文:傅千里
故障現(xiàn)象:一輛2009年產(chǎn)一汽豐田卡羅拉轎車,搭載1ZR型1.6 L發(fā)動機和5擋手動變速器,行駛里程15.6萬 km。用戶反映發(fā)動機起動困難,起動后怠速抖動,加速無力,甚至出現(xiàn)自動熄火現(xiàn)象。起動后儀表板上發(fā)動機故障燈同時亮起。
檢查分析:經(jīng)了解,該車為私營企業(yè)用車,使用頻率較高且維護頻率較低。維修人員試車,故障現(xiàn)象與用戶所述一致。用故障診斷儀檢測,動力系統(tǒng)控制單元存在3個故障碼(圖1)。
圖1 檢測到的故障碼
對故障碼進行分析?!癙0113——進氣溫度電路高輸入”不會導(dǎo)致上述故障的出現(xiàn),因為進氣溫度傳感器信號屬于修正及替換功能。而根據(jù)維修手冊提示,“P0102——質(zhì)量空氣流量電路低”的觸發(fā)條件是質(zhì)量空氣流量計(MAF)電壓低于0.2 V達3 s,可能的故障原因有MAF本體故障、MAF電路故障以及PCM故障。
至于“P0343— —凸輪軸位置傳感器‘A’電路高輸入(1列或單個傳感器)”,該故障碼與故障產(chǎn)生有很大關(guān)系。因為凸輪軸位置傳感器信號就是判缸信號,直接影響到噴油及點火時刻,如果此信號出現(xiàn)問題,PCM則不能準確控制點火和噴油時間。當(dāng)兩者時序出現(xiàn)混亂,那么發(fā)動機就會出現(xiàn)上述故障。
基于上述分析,維修人員決定先解決前2個故障碼。由于該車空氣流量計適用很多車型,而且該部件故障率較高,所以找到一個同款空氣流量計進行替換測試。結(jié)果起動發(fā)動機后故障依舊,但用故障診斷儀檢測發(fā)現(xiàn),故障碼P0102和P0113不再出現(xiàn)。由此可以判斷空氣流量計本體存在損壞。
根據(jù)維修手冊提示,故障碼P0343的觸發(fā)條件為“凸輪軸位置傳感器的輸出電壓為4.7 V或更高并持續(xù)5 s”,其可能的故障原因有凸輪軸位置傳感器電路或本體故障、正時齒輪故障(含跳齒)以及PCM故障?;谠\斷經(jīng)驗,凸輪軸位置傳感器本體故障及PCM故障出現(xiàn)的幾率較小,而檢查跳齒則需要花費更多的時間,于是維修人員決定先對凸輪軸位置傳感器相關(guān)線路進行檢修。
故障碼P0343含義中的“A”指的是進氣側(cè)凸輪軸位置傳感器,該傳感器結(jié)構(gòu)與排氣側(cè)的一致,只是兩者線束插接器的端子排列順序不一樣(圖2)。對進氣側(cè)凸輪軸位置傳感器各端子電壓進行測量(圖3),測量結(jié)果如表1所示。
圖2 凸輪軸位置傳感器電路圖
圖3 測量進氣側(cè)凸輪軸位置傳感器各端子電壓
表1 進氣側(cè)凸輪軸位置傳感器各端子電壓測量結(jié)果
對進氣側(cè)凸輪軸位置傳感器各端子測量數(shù)據(jù)進行分析,3號端子的電壓是正常的,而1號端子電壓則不正常。拔下插接器測量1號端子的電壓應(yīng)該是5.00 V左右,該數(shù)據(jù)正常。因為在PCM內(nèi)部經(jīng)過一個上拉電阻給磁阻式傳感器供電,既作為工作電壓也作為信號電壓,PCM通過檢測上拉電阻的點電壓去判斷線路的連接狀態(tài)。而在接回插接器后,在插接器背側(cè)測量到的電壓應(yīng)該遠小于5.44 V。這就說明進氣側(cè)凸輪軸位置傳感器的線路有可能存在短路或斷路。
為進一步驗證該結(jié)論,并簡化檢修流程,維修人員又對排氣側(cè)凸輪軸位置傳感器各端子電壓進行測量(圖4),測量結(jié)果如表2所示。
圖4 測量排氣側(cè)凸輪軸位置傳感器各端子電壓
表2 排氣側(cè)凸輪軸位置傳感器各端子電壓測量結(jié)果
通過對進、排氣側(cè)凸輪軸位置傳感器各線束端子的電壓測量數(shù)據(jù)進行對比分析,可以確定進氣側(cè)凸輪軸位置傳感器的1號端子與PCM之間的線路存在故障。測量進氣側(cè)凸輪軸位置傳感器1號端子(插接器背側(cè)線路)與PCM-B的99號端子之間電阻,卻發(fā)現(xiàn)電阻正常,線路是導(dǎo)通的。而測量傳感器1號端子與PCM-B的99號端子之間電阻,則是斷路狀態(tài);對搭鐵電阻也是不導(dǎo)通,也說明線路沒有對搭鐵短路。
此時維修陷入了僵局。維修人員在回顧之前的維修是否存在誤區(qū)時,偶然發(fā)現(xiàn)進氣側(cè)凸輪軸位置傳感器的線束顏色與原車電路圖標(biāo)注的線束顏色并不完全相同。仔細觀察發(fā)現(xiàn)這個插接器并非原車的,而是后更換的。
維修人員懷疑該插接器內(nèi)部存在斷路,于是從插接器背側(cè)測量與1號端子間的電阻,結(jié)果顯示電阻無窮大(圖5)。由此可以判斷進氣側(cè)凸輪軸位置傳感器線束插接器內(nèi)部的端子處于斷路狀態(tài)。
圖5 插接器背側(cè)與1號端子之間斷路
故障排除:更換原廠進氣側(cè)凸輪軸位置傳感器線束插接器并恢復(fù)線路后試車,發(fā)動機順利起動,運行平穩(wěn),故障排除。
回顧總結(jié):事后與用戶溝通得知,該車曾因為維修過氣門室蓋滲油的問題,凸輪軸位置傳感器插接器被拔下過。而該車凸輪軸位置傳感器線束插接器安裝位置空間比較狹窄,維修人員在插拔插接器時很容易疏忽,抓住線束端硬拔,這就容易造成插接器端子虛接或者斷路情況出現(xiàn)。再加上該傳感器的插接器更換的是副廠件,在不規(guī)范的操作下,更容易出現(xiàn)端子接觸不良的現(xiàn)象。
本故障采用了2種檢修方法:一是通過零部件互換直接排查某一部件的好壞;二是利用部件結(jié)構(gòu)原理相似性進行數(shù)據(jù)比對。對于該故障來說,熟悉并靈活運用凸輪軸位置傳感器控制機理,才是快速排查故障原因的關(guān)鍵。