一辆行驶里程约12万km ,发动机型号V 8 -4700的2011年出厂的美国大切诺基进口限量版四驱吉普车。该车高速行驶中突然熄火,无法再起动,且无点火征兆(无喷油和点火),发动机故障指示灯常亮。
故障分析:该车采用V型8缸发动机,电子控制多缸单独点火与喷油方式。曲轴位置传感器和凸轮轴位置传感器均采用霍尔效应式,其中曲轴位置传感器安装在发动机右后端靠近飞轮处,凸轮轴位置传感器安装于右凸轮轴的前端,由触发轮和霍尔信号发生器组成(如图1、图2)。正时链系统采用博格华纳减噪系统,共3条正时链,4个导向板和2个压紧器(如图3所示)。
根据故障特征,该车故障属于起动系统正常但无喷油和点火的无法起动故障。根据分析,能引起发动机无喷油和点火的可能原因主要有以下几点:
1.油泵线路故障或油泵机械故障,导致油泵不工作。
2.喷油器线路故障或喷油器自身故障,导致喷油器不喷油。
3.点火线圈或点火线路故障,导致无高压电产生。
4.凸轮轴位置传感器故障,造成ECU不能检测到凸轮位置信号。
5.曲车由位置传感器故障造成ECU不能检测到曲轴位置和转速信号,造成点火正时不良。
6.发动机ECU故障,导致电控系统不能正常工作,不能正常控制点火和喷油。
7.其它的机械故障导致不能起动。
以上的各系统一个或多个出现问题都有可能导致不能起动故障出现,但并不意味每个部位都出问题,具体的故障部位还必须根据实际情况检查确定。
故障诊断:根据车况特点,结合实际出现故障具体情况,综合上述可能的故障原因,按照先简单后复杂,先明显后隐性的检查原则,对该车进行检查以确定故障部位。
由于该车发动机故障指示灯常亮,属于明显故障征兆,所以选择先从故障码入手。使用金德KT600故障诊断仪进行故障码读取。
将故障诊断仪KT600连接到仪表台左下方的诊断接口上,打开点火开关(ON),打开测试仪,进入到发动机与变速器系统。起动发动机,显示故障为“凸轮轴位置传感器无信号输入”的故障码。
正常情况下,起动时,发动机根据曲轴位置传感器和凸轮轴位置传感器的信号,控制油泵工作及进行喷油和点火的控制。由于凸轮轴位置传感器本身故障或线路故障,ECU没收到凸轮轴位置信号,导致ECU无法判断气缸所处位置,从而无法正常起动发动机。
故障排除:
1.检查油泵
拆下油泵线插,用万用表检查油泵电阻,阻值在正常范围,直接通电,油泵能泵油。
2.检查喷油器
断开喷油器连接插头,用万用表R×1挡测量喷油器端子电阻,测得电阻值为12.7Ω,正常(标准11~16Ω)。用万用表直流20V测量喷油器供电端子,电压为12V,正常。直接给喷油器通12V电压,喷油器有振动。说明喷油器工作基本正常。
3.检查点火线圈
拆下点火线圈线插,用万用表直流20V测量喷油器供电端子,电压为12V正常。直接将点火线圈负极快速接地,火花塞有火花,说明点火线圈本身工作正常。
4.检查凸轮轴位置传感器
拔下线插,用高阻抗数字万用表直流20V测量凸轮轴位置传感器连接插头,测量到有5V电压输入,说明霍尔传感器供电正常。接回线插,用示波器连接信号线和接地线,起动发动机,发现无信号电压产生,说明问题出在凸轮轴位置传感器。
找出了问题所在,进一步检查凸轮轴位置传感器。先对传感器本身的电阻进行测量,万用表测量3个端子之间的电阻,均在1 MΩ左右,说明霍尔传感器本身不存在断路或短路的情况。然后检查传感器的线路,断开传感器和ECU线插,测量线路同一条线电阻为0,线与线之间电阻无穷大,说明线路无断路或短路。
拆下凸轮轴位置传感器,并用示波器连接信号线和接地线,用螺丝刀快速在传感器末端来回晃动,此时示波器显示有5V的波形产生,说明信号发生器本身正常。
但为何装上传感器无信号电压,拆下时,却又有信号电压呢?根据霍尔式凸轮轴位置传感器的工作原理:要产生信号电压,必须由触发齿对传感器导磁,从而产生信号,如果触发齿损坏或不转动,通过霍尔传感器的磁场不改变,也就不会有交变信号电压产生,因而使得发动机ECU接收不到凸轮轴位置信号,从而导致发动机无法起动。