虹科免拆诊断 | 2011款瑞麒M1车发动机起动困难、加速无力

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。

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

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

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

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

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

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。

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。