一辆行驶里程约19万km,配置1. 8L发动机和手动变速器的2007年上海大众桑塔纳志俊轿车。客户反映:该车发动机不能通过点火开关起动,但可以推着起动,而且该车在多家修理厂检查过该故障,都没有解决问题。
故障诊断:首先与客户进行沟通,了解该车出现故障时的前后征兆及在其他修理厂检查的过程,客户反映该车在冷起动后踩下加速踏板,排气管突然“放炮”,导致排气管裂开,从此之后就经常出现发动机不易起动现象,最终导致发动机不能起动。由于在修理厂检查时多次起动发动机,导致蓄电池亏电,修理工就尝试推车使发动机起动,结果发动机竟然顺利起动,这就发现不能通过点火开关起动发动机,但可以推着;客户还反映修理工在检查时发现没有高压火,燃油泵继电器频繁吸合,在检查时已经更换过缸线、点火线圈、燃油泵继电器、发动机转速传感器、起动机、蓄电池、发动机控制单元等,基本上能换的都换了,线路也检查过,还是没有解决问题。这就是该车出现故障前后的征兆及检查过程。
通过点火开关起动发动机,起动机能正常运转,起动时发动机的转速也正常,但是发动机没有任何起动征兆,用手触摸燃油泵继电器能感觉到触点频繁吸合。既然客户反映可以推着,就尝试推车,结果一推就着,故障确实与客户描述一致。初步分析造成发动机不能起动的原因有三个,发动机控制单元的电源及接地、电磁干扰和转速信号。为什么推车可以使发动机运转呢?因为推车时起动机不工作,当起动机工作时有两个原因导致发动机不能起动,起动时发动机控制单元的电压低及起动机运转时产生的电磁干扰。推车时的发动机转速比起动时的转速高,控制单元的电压也高。
接下来,使用上海大众专用车辆诊断仪VAS5051 B检查发动机控制单元故障存储器内的故障码,经过检查发现有关于空气流量计、供电继电器、发动机转速传感器等多个故障码,这些故障码是修理工在检查故障时拔传感器插头及继电器存储的故障码,清除故障码,进入读取测量数据块功能,、查看发动机的动态数据流,没有发现异常数据。
根据电路图检查发动机控制单元的电源及接地是否正常,电源分为3路进入发动机控制单元。1路是从蓄电池正极经过熔丝S301、熔丝S208→供电继电器J271的工作电路→T121/T121, 2路是由熔丝S301→S210→T121/62, 3路是由点火开关通过熔丝S201提供到T121/3号引脚。拔下T121引脚黑色插头,分别测量这3路电源,电压约为蓄电池电压。熔丝S301的额定电流是1 10A,熔丝S201是5A,供电继电器J271上面的号是109号,安装位置都在发动机舱熔丝盒内。
发动机控制单元的接地线是T121/1, T121/2号引脚,接地点在发动机控制单元旁,测量接地点到T121/1, T121/2号引脚的电阻正常。经过测量,控制单元电源和接地都不存在问题。在起动时发动机控制单元是否存在虚接的现象呢?供电继电器J271的接地由发动机控制单元控制,在起动发动机时J271的触点一直处于吸合状态,这就表明控制单元的电源和接地正常。而燃油泵继电器的接地是发动机控制单元接收到正常转速信号后才使线圈接地。可以判断故障点与发动机转速传感器G28有关系。
考虑到起动时燃油泵继电器频繁吸合,肯定是继电器线圈的电源和接地存在问题,在起动发动机时,测量线圈的电压在5~9V之间反复变化,电压不正常。在这种情况下,线圈接地出现故障的可能性很大,因为在打开点火开关的时候继电器的触点是吸合的,这就表明线圈及所连接的线路没有问题。
在起动时,发动机控制单元接收到发动机转速传感器G28的转速信号后,使继电器的线圈接地,线圈有电流流过,产生吸力并使触点吸合。在起动发动机时,如果发动机控制单元没有接收到正常转速信号或转速信号时有时无,控制单元就认为发动机没有起动或发动机的转速过低,不会使燃油泵继电器的线圈接地,那么燃油泵继电器就不能正常工作,火花塞也不跳火。检测发动机转速传感器最好的设备就是示波器,连接VAS5051 B中的波形连接线,测量G28的波形。拔下G28的插头,使用测量线连接G28插头,起动发动机,显示屏上G28的最高电压不到2V,如图15所示。起动时的正常波形电压应为7~9V(该数据是测量正常车辆得到的)。起动时发动机转速正常,而转速传感器G28波形不正常。传感器与正常行驶的车辆互换过,能排除转速传感器的故障。导致波形电压不正常的原因有:电磁干扰、传感器与脉冲轮间隙过大、曲轴轴向间隙过大。
为了排除电磁干扰的原因,将发动机传动带摘下,拔下发动机控制单元上的两个插头。断开传感器插头,将测试线直接连接传感器侧插头,起动发动机,波形电压没有改变。看来故障原因是由于发动机内部机械原因造成的。将传感器拆下,转动曲轴,检查安装在曲轴后端的脉冲轮,脉冲轮未见异常,检查时发现在安装传感器孔的表面有一层密封胶,难道是由于密封胶的存在导致传感器与脉冲轮的间隙过大?清理密封胶后安装传感器,再次起动发动机,发动机可以起动,只是起动时间有所增加。测量发动机起动后运转时的波形电压在10v左右,正常车辆发动机起动后的波形电压约为40V。现在发动机可以维持运转,但是波形电压还是不正常,故障还没有找到。故障很可能是传感器与脉冲轮之间间隙过大,只能拆下油底壳检查间隙是否正常。拆下油底壳后发现传感器与脉冲轮之间的间隙至少’是3mm,正常间隙约为1mm,如图16所示,检查曲轴轴向间隙也超出正常范围。
故障原因:发动机转速传感器与脉冲轮间隙过大,曲轴轴向间隙过大。