长城皮卡风骏5柴油机热车无法启动故障检修

       检修描述：一辆行驶里程约15.3万km的2010年长城风骏5皮卡汽车，车型编号为CC1031PS45型，搭载GW2.8TC-2型增压共轨柴油发动机，发动机排量2.8L，配备5速手动变速器，。第1天客户来电话说“车辆在停车场停放15min左右，准备中午回单位，再启动车辆，怎么也启动不着车了”，要求救援。救援人员立即到达现场，打开点火开关，检查车辆仪表上的充电指示灯、机油报警灯、冷却液温度指示灯和预热指示灯都无异常，把点火开关转到启动挡，启动车辆，启动机运转正常，发动机无着车迹象，用手动油泵泵油后，再启动，发动机也没有启动着车。在车辆停放40多min后再一启动竟然着车了，救援人员将车辆开回维修车间，交给维修技师。
       故障检测：
       1．验证故障现象
       维修技师接车后，首先启动车辆，可以顺利启动着车。加速，发动机加速良好、没有加不上油和熄火现象，只有发动机故障灯点亮。维修技师用道通708故障诊断仪检测故障码，诊断仪显示有3个故障码，分别是：（1 ） P0402一实际进气量小于设定进气量（高于上限）；（2）P0340—凸轮轴信号错误（高于上限）；（3） P2299一同时踩下油门和制动踏板（无效信号）。故障码的存在对发动机的运转没有多大影响，是偶发的，用诊断仪清除故障码，故障码可以清除。
       2．检查燃油低压油路
       拆下柴油滤清器进行检查，滤清器内并不脏，发现油质不太好（标号低、0#柴油）；再拆下油水分离器检查，油水分离器内没有水和沉积物。由于已经到了保养期，于是更换了柴油滤清器和油水分离器，对低压油路排气后，启动发动机，发动机顺利着车，发动机运转平稳、加速良好，仪表上的发动机故障报警灯没有点亮，检查没有发现影响启动的其它因素。最后，维修技师反复启动车辆，每次发动机都可以顺利启动，确认了车辆完全可以正常启动，才把车辆交给客户。
       3．复查
       第2天中午客户又来电话反映故障依旧。救援人员到达故障现场，启动车辆，发动机又能顺利着车，把车辆开回车间。维修技师检查仪表发现故障灯又点亮了，用故障诊断仪检测故障码，有1个故障码：P0340-凸轮轴信号错误（高于上限），故障码是偶发的可以清除掉。维修技师为了确认不着车现象是否与故障码有关，拔下凸轮轴位置传感器连接器后启动车辆，反复启动车辆都不能着车，插好凸轮轴位置传感器连接器，再启动车辆能顺利着车。检测故障码还是：P0340-凸轮轴信号错误（高于上限）。如果凸轮轴位置传感器真的有故障或无信号，一定会影响车辆启动的，只有看次日早晨冷车时的启动情况了。
       次日早晨，第1次启动，维修技师把点火开关转到ON挡，等待预热指示灯熄灭，再运转启动机，发动机可以顺利启动着车，发动机加速良好，关闭发动机，再次启动车辆可以正常着车，而且发动机故障灯也没有点亮，车辆冷车启动没有问题。
已经救援了2次，车辆肯定有隐性问题没有显现出，模拟客户叙述的情况，对车辆进行路试，车辆行驶20km后，关闭点火开关熄火，然后立即启动车辆，发动机可以正常着车，没有任何异常现象出现。此时再关闭发动机，等待15min后再启动发动机，启动机运转正常，但是发动机无着车迹象，车辆行驶一段路程后，热车不好着车现象出现。把车辆放冷后（1个多小时）再启动发动机又可以正常启动着车了。
       在原地加速发动机继续检查，这次不行驶车辆，连续加速发动机热车20min左右，关闭点火开关使发动机熄火，再立即启动车辆，发动机可以正常着车；把车辆熄火后等待15min左右再次启动车辆，发动机有时有着车迹象，就是着不起来；将车辆停放1h以后，打开点火开关预热并启动车辆，可以顺利启动着车。经过检查和试车确认了车辆在以下情况可以正常启动着车：（1）冷车可以正常启动；（2）热车熄火发动机后立即启动可正常着车；（3）熄火后长时间停放（1-2h以上、时间越长越好）发动机可以正常启动着车。同时，确认了“发动机不是每天中午启动不着车”，车辆在热车状态下熄火发动机，只要在短时间内（停放10～25min ），再次启动车辆，发动机确实存在启动不着车故障。
