桑塔纳发动机的拆装实训报告(「故障案例」全新桑塔纳发动机难启动)

故障现象：EPC灯点亮，同时发动机启动困难。启动机至少需要运转几十秒钟方能启动，有时几十秒钟也无法启动，基本上在启动车辆时，十次可能有一两次才能正常着车，不过启动之后的发动机运转比较平稳。

故障诊断：首先验证该车故障现象确实存在，读取发动机系统的故障码，故障码为P034100，凸轮轴位置传感器不可信信号，主动静态。按照故障码的含义来分析，将问题可能的原因归纳为以下几点：

传感器本身故障，导致信号异常或偏差

正时错误，包括跳齿等因素影响了曲轴和凸轮轴相对应的位置

VVT阀出现故障发卡或者磨损，引起调节异常

机油压力异常，导致VVT阀无法正常调节引起故障

发动机控制单元故障

。此车在其他修理厂更换了凸轮轴位置传感器G40，更换之后故障依旧。继续检查了机油压力正常，更换了VVT阀，症状没有改变。使用专用工具检查校正发动机的正时，也没有发现任何异常。首先了解到维修过程，没有发现维修过程存在失误的地方，技师的排故思路也中规中矩，可是该车现象不管何时去试车，故障都一直存在，那么接下来应该如何去寻找突破口呢？

首先分析故障码的本身含义：凸轮轴位置传感器G40不可信信号，结合技师已经检查到并更换的配件，认为要不就是凸轮轴输出的信号和正常的信号比较确实存在着问题，要不就是该传感器输出信号正常，但该信号因其他因素不被控制单元认可，从而被判定为故障。基于此种考虑，最简单的方法首先是我们来看看G40的信号是否正常，而验证这点其实是非常简单的。

连接好示波器，调整好示波器的通道以及振幅等数据，再启动发动机，发现无论是启动时，还是车辆已经着车后发动机运转过程中，G40的波形和正常车辆波形相比较并无明显的区别，由此说明该车故障码的产生，与G40本身以及G40的线路无关，若两者任一存在问题，则信号自然会异常。至此，我们已知G40输出的为正常信号，但是故障码含义却依然指明该信号不可信，说明该信号并不被发动机控制单元所接受，所以系统始终报凸轮轴位置传感器不可信信号，这也符合现在的故障症状。接下来应该从该故障码的产生条件来分析了。

首先了解下大众车型的G40传感器，作为曲轴位置传感器G28的辅助传感器，主要作用是判缸信号，帮助发动机控制单元来识别汽缸1在压缩冲程的上止点，是1缸点火和喷油的时间基准信号。有了这个初始信号之后，发动机控制单元才能在曲轴位置传感器的信号基础上，依据控制单元内固有的程序，依次来控制各个汽缸的点火和喷油。若发动机在启动的时候，丢失了G40信号，则无法判断1缸喷油和点火的初始时间，此时对发动机控制单元来说，丢失了喷油和点火的时间标准，结果将导致启动困难，启动时间延长。由此分析可知，G40的信号和曲轴位置传感器的信号在任何时候必须相互的同步，两者之间的相对位置应该是恒定不变的，而这主要是通过正时传动（本车为正时皮带）来同步的，因此针对发动机控制单元来说，G40传感器信号本身不仅要符合标准，信号发生的时间还必须和曲轴位置传感器G28一致，之前仅仅是单独检查G40信号是正常的，但是G40和曲轴位置传感器之间信号是否同步呢？接下来就同时测测两者之间信号（如图1所示）。

图1 凸轮轴和曲轴位置波形

波形信号中，黄色的是G40的信号波形，而绿色的则是G28的波形信号，明显看到，G40起始信号和G28的信号齿是29齿。接下来看看正常车辆对应的波形图（如图2所示）。图2中颜色刚好反过来了，黄色的是G28波形，蓝色的是G40波形。可以看到，G40相对于G28的信号齿为14个齿，由此可以证明，故障车辆和正常车辆比较，其G40相对于G28竟然偏差了15个齿，而G40检测曲轴转动一圈一共才只有57个齿，难怪这个车辆如此难以启动了。问题点找到了，那么根本原因又是哪里呢？

图2 正常波形

此时怀疑的对象不多，因为之前已经重新检查过了正时没有问题，那么会导致两者之间的信号偏差的原因只有一个，那就是G40或G28上的靶轮的位置和原始位置发生了改变（之前老车型的曲轴或凸轮轴花键被切断导致位移情况很多，可是新款车辆没有花键来固定）。具体是哪个位置发生偏移了，根据经验分析，若是曲轴位置传感器G28位置发生改变导致，哪怕改变角度不大，车子启动后也会抖动厉害，若改变的位置过大，本车辆改变位置接近90°，那么发动机绝对是启动不了的，而本车虽然难启动，但是启动后车辆并不明显抖动，因此判断问题的可能性还是在G40上面了。分析至此，就让维修技师拆下凸轮轴盖（如图3所示），拆下之后光看旧凸轮轴盖也是没办法分辨凸轮轴靶轮是否移位，但是当订回新件之后（如图4所示），明显可以看到当用专用工具固定凸轮轴为1缸工作位置时候，旧件的靶轮缺口明显在凸轮轴盖的两侧，而新件上靶轮缺口则在靠近中间的顶部位置。两者差异如此之大，也难怪车辆如此难以启动了。更换全新的凸轮轴盖之后，车辆顺利一次性启动，至此故障排除。

图3 靶轮（旧）

图4 靶轮（新）

故障总结：现在轿车的维修已经远不能靠传统的维修模式来满足了，首先是离不开先进的诊断设备，就本车故障点来说，单纯的依靠经验，可能永远不会怀疑到凸轮轴靶轮会沿圆周方向移位（该靶轮是过盈配合）。虽然修理厂也利用原厂专用工具来校验正时，但就该案例来说，这明显不能满足判断故障的需求了。也只有借助于示波仪才能发现故障真正原因。当然在测量波形时，还必须能看懂G28和G40之间的对应关系，也就是要知晓两者之间正确的相对位置，即G40对应在G28的14个齿才算正常，此时也是G40检测到1缸处于上止点位置信号，发动机控制单元正是收到这个信号，才可以精确控制各汽缸工作了。

同时该车的G40位置偏差这么多，而发动机仍然可以启动，且保持平稳，这个可能是一般人无法理解的。其实大众车型的发动机，包括之前的老车型以及现在的新车型，G40相对G28来说是一个辅助传感器，当发动机控制单元完全失去了这个信号之后（比如我们拔掉G40传感器），在第一次启动会很难启动，类似于该车的启动方式，但是当我们多启动几次发动机控制单元仍没收到G40信号之后，发动机就很好启动了，这是为什么呢？因为当发动机控制单元记忆G40信号缺失的故障码且没有G40的任何信号之后，会启动跛行模式，不再考虑G40的信号，完全依靠G28的信号，因此比较好启动了。而为何本车一直是这么难以启动呢？那是因为该车虽然已经记忆了故障码G40不可信信号，但是由于G40的信号并未中断，而且信号是完全正常，只是和G28信号相对位置偏差过大，所以每次启动发动机控制单元都还是以两者信号比较而做出错误的判断，其结果自然是很难启动了，但是当发动机已经正常运转过程中，对每缸的喷油点火都已经默认，此时G40的信号便无关紧要了，因此运转后发动机可以保持平稳的运转，当然这个和记忆故障码又是两回事了。