张佳松
东莞市技师学院交通运输学院广东东莞523000
摘要
2014款丰田卡罗拉汽车起动困难，需多次起动才能成功着车，着车后发动机能正常工作，故障指示灯点亮，初步判断故障范围在发动机电控系统。经检查分析,故障点为传感器元件本身，对其进行了更换，车辆起动正常、可正常行驶。
关键词：起动困难 凸轮轴位置传感器 故障诊断排除
一、绪论
随着汽车技术的发展，现在修车不仅要了解车辆相关构造及原理，还需要通过相关检测仪器对车辆进行检测，通过检测设备快速找出车辆的故障部位，减少维修的难度。本文通过介绍丰田卡罗拉进气凸轮轴位置传感器故障，引起的无法启动故障诊断与检修过程，阐述故障特点和针对故障现象进行分析,通过专业分析和经验判断，最终找到故障点。
二、丰田卡罗拉起动困难的故障描述
（一）故障现象：
一辆丰田卡罗拉行驶6万多公里，车主反映，车辆起动困难，需起动几次才能着车，有时行驶几公里后发动机突然熄火，熄火后需多次起动才能着车，故障指示灯点亮，发动机起动后平稳运转，加速正常。
（二）故障诊断相关工作原理：
1ZR-FE发动机的电控系统，是采用独立点火、顺序喷射的，既安装了曲轴位置传感器，又安装了凸轮轴位置传感器。发动机运转时，发动机电控单元ECM以凸轮轴位置传感器产生G2信号和曲轴位置传感器产生的NE信号为基准，得出曲轴位置和发动机转速，并接收配气凸轮轴的位置信号以识别1缸压缩上止点，利用这些计算结果控制喷油持续时间和确定基本点火正时。此外，凸轮轴位置信号还用于发动机启动时识第一次点火时刻。若凸轮轴位置传感器在运转过程中被拔掉，发动机照常运转，但重新起动时，则需要重复几次。
三、丰田卡罗拉起动困难的故障分析
丰田卡罗拉1ZR-FE型发动机是电控发动机，综合分析，造成电控发动机起动困难的主要原因有以下几方面：（1）燃油系统供油不畅故障；（2）喷油器元件故障；（3）点火电路故障；（4）冷却液温度传感器故障；（5）汽缸压力不正常；（6）进气及真空系统漏气；（7）凸轮轴位置传感器故障。
四、丰田卡罗拉起动困难的故障检测排除
1、打开点火开关，仪表板上的发动机故障指示灯亮，起动较困难，起动后发动机运转平稳，加大油门，发动机加速良好，运转一段时间，观察并细听发动机，没有发现明显的漏气声。用电脑诊断仪读取故障码，显示P0340（进气凸轮轴位置传感器电路故障），初步诊断为凸轮轴位置传感器相关电路故障。
读取数据流，发动机怠速运转，MAF进气流率为2.5gm/s，喷油持续时间为2ms，进气量和喷油量正常；短期燃油修正系数为0%，说明系统空燃比正常，进一步确认起动困难是由于进气凸轮轴位置传感器相关电路故障引起的。
2、根据故障码P0340查阅维修手册的检测流程进行相关检测：
（1）检查进气凸轮轴位置传感器VC电源，如图（1）所示，关闭点火开关，断开进气凸轮轴位置传感器连接器，将点火开关置于ON位置，用万用表测量端子3(VC)与车身搭铁，端子3(VC)和2之间电压，电压值都为5V，在正常值4.5至5.5V之间，正常。
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（2）检查线束和连接器如图（2）、图（3）所示。关闭点火开关，断开进气凸轮轴位置传感器连接器，断开发动机ECM B31连接器，测量发动机ECM连接器端子B31-99(G2+)和进气凸轮轴位置传感器连接器端子B21-1(VVI+)之间电阻为0.7Ω，正常。测量ECM连接器端子B31-98(G2-)和进气凸轮轴位置传感器连接器端子B21-2(VVI-)之间电阻为0.7Ω，正常。测量发动机ECM连接器端子B21-2(VVI-)和B21-1(VVI+)、B31-98(G2-)和车身搭铁、B31-99(G2+)和车身搭铁、B21-2(VVI-)和车身搭铁、B21-1(VVI+)和车身搭铁之间的电阻值均为无限大，正常。