       原因分析及检查：
       1．故障原因
       分析GW2.8TC-2型高压共轨柴油机，热车不着车故障可能的原因有：
    （1）车辆供电系统电压故障0（2）曲轴位置传感器故障。（3）凸轮轴位置传感器故障。（引发动机电子控制单元（EDC）或防盗系统故障。（5）燃油共轨系统高压部分故障。（6）电控喷油器电路或机械故障。（7）废气再循环系统EGR阀及控制电磁阀故障。（8）凸轮轴位置传感器机械方面故障。
       2．检查
      根据检测到的故障码及故障原因分析，对以下项目进行检查：
   （1）检查车辆供电系统电压是否正常。
      热车后保险丝座、继电器、搭铁点或连接器等接触点阻值增大导致接触不良或供电异常，会影响高压共轨系统电子控制工作异常。测量蓄电池电压正常，检查供电保险丝无松动和熔断现象，检查主继电器触点无烧蚀，导通良好。在车辆启动不着车时，用诊断仪读取冻结帧数据，观察到在“发动机转速239r/min”时，“控制模块电压10.596V" 、显示发动机启动电压降在正常范围，电子控制单元（EDC）可以正常工作。
    （2）检查曲轴位置传感器故障。
      在共轨喷射系统中，曲轴位置传感器工作异常，会导致发动机出现不着车故障。检查曲轴位置传感器及工作情况。为了证实不着车是否与曲轴位置传感器有关，先拔下曲轴位置传感器，启动发动机2次后，再读取故障码，曲轴位置传感器故障码出现在显示屏上，说明曲轴位置传感器线圈及电路是正常的。在启动发动机时，用诊断仪读数据流，可以看到发动机转速数据流。对曲轴位置传感器的检查未发现异常。
    （3）检查凸轮轴位置传感器及其线路故障。
分析P0340故障码形成机理：当电子控制单元（EDC）在设定的时间段内发现未能检测到A（进气）凸轮轴位置传感器信号时，会存储P0340故障码。根据P0340故障码形成机理分析，对凸轮轴位置传感器及其线路进行重点检查。
       首先拆下传感器检查，未发现有金属杂质或破损现象。再用万用表测量传感器连接器与发动机电子控制单元之间导线阻值，测量传感器连接器3号端子（红色线）至控制单元A11端子、测量传感器连接器2号端子（绿色线）至控制单元A50端子、测量凸轮轴传感器连接器1号端子（黑色线）至控制单元A20端子之间导线阻值都在0.003Ω左右。线束测量结果3条导线都无短路、断路现象，线路导通良好。然后更换1个凸轮轴位置传感器，试车，热车后启动车辆还是不着车。
    （4）检查发动机电子控制单元（EDC）故障及防盗系统故障。 在电控共轨式燃油喷射系统中（EDC）根据各传感器的信号，对喷油器发出最佳的喷油控制信号。车辆在防盗状态下，发动机电子控制单元（EDC）点火锁止，发动机将不能启动着车。
      1）检查控制单元供电电压及相关线束连接情况。
    检查电子控制单元线路连接器无松动、脱落现象，连接牢固。测量发动机控制单元有12V供电电压，检查电子控制单元（EDC）接地线搭铁点有油漆存在，可能产生接触不良，用砂纸打磨搭铁点，处理掉油漆，将搭铁线重新紧固。
      用万用表测量控制单元输出到凸轮轴位置传感器的电压，打开点火开关，测量连接器3号端子电源电压为4.95V、2号端子信号（参考）电压为4.89V、1号端子电压为0.00V，测量结果搭铁线接地良好，线路电压正常。
