端 子分别与搭铁的电压，为2.5V左右；同 时检查CKPS两个端子与ECU之间是否有 搭铁处，未发现异常；检查信号齿轮正 常，用诊断仪测曲轴位置传感器与凸轮 轴位置的波形如图4所示，正常。检查至 此，可以断定是曲轴位置传感器内部有 故障，经和客户协商，更换了曲轴位置 传感器，故障完全排除。 维修小结： 曲轴位置传感器故障(如断路)，发 动机能否打着火？一般人理解为不能， 但是，北京现代伊兰特VVT轿车能打着 图1 探针在凸轮轴位置传感器上的连接 图2 探针在曲轴位置传感器上的连接 图3 有CMPS波形无CKPS波形 47 S E R V I C E C A S E S 维修实例 专·家·点·评 曲轴位置传感器的英文缩写是CKP S 或CKP，也称作发动机转速传感器，大多 采用磁感应式传感器，配合60齿减去3齿 或60齿减去2齿的靶轮。凸轮轴位置传感 器的英文缩写是CMPS或CMP，也称作霍尔 传感器，大多采用霍尔传感器，配合具 有1个缺口或几个不等距缺口的信号转 子。控制单元不停地接收和比对这两个 信号电压，当两个信号都在低电位时， 控制单元认为此时再经一定的曲轴转角 就可到达1缸压缩行程上止点。如果经比 对CKP与CMP都在低电位，控制单元就有 了点火正时和喷油时刻的基准。 当凸轮轴位置传感器信号中断后， 控制单元收到曲轴位置信号只能识别出 再经一定的曲轴转角到达1、4缸的上止 点，但不知1、4缸中的哪一个是压缩行 程上止点。控制单元仍可喷油，但由顺 序喷射改为同时喷射，控制单元仍可点 火，但将点火正时向后推迟到绝对不爆 震的安全角度，一般推迟15°。此时发 动机功率和扭矩都会降低，驾驶中的感 觉就是加速不良，达不到规定的最高车 速，燃油消耗增加，怠速不稳。 当曲轴位置传感器信号中断后，大 多数车辆不能启动，因为程序中没设计 利用凸轮轴传感器信号替代的功能。然 而少部分车辆，例如2000年上市的捷达2 气门电喷车，以及本文作者遇到的伊兰 特1.6L G4ED发动机，当曲轴位置传感器 火。为此，笔者对北京现代汽车的各款 车做过实验，在断开曲轴位置传感器 时，只有伊兰特VVT轿车能打着火，但 是会出现下列现象： 启动困难(启动着火所需时间长)、 怠速不稳、急加速无力、油门踩到底发 动机转速很难超过4000 r/min； 用诊断仪能够读到P0339的故障码 (途胜车为P0335)，读数据流可以发现上 述多个不正常的数据流，发动机转速表 正常，但是发动机故障灯不亮。 另外，笔者对北京现代汽车的各款 车还做过下列实验：只断开凸轮轴位置 信号中断后，控制单元会以凸轮轴位置 传感器信号替代，发动机可以启动和运 行，但各项性能会下降。 本文作者工作认真，乐于动手， 对各大汽车公司生产的十多种车进行中 断曲轴位置传感器信号的实验，发动机 均不能启动，这是了解曲轴位置传感器 信号与能否启动之间关系的实验。也可 以用另一种方法，查询汽车维修资料， 阅读曲轴位置传感器信号中断带来的影 响，如果影响到发动机不能启动，则说 明该信号是发动机启动的必要条件之 一。总之，作者为我们提供了详尽的实 验结论，让我们向作者表示敬意。 (编辑 钟永刚) 传感器，所有车型的发动机能正常打着 火，怠速平稳、加速有力(但油耗会明 显增加)，但用诊断仪可以读到P0343的 故障码(途胜车为P0340)，发动机转速 表正常，但是发动机故障灯仍然不亮； 当同时将曲轴位置传感器、凸轮轴位置 传感器插头拔掉，发动机打不着火。此 外，笔者在凯越、颐达、桑塔纳2000 及3000、飞度等汽油车以及长城哈弗 共轨、华泰圣达菲共轨柴油车上做过实 验，拔掉曲轴位置传感器插头，发动机 无法打着火。 伊兰特VVT轿车为何能在拔掉曲轴 位置传感器时能打着火？从 启动困难(启动所需时间较 长)分析，ECU可能是从凸 轮轴位置取得发动机转速信 号、1缸上止点以及1缸压缩 上止点信号，另外可能与电 控系统的软件有关。 北京现代系列轿车，当 只拔掉凸轮轴位置传感器 时，从表面上看，发动机 工作几乎感觉不到影响(油 耗会明显增加)。经分析认 为可能是当ECU能收到CKPS信号而无 法收到CMPS信号时，发动机由顺序喷 射(1-3-4-2)，改为1、4缸及2、3缸同 时喷射，从而造成发动机的油耗显著增 加。 北京现代系列轿车当曲轴位置传感 器有故障时，为何读到故障码而故障灯 不亮？经查找维修手册得知，曲轴位置 传感器有故障时，故障灯亮的条件是：2 个驱动周期。北京现代汽车的驱动周期 是指汽车启动着火直到氧传感器闭环开 始工作为止的车辆操作。因此，当行车 中曲轴位置传感器突然发生故障，发动 机故障灯不会马上亮(但可读到故障码)。 经实验发现，断开北京现代系列轿车的 发动机传感器插头，打着火后，发动机 故障灯不会马上亮，一般都需要2个驱动 周期。 该车故障源于曲轴位置传感器有时 不能输出信号(转速及1缸上止点信号)， 造成上述故障出现。但其他大部分时间 又能够正常输出信号，再加上维修人员 一般惯性思维认为曲轴位置传感器故 障，发动机无法启动，给故障排除带来 一定的困难。图4 CKPS及CMPS正常波形