文:傅千里
故障现象:一辆2009年产一汽丰田卡罗拉轿车,搭载1ZR型1.6 L发动机和5挡手动变速器,行驶里程15.6万 km。用户反映发动机起动困难,起动后怠速抖动,加速无力,甚至出现自动熄火现象。起动后仪表板上发动机故障灯同时亮起。
检查分析:经了解,该车为私营企业用车,使用频率较高且维护频率较低。维修人员试车,故障现象与用户所述一致。用故障诊断仪检测,动力系统控制单元存在3个故障码(图1)。
图1 检测到的故障码
对故障码进行分析。“P0113——进气温度电路高输入”不会导致上述故障的出现,因为进气温度传感器信号属于修正及替换功能。而根据维修手册提示,“P0102——质量空气流量电路低”的触发条件是质量空气流量计(MAF)电压低于0.2 V达3 s,可能的故障原因有MAF本体故障、MAF电路故障以及PCM故障。
至于“P0343— —凸轮轴位置传感器‘A’电路高输入(1列或单个传感器)”,该故障码与故障产生有很大关系。因为凸轮轴位置传感器信号就是判缸信号,直接影响到喷油及点火时刻,如果此信号出现问题,PCM则不能准确控制点火和喷油时间。当两者时序出现混乱,那么发动机就会出现上述故障。
基于上述分析,维修人员决定先解决前2个故障码。由于该车空气流量计适用很多车型,而且该部件故障率较高,所以找到一个同款空气流量计进行替换测试。结果起动发动机后故障依旧,但用故障诊断仪检测发现,故障码P0102和P0113不再出现。由此可以判断空气流量计本体存在损坏。
根据维修手册提示,故障码P0343的触发条件为“凸轮轴位置传感器的输出电压为4.7 V或更高并持续5 s”,其可能的故障原因有凸轮轴位置传感器电路或本体故障、正时齿轮故障(含跳齿)以及PCM故障。基于诊断经验,凸轮轴位置传感器本体故障及PCM故障出现的几率较小,而检查跳齿则需要花费更多的时间,于是维修人员决定先对凸轮轴位置传感器相关线路进行检修。
故障码P0343含义中的“A”指的是进气侧凸轮轴位置传感器,该传感器结构与排气侧的一致,只是两者线束插接器的端子排列顺序不一样(图2)。对进气侧凸轮轴位置传感器各端子电压进行测量(图3),测量结果如表1所示。
图2 凸轮轴位置传感器电路图
图3 测量进气侧凸轮轴位置传感器各端子电压
表1 进气侧凸轮轴位置传感器各端子电压测量结果
对进气侧凸轮轴位置传感器各端子测量数据进行分析,3号端子的电压是正常的,而1号端子电压则不正常。拔下插接器测量1号端子的电压应该是5.00 V左右,该数据正常。因为在PCM内部经过一个上拉电阻给磁阻式传感器供电,既作为工作电压也作为信号电压,PCM通过检测上拉电阻的点电压去判断线路的连接状态。而在接回插接器后,在插接器背侧测量到的电压应该远小于5.44 V。这就说明进气侧凸轮轴位置传感器的线路有可能存在短路或断路。
为进一步验证该结论,并简化检修流程,维修人员又对排气侧凸轮轴位置传感器各端子电压进行测量(图4),测量结果如表2所示。
图4 测量排气侧凸轮轴位置传感器各端子电压
表2 排气侧凸轮轴位置传感器各端子电压测量结果
通过对进、排气侧凸轮轴位置传感器各线束端子的电压测量数据进行对比分析,可以确定进气侧凸轮轴位置传感器的1号端子与PCM之间的线路存在故障。测量进气侧凸轮轴位置传感器1号端子(插接器背侧线路)与PCM-B的99号端子之间电阻,却发现电阻正常,线路是导通的。而测量传感器1号端子与PCM-B的99号端子之间电阻,则是断路状态;对搭铁电阻也是不导通,也说明线路没有对搭铁短路。
此时维修陷入了僵局。维修人员在回顾之前的维修是否存在误区时,偶然发现进气侧凸轮轴位置传感器的线束颜色与原车电路图标注的线束颜色并不完全相同。仔细观察发现这个插接器并非原车的,而是后更换的。
维修人员怀疑该插接器内部存在断路,于是从插接器背侧测量与1号端子间的电阻,结果显示电阻无穷大(图5)。由此可以判断进气侧凸轮轴位置传感器线束插接器内部的端子处于断路状态。
图5 插接器背侧与1号端子之间断路
故障排除:更换原厂进气侧凸轮轴位置传感器线束插接器并恢复线路后试车,发动机顺利起动,运行平稳,故障排除。
回顾总结:事后与用户沟通得知,该车曾因为维修过气门室盖渗油的问题,凸轮轴位置传感器插接器被拔下过。而该车凸轮轴位置传感器线束插接器安装位置空间比较狭窄,维修人员在插拔插接器时很容易疏忽,抓住线束端硬拔,这就容易造成插接器端子虚接或者断路情况出现。再加上该传感器的插接器更换的是副厂件,在不规范的操作下,更容易出现端子接触不良的现象。
本故障采用了2种检修方法:一是通过零部件互换直接排查某一部件的好坏;二是利用部件结构原理相似性进行数据比对。对于该故障来说,熟悉并灵活运用凸轮轴位置传感器控制机理,才是快速排查故障原因的关键。