    在喷油器线束侧连接器处，用试灯测量控制单元输出的喷油信号，试灯闪烁，有喷油脉冲控制信号，发动机控制单元能输出喷油控制信号，而且发动机防盗指示灯也没有报警，说明发动机控制及防盗系统在正常状态。
      2）检查燃油共轨系统高压部分故障。
       燃油共轨系统高压油泵或进油计量比例电磁阀有故障不能建立高压，燃油共轨系统压力异常，会导致发动机出现不着车现象。在发动机高压共轨喷射系统中，压力传感器能准确的为发动机电子控制单元（EDC）提供油轨管内的压力信号，共轨压力传感器的测量范围为20～180MPa。用诊断仪读数据流，启动时共轨压力超过20MPa。发动机怠速时的油轨压力数据，发动机中速（2500r/min）时油轨压力数据。在检查中发现计量比例电磁阀占空比在21％以上，正常情况下是17%，更换共轨计量比例电磁阀，但是不着车故障依旧存在，说明不是燃油共轨系统压力和计量比例电磁阀影响的不着车。
    （5）检查电控喷油器电路及机械故障。
      电控喷油器是共轨式燃油系统中关键的部件，它根据发动机电子控制单元（EDC）发出的控制信号，通过控制电磁阀的开启和关闭，将高压油轨中的燃油以最佳的喷油定时、喷油量和喷油率喷入柴油机的燃烧室。对于高压共轨柴油发动机来说，喷油器控制线路或控制信号有问题或电控喷油器机械部分针阀热车时卡滞也会导致启动不着车现象。
     检查电控喷油器及线束，测量4个喷油器供电和信号控制导线都无断路、短路现象，连接器接触良好。用万用表分别测量4个喷油器电磁阀的电阻值，都在0.60Ω左右，线圈阻值正常。用试灯的2个探针分别插在喷油器电磁阀线束侧的端子上，启动发动机，试灯闪烁，说明喷油器控制信号和电路都是正常的。
     检查喷油器的回油量，确认喷油器是否喷油或滴油，断开喷油器回油管，用量杯测量4个喷油器的回油量均为45mm1/min左右，喷油器回油量感60mm1，且4个喷油器回油量一致。说明喷油器没有发生堵塞或卡滞现象，可以排除喷油器机械故障导致的发动机不着车。
   （6）检查废气再循环系统 EGR阀及控制电磁阀故障。
     分析检测到的故障码，EGR阀有积碳、卡滞或控制阀的真空管路连接错误，使EGR阀异常打开，都会引起EGR阀工作不良，记录“P0402一实际进气量小于设定进气量（高于上限）”故障码。拆下EGR阀总成，用节气门清洗剂清洗EGR阀门积碳，用真空泵驱动EGR阀真空室，EGR阀门能够打开，泄压后也能够关闭，EGR阀阀门运动灵活无卡滞现象。检查EGR阀真空室至控制电磁阀的真空管路连接正确，真空管连接良好，未发现漏气或脱落现象。将控制阀至EGR阀真空室的软管拔下，直接驱动EGR阀，EGR阀门能够移动工作，可以排除控制阀真空软管连接错误或阀门卡滞导致的发动机不着车。
   （7）检查凸轮轴位置传感器机械方面故障。
     在反复启动发动机不着车时，用道通708故障诊断仪进入OBD系统读取发动机故障码，诊断仪显示的故障码为“P0340 -凸轮轴传感器A电路缸组1或单一传感器”。读取冻结帧数据，冻结帧数据中没有凸轮轴位置传感器数据，但是存储了“P0340”故障码，查阅维修手册确认P0340故障码的含义为凸轮轴位置传感器无信号。前面已经对发动机电子控制单元（EDC）、凸轮轴位置传感器及线路方面进行了检查，都正常、没有发现故障点存在，为什么还会在启动过程中记录“P0340”故障码呢？分析如果机械方面正时皮带过松、跳齿或配气（喷油）正时不准确，凸轮轴皮带轮上的感应铁损坏或传感器的工作间隙异常，产生的信号与曲轴不同步、凸轮轴位置传感器信号过弱或无信号，控制单元会记录“P0340”故障码（凸轮轴位置传感器无信号）。
   （8）检查凸轮轴位置传感器机械方面的配气正时和传感器的工作间隙。
      1）检查配气正时。拆下发动机正时皮带罩，检查皮带涨紧度正常，正时皮带无跳齿现象，凸轮轴齿轮配气正时点正确无误。
