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2011款瑞麒M1车发动机起动困难、加速无力

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发表于 2023-11-24 09:32:52 | 显示全部楼层 |阅读模式
一、故障现象

  一辆2011款瑞麒M1车,搭载SQR317F发动机,累计行驶里程约为10.4万km。该车因发动机起动困难、抖动、动力不足、热机易熄火等故障进厂维修。用故障检测仪检测,发动机控制单元(ECU)中存储有故障代码“P0340相位传感器安装位置不当”。为此维修人员更换了火花塞、凸轮轴位置传感器、曲轴位置传感器及正时链条套装等,并反复校对了发动机配气正时,但故障依旧,于是向笔者请求技术支持。

二、故障诊断

  该车只在进气凸轮轴上配备了凸轮轴位置传感器(资料上称为相位传感器),用于检测进气凸轮轴上4齿的齿槽磁通量变化;当各个齿转过凸轮轴位置传感器时,传感器电子装置根据磁场变化输出一个脉冲信号;凸轮轴每转1圈就有4个不同宽度的脉冲信号输出,输出信号的频率取决于凸轮轴转速;发动机控制单元通过对窄齿和宽齿进行解码来识别凸轮轴位置,从而确定发动机的最佳点火和喷油时刻。

  根据故障代码P0340提示,首先对凸轮轴位置传感器的线路进行检测,电源(5V)和搭铁均正常,且信号线无断路、短路现象,由此怀疑凸轮轴位置传感器信号失常。于是用示波器测量凸轮轴位置传感器的信号波形(图1),发现信号形状及幅值均无明显异常。

图1 凸轮轴位置传感器的信号波形.png
图1 凸轮轴位置传感器的信号波形

  考虑到发动机曲轴转角与凸轮轴转角之间有一定的对应关系,如果两者的对应关系出现问题,便会导致配气正时错误,从而使发动机起动困难、动力不足,严重时发动机根本无法起动。仔细检查发动机正时机构和凸轮轴的安装,并无异常。

  用示波器同时测量该车曲轴和凸轮轴位置传感器的信号波形(图2),并与正常车的相关波形(图3)进行对比。曲轴位置传感器为“60-2齿”(原本为60个齿,减去2个齿)结构,齿与齿间隔角度为360°/60=6°,每个凸齿和小齿缺所占曲轴转角均为3°。

图2 故障车曲轴和凸轮轴位置传感器信号波形.png
图2 故障车曲轴和凸轮轴位置传感器信号波形

  曲轴旋转1圈,将会产生58个脉冲信号。大齿缺所占的弧度相当于2个凸齿和3个小齿缺所占弧度,大齿缺所占曲轴转角为(2+3)×3°=15°。大齿缺输出基准信号,对应发动机气缸1或气缸4压缩上止点前的一定角度,到底是气缸1还是气缸4,则需根据凸轮轴位置传感器信号来确定。

  如图3所示,正常车的凸轮轴位置传感器第2个宽齿信号上升沿与曲轴位置传感器大齿缺信号下降沿对齐,故障车的凸轮轴位置传感器第2个宽齿信号上升沿与曲轴位置传感器大齿缺信号下降沿相差了15个脉冲信号,每个脉冲信号占6°曲轴转角,相当于相差了15×6°=90°曲轴转角。

图3 正常车曲轴和凸轮轴位置传感器信号波形.png
图3 正常车曲轴和凸轮轴位置传感器信号波形

  如果发动机配气正时真的相差这么多,发动机不可能起动着机,加上之前检查发动机配气正时未见异常,怀疑曲轴或凸轮轴位置传感器的信号盘发生偏转。进一步检查发现,进气凸轮轴的信号轮上有锤击痕迹(图4)。

图4 进气凸轮轴的信号轮上有锤击痕迹.png
图4 进气凸轮轴的信号轮上有锤击痕迹

  由于信号轮和凸轮轴后端采用过盈配合的方式进行连接(图5),因此在外力作用下两者的相对位置关系会发生偏转,从而使凸轮轴位置传感器信号失准。

图5 信号轮与凸轮轴后端采用过盈配合的方式连接.png
图5 信号轮与凸轮轴后端采用过盈配合的方式连接

三、故障排除

  调整凸轮轴信号轮的位置,使曲轴和凸轮轴位置传感器的信号波形与正常车的信号波形一致,清除故障代码后试车,发动机起动顺利,加速有力,故障排除。

四、故障总结

  这类故障在发动机实际维修过程中并不多见,按照传统的思路对凸轮轴位置传感器及线路、发动机配气正时进行检测,未能解决问题,最后借助示波器测量曲轴和凸轮轴位置传感器的信号波形,与正常车的信号波形进行对比才发现了问题。


作者:郑州市国防科技学校 党令军
    河南地矿职业学院 禹露

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