从例曲轴位置传感器故障引发的思考

曲轴位置传感器信号是发动机电子控制单元计算点火时刻和喷油量的基本信号,是电子控制燃油喷射系统中最重要的传感器之一。该传感器损坏或其信号缺失后,发动机将不能启动。近几年来笔者承修的轿车中,国产车曲轴位置传感器的故障率比较高,正常损坏的情况下一般较容易判断。然而,有些曲轴位置传感器损坏的时机“恰到好处”,让人不好理解,甚至引发维修人员与车主之间的矛盾。在介绍下面3例曲轴位置传感器故障与检修的同时,也给同行们提出了一些值得思考的问题。

案例1:

一辆韩国现代COUPE两门轿车,发动机有时打火十多次后才能启动,启动后发动机工作正常;但有时多次打火也无法启动,而且无着车征兆。

故障分析与检修

该车是一新款车,2002年底承修时,在广西还没有此车型。不能着车时,也没有启动征兆,根据经验,很有可能是因为没有点火高压电或喷油器不喷油所致。

在喷油器插线的控制端接上示波器,启动发动机,无喷油脉冲波形。接着将示波器接到点火线圈的控制端,启动发动机,也没有点火控制波形。导致无点火控制信号和喷油控制信号的原因可能是曲轴位置传感器出现了故障。该发动机的凸轮轴位置传感器为霍尔式,安装在凸轮轴前端侧面;曲轴位置传感器为磁感应式,安装在曲轴后端的缸体外侧。

将示波器接到凸轮轴位置传感器的信号输出端,启动发动机,观察到有良好的矩形波输出。接着测量曲轴位置传感器的输出端,无输出信号。用万用表测量曲轴位置传感器线圈的电阻值,为无穷大,说明线圈断路(该传感器有3根引线,2根为信号线,另1根为屏蔽线)。

根据检测结果推断,故障原因很可能是曲轴位置传感器的线圈内部断路,断开处因出现时而能接通、时而不能接通的现象,从而造成了发动机启动困难。

因一时买不到该发动机的曲轴位置传感器,就找了1个安装尺寸刚好合适的车轮轮速传感器(线圈电阻值为980Ω)装上代用,发动机每次启动都很顺利,但转速达到2500r/min后就不再上升。

后来车主通过朋友买到原车的曲轴位置传感器,换上后发动机工作恢复正常。

案例2:

一辆海南马自达旅行轿车因水泵漏水,开到一家汽车快修店更换新水泵。更换水泵后,发动机出现启动不能着车,且没有着车征兆的现象。

故障分析与检修

从故障现象来看,此故障的原因可能是无点火高压电或喷油器不喷油造成的,而最有可能造成此类故障的是曲轴位置传感器信号不正常。从之前的维修过程来看,故障有可能与更换水泵有关。该车装备JM491Q-E 2.2L单点喷射的汽油发动机,水泵安装在曲轴前端的皮带轮左上方,在它的下方约20cm处,安装有磁感应式的曲轴位置传感器。

检查曲轴位置传感器的连接器和连接线路,均良好。断开连接器,测量曲轴位置传感器的线圈电阻值,几乎为0,说明该传感器的磁感应线圈短路。检查曲轴位置传感器的外部,没有人为碰伤或其它异常痕迹。传感器的密封是良好的,拆卸水泵时不可能有水渗入到内部。

更换新的曲轴位置传感器后,发动机仍然不能启动。拆下空气滤清器,启动发动机,发现喷油器时而能喷油,时而不能喷油。于是拔下高压线,接上火花塞,观察点火高压电,结果只在启动时跳了一次电。断开蓄电池负极后再装回,启动发动机。此时喷油器喷油正常,但高压电仍然只跳一次电。

此时怀疑新装上的曲轴位置传感器性能不良,测量传感器线圈,电阻值为1280Ω。启动发动机,用万用表测量曲轴位置传感器的输出电压(当时没带示波器),为0.6V左右。根据经验判断,此传感器的输出电压偏低。将曲轴位置传感器与触发齿轮之间的间隙调小,再次启动发动机,输出电压达到1.8V,但故障依旧。

检查点火电路的线路连接情况,无异常。该发动机点火系统采用同时点火方式,有两个点火线圈,每个点火线圈有两根接线,一根是电源线,另一根是来自ECU的控制线。启动发动机,测量电源线,电压正常,但ECU未输出控制信号。

考虑到ECU有故障的可能性不大,因此故障排查工作陷入了困境。再次询问更换水泵的维修人员,确定他没有超范围修理。于是怀疑新更换的曲轴位置传感器性能不良。将新的曲轴位置传感器拆下,与损坏的传感器做了比较,结果发现新传感器的磁力明显弱于损坏的传感器。几经周折,购买到了磁力与旧的基本相同的曲轴位置传感器。换上后,发动机恢复正常。

修复后,对第二个新传感器的电阻值和输出电压值进行了测量,为1280Ω和1.8V,与第一个新件一样。因此,推断可能是第一个新传感器的磁力弱,产生的信号有失真,造成ECU计算不准确所致。可惜当时没带示波器,不能观察和比较两个新传感器的信号波形。

案例3:

一辆
奇瑞轿车,将变速器拆下检修,装复后,出现发动机不能着车,且无着车征兆的现象。

故障分析与检修

发动机不能着车也没有启动征兆,根据经验,可能是某些原因导致没有点火高压电或喷油器不喷油。根据拆装变速器的维修人员描述,故障可能与拆卸或装配有关,如线束的插接件没接好或接错;拆装过程中不小心让线路短路导致某保险丝熔断等。

检查各插接件,未发现异常。检查各有关的保险丝,均良好。在喷油器插线的控制端接上示波器,启动发动机,没有出现正常的喷油脉冲波形。接着将示波器接到点火线圈的控制端(该发动机点火系统采用同时点火方式),启动发动机,也没有出现正常的点火控制信号波形。

导致无点火控制信号和喷油控制信号的主要原因之一是曲轴位置传感器信号不良。该发动机的曲轴位置传感器装在曲轴飞轮壳上,为磁感应式。

用万用表测量曲轴位置传感器线圈的电阻值,结果只有十几欧姆,与正常的数百欧姆差距甚远,说明磁感应线圈局部有短路。检查曲轴位置传感器的外部,没发现传感器有人为碰伤或其它的异常痕迹。

更换新的曲轴位置传感器后,发动机恢复正常。

思考

在第一例故障中,其故障现象通常让维修人员认为是因线路接触不良所致,从而去检查各个连接插接件或接线端是否接触不良,而往往不太注意某些元件内部的问题,导致在检修过程中走弯路。

在第二案例中,买的传感器质量有问题,让维修工作一度陷入困境。汽车配件质量问题在实际工作中并不少见,这也反映了目前我国汽车配件质量的现状,也在提示我们,新的不等于好的。

在第二和第三例故障中,车子都是开进厂的,可以确定曲轴位置传感器原来都是好的。但经过检修水泵或变速器这些与曲轴位置传感器并无关系的部件后,却使其出现了故障。对车主而言,进厂前车子是可以正常启动的,修理后反而启动不了,这让他很难理解,连维修人员也难以说得清楚个中原因。

笔者认为,所有的物体都是有寿命的,曲轴位置传感器也不例外。上述案例中的传感器寿命恰好在检修水泵或变速器时到了,而且还不幸地让这些维修人员撞上了。此时维修人员要做的,就是与车主进行良好的沟通,避免车主心情不愉快而引发矛盾。

从例曲轴位置传感器故障引发的思考

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