      2）检查凸轮轴位置传感器工作间隙。首先检查凸轮轴皮带轮上的感应铁焊接牢固、无变形或损坏现象。再检查凸轮轴位置传感器与感应铁之间的间隙，凸轮轴位置传感器安装在正时罩上，正时罩变形会引起凸轮轴位置传感器与感应铁之间工作间隙发生变化或异常。检查拆下的发动机正时皮带罩，发现有很深的摩擦痕迹，说明凸轮轴位置传感器安装孔处也随之拱起，使凸轮轴位置传感器与凸轮轴皮带轮上的感应铁的间隙增大，超过正常工作间隙范围，与新正时罩对比，凸轮轴位置传感器安装位置高出4～5mm（正常功能间隙为0.3-2mm ），也就是说发动机热车后凸轮轴位置传感器与皮带盘上的感应铁的间隙变大，超过正常工作间隙范围2倍，导致提供给发动机电子控制单元（（EDC）的信号异常或无信号，发动机电子控制单元（EDC）记录了“P0340”故障码，发动机热车后启动时不能着车。
       故障排除：更换新正时罩盖，用诊断仪清除故障码，启动发动机可以着车了。车辆行驶热车后，关闭发动机，把车辆停放20min后，再启动发动机可以正常着车。车辆不论冷车、热车，不论短时间（15～40min内）停放或长时间（1～2h以上）停放，什么时候启动发动机，发动机都能顺利启动着车，热车停放不能启动现象彻底消失。发动机正时皮带罩引起的车辆每天中午启动不着车故障彻底排除。
       维修小结：在该车的故障排除过程中可以看出故障的真正原因是在发动机温度升高后，塑料正时皮带罩受热变形，改变了凸轮轴位置传感器的工作间隙，引起的凸轮轴位置传感器信号缺失，使发动机电子控制单元（（EDC）不能确定发动机正确的喷射基准时刻，导致的发动机热车启动不着车故障发生。
       维修技师在更换柴油滤清器和油水分离器后排气时，发现车架上安装1个电子油泵，与客户沟通知道，2年前就安装了电子油泵，原来此车早就有偶尔不易着车现象，当时的维修师傅认为柴油机不易着车多半是油路的问题，维修师傅在供油管上给加装了电子泵，安装后不易着车现象有所改善，但没有彻底排除偶尔不易着车现象，直到今天故障现象越来越严重了，热车熄火后（15～30min）再启动彻底不着车了。
       一般情况下启动不着车多数是早晨冷车启动，或者是冬天柴油标号过低时发生。为什么冬天没有发生启动不着车故障，进入4月份才出现的不着车故障而且在中午不着车，天气暖和反而不好启动了？分析客观的原因有2个，一是3月份之前加的燃油是-35＃柴油，启动性好、启动着车相对比较容易；现在用的是0＃柴油，启动性相对较差。再一个是冬天气温低正时皮带罩变形小，加之发动机冷却的快，停车20min后再启动，与现在等待1h效果相同，对发动机启动没有多大影响，所以冬天好启动、气温升高了反而不好启动了。
      在检查时冷车可以正常启动，是发动机被冷却后，塑料正时皮带罩变形恢复正常状态，凸轮轴位置传感器可以正常工作，有凸轮轴位置传感器信号输出时，冷车或长时间停放（1～2小时以上），只要启动发动机都能顺利启动着车。在热车熄火后立即启动可以正常着车，在柴油发动机电子控制系统中，当凸轮轴传感器出现故障而导致信号中断时，发动机能继续运转（不会自动熄火），也能再次启动（熄火后立即启动能着车）。但是，喷油不是在进气门打开时完成，而是在进气门关闭之前完成（即喷油时间增长），由此对混合气品质产生的影响极小，不会影响发动机热车启动或发动机的总体性能。
    在故障排除中得出的结论是：热车熄火后短时间内停放（15～30min内），发动机启动不着车，是在柴油发动机正常启动时，电子控制单元（EDC）需要识别出第1次点火时刻、判缸信号才能正常喷油或启动着车。因为塑料正时皮带罩变形，在冷却15～30min内没有恢复到正常形状，凸轮轴传感器工作间隙异常，无信号输出，所以发动机热车后启动时不能着车。