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（3）检查进气凸轮轴位置传感器的安装情况：拆出传感器，没有发现破裂和变形，重新安装。
3、根据检查结果，凸轮轴位置传感器线路正常，清除故障码，重新起动发动机，读取故障码，诊断仪仍然显示P0340，怀疑凸轮轴位置传感器本身可能有问题。拆出传感器，将点火开关置于ON位置，用万用表测量端子1(VVI+)与端子2(VVI-)之间电压，电压值都为4.8V。再用梅花扳手接近进气凸轮轴位置传感值器端部，用万用表测量端子1(VVI+)与端子2(VVI-)之间电压，电压都为0.2V，初步诊断正常。由于凸轮轴位置传感器的静态和动态测量数据都在正常范围内，用示波器检测其动态波形，起动发动机，读出波形，对比维修手册上正常参考波形一致。
显示P0340故障码的原因有二个。第一，进气凸轮轴位置传感器信号不良。第二，发动机ECM内部故障。发动机ECM出现故障的机率非常小，所以故障大概率是进气凸轮轴位置传感器信号不良原因。
卡罗拉1ZR-FE型发动机有两个凸轮轴位置传感器，进、排气凸轮轴位置传感器完全一样，重新安装排气凸轮轴位置传感器，用示波器测量排气凸轮轴位置传感器连接器端子B20-1(VVE+)和B20-2(VVE-)之间的波形，波形如图（4）、图（5）所示正常。同时也用示波器测量进气凸轮轴位置传感器连接器端子B21-1(VVI+)和B21-2(VVI-)之间的波形，把两个传感器波形的幅值调至1V/格，对比两者的波形，发现正常的排气凸轮轴位置传感器信号峰值为4.8V，而进气凸轮轴位置传感器信号峰值为4.7V，比排气凸轮轴位置传感器信号低0.1V。
图（4） 图（5）
因两个凸轮轴位置传感器型号相同，把两个凸轮轴位置传感器对调安装，清除故障码，重新起动发动机，读取故障码，诊断仪显示P0365（排气凸轮轴位置传感器电路故障）。由此，故障确定在进气凸轮轴位置传感器元件本身。更换一个完好的进气凸轮轴位置传感器，清除故障码，再起动发动机，运转正常。重新读取故障码，显示“系统正常”，故障排除。
五、小结
这种情况属于进气凸轮轴位置传感器输出信号电压偏低，是元件本
身故障，丰田卡罗拉1ZR发动机控制精度高，动态响应快，即使凸轮轴位置传感器输出信号电压比正常值低0.1V，发动机ECM判断为信号电压不正常，所以储存P0340故障码，且不接收进气凸轮轴位置传感器信号，控制单元仍可点火，则需要重复几次才能起动成功。在维修电控发动机时,必须全面了解电子控制燃油喷射发动机的原理,掌握有关功能作用,运用科学的分析方法和维修技巧,制定最佳维修方案,方能事半功倍。
参考资料：
1．周乐山 《汽车故障诊断与排除》 江苏科技出版社 2009.7
2．广汽丰田 《丰田卡罗拉维修手册》 丰田特约厂 2014.5
3．鲁植雄 刘奕贯 《汽车电喷发动机波形分析图解》第二版 江苏科学技术出版社 2006.10
作者简介：张佳松（1990.03-），男，汉族，广东东莞人，学士学位，东莞市技师学院交通运输学院汽车机电系专业教师，研究方向：汽车维修，新能源汽车维修