上海通用別克君威起動困難故障及其解析

    一輛2003年款別克君威轎車，搭載2.5L發動機。該車無論冷車還是熱車均會出現起動困難的現象。如果將點火開關保持在起動位置，使起動機長時間處于工作狀態，并同時踩下加速踏板，大約30s后發動機才能勉強起動，起動后發動機工作正常。
    車輛進廠后，維修人員首先使用專用故障診斷儀Tech2查詢故障碼存儲。按照該車的VIN碼選擇生產年款和發動機代碼后進入動力控制模塊PCM，結果Tech2與PCM之間無法通訊。拆開空氣濾清器總成可以看到PCM，拔下PCM上的插頭檢查各個接腳的連接情況，并沒有發現連接針腳有損壞或接觸不良的現象。重新連接PCM的插頭，再次用Tech2調取故障碼，此時Tech2能夠進入PCM，但是沒有故障碼存儲。
    維修人員根據故障現象和經驗判斷，該車的故障與怠速電機故障、節流閥體臟污，或混合氣過稀等原因引起的故障現象相似。進一步分析，該車只是起動困難，起動后一切正常，因此排除了怠速電機存在故障的可能性。因為如果怠速電機存在故障，可能會引起起動困難，但是起動后還會出現怠速不正常的現象。經檢查節流閥體也沒有故障，那么引起起動困難的原因不外乎燃油系統、點火系統以及提供控制信號的傳感器，于是進行了基本檢查。
    首先檢查燃油壓力。打開點火開關后汽油泵開始工作，2s后油壓表指示值上升到290Kpa，保壓15min后油壓表的指示值為288kpa，下降幅度在允許范圍內。將點火開關保持在起動位置，使起動機長時間工作以強制發動機起動，觀察發動機怠速時的油壓值為295kpa，將油壓調節器的真空管拔掉，油壓上升至320kpa，符合油壓值為284～325kpa的范圍。
    因為燃油系統在各工況下的壓力值正常，所以燃油系統存在故障的可能性不大，于是維修人員對點火線圈、點火控制模塊ICM以及高壓線等點火系統部件進行了檢查。測量點火控制模塊ICM的點火正電壓接腳（粉紅色線）有12VＶ電壓，點火控制模塊ICM與動力系統控制模塊PCM之間的白色連接線導通，且PCM的ICM控制接腳處有5V的輸出電壓。進行跳火試驗，每一缸的火花塞均能產生高強度的藍色火花，這說明點火系統存在故障的可能性也不大。
    既然燃油系統和點火系統都沒有問題，那么是什么原因導致發動機起動困難呢？筆者認為，既然強制起動后發動機工作正常，那么故障點應該在產生發動機起動時所需信號的幾個傳感器的上。如果某些傳感器只是在發動機起動的過程中起作用，而在起動之后就不再參與工作或者這些傳感器傳送給ＰＣＭ的信號只是作為一個參考信號，不再是必需的運行信號，那么起這種作用的傳感器出現問題時就有可能導致該車的故障現象。因為是冷熱車均會出現故障，因此可以排除水溫傳感器這類的傳感器，于是將檢查的重點放在了曲軸位置傳感器上。
    在檢查曲軸位置傳感器之前，有必要了解該車曲軸位置傳感器的控制過程。該車發動機有２４Ｘ和７Ｘ兩個曲軸位置傳感器，２４Ｘ曲軸位置傳感器（圖１）位于發動機右側，曲軸端部的緩振平衡器的后面，它通過曲軸帶輪上的齒環采集曲軸的轉角信號。另一個７Ｘ曲軸位置傳感器位于發動機缸體后下方，排氣歧管下部。
    （１）曲軸帶輪的齒環上有24個均勻分布的缺口。
    當曲軸轉動時，24X曲軸位置傳感器向PCM提供曲軸的位置，PCM將24X曲軸位置傳感器傳輸來的信號與7X曲軸位置傳感器以及由7X曲軸位置傳感器計算得出的3X曲軸位置信號進行比較后，由PCM確定正確的噴油時刻、噴油脈寬以及點火時刻。如果24X曲軸位置傳感器采集到錯誤的曲軸轉角信號，PCM就不能發出正確的控制信號，從而造成起動困難。此時PCM會利用3X參考信號電路控制噴油和點火，發動機將繼續起動并僅采用3X參考信號和凸輪軸信號運行。
    （２）24X曲軸位置傳感器在曲軸轉一圈的時間內能夠產生24個信號脈沖，因此被用于精確控制點火和噴油，在發動機起動的過程中以及發動機轉速低于1600r／min的轉速范圍內起作用，而在轉速高于1600r／min時則不再參與工作。
    （３）在發動機轉速高于1600r／min時，由7X曲軸位置傳感器產生的信號通過點火控制模塊ICM計算，得出的3X曲軸位置信號脈沖提供給PCM用于控制噴油和點火，3X曲軸傳感器脈沖信號在發動機轉速為1200～10000r／min的范圍內起作用。7x曲軸位置傳感器是發動機的關鍵部件，如果該傳感器損壞，發動機將不能起動。
    通過上面所講的控制過程可以看出，24X曲軸位置傳感器只在發動機起動過程中和低轉速區域內起作用，而７Ｘ曲軸位置傳感器才是PCM控制噴油和點火的重要傳感器。筆者分析，該車的故障點應該在起動過程中及發動機處于低轉速區域范圍時用到的一個曲軸位置傳感器上，即24X曲軸位置傳感器。長時間給起動機通電使發動機自行運轉，并使發動機轉速上升至7X曲軸位置傳感器開始參與工作的轉速。7X曲軸位置傳感器參與工作后，PCM根據此信號對24X曲軸位置傳感器的錯誤信號進行必要的修正，以更加精確地控制噴油和點火，所以在發動機起動后能夠正常運轉。
    為了驗證上面的分析，筆者使用Tech2進入PCM進行曲軸位置偏差學習，當檢測到24X曲軸位置傳感器時，TECH2上顯示“24X曲軸位置傳感器存在錯誤信號”，這應該就是故障點了。拆下曲軸帶輪查看24X曲軸位置傳感器，發現上面有大量的油污，而曲軸帶輪的橡膠減振層已經老化變形，曲軸帶輪上的齒環也有部分損壞的現象，這會導致24X曲軸位置傳感器傳送給PCM錯誤的曲軸位置信號，從而導致起動困難的故障。
    清潔24X曲軸位置傳感器，更換新的曲軸帶輪，并進行曲軸位置偏差學習后，發動機可以順利起動，故障排除。