2009款长安福特马自达3车行驶中发动机突然熄火

重庆市忠县东力汽车销售服务有限公司 秦 兵

故障现象一辆2009款长安福特马自达3车，搭载Z6发动机，累计行驶里程约为15万km。该车因行驶中发动机突然熄火，且发动机无法再次起动着机而在其他修理厂维修。维修人员用故障检测仪检测，发现动力控制模块（PCM）中存储有与曲轴位置传感器相关的故障代码。检测曲轴位置传感器线路，未见异常；更换曲轴位置传感器后试车，故障依旧。诊断至此，维修人员怀疑PCM损坏，由于不敢轻易更换，因此向笔者请求技术支持。

故障诊断赶到现场后试车，起动发动机，起动机运转有力，但发动机没有着机征兆。用故障检测仪检测，发现PCM中存储有故障代码“P0335 CKP（曲轴位置）感应器电路功能失常”（图1），故障指向曲轴位置传感器电路。清除故障代码后试车，发动机仍无法起动着机，且故障代码P0335再现。反复试车发现，起动发动机时，发动机数据流中的发动机转速始终为0 r/min，怀疑PCM没有接收到曲轴位置传感器的信号。

图1 PCM中存储的故障代码（截屏）

查看维修资料得知故障代码P0335的设置条件为：PCM持续4.2 s或更长时间未从曲轴位置传感器接收到输入电压，同时空气流量为1.43 g/s 或更高。笔者认为，PCM检测到空气流量信号，说明曲轴运转了，但PCM并没有接收到曲轴位置传感器信号（即发动机转速信号），经过对比，PCM认为曲轴位置传感器电路存在故障。

图2 曲轴位置传感器电路

图3 故障车曲轴位置传感器和凸轮轴位置传感器的信号波形（截屏）

查看曲轴位置传感器电路（图2），脱开曲轴位置传感器导线连接器，测量曲轴位置传感器导线连接器侧端子A（供电端子）与搭铁之间的电压，约为12 V，正常；测量端子B（信号端子）与搭铁之间的电压，约为5 V，正常；测量端子C（搭铁端子）与搭铁之间的电阻，约为0.5 Ω，正常。由此初步判断曲轴位置传感器与PCM之间的线路正常。装复曲轴位置传感器导线连接器，用pico示波器A通道从PCM端子2Y处在线测量曲轴位置传感器的信号波形，同时用pico示波器B通道测量凸轮轴位置（CMP）传感器的信号波形，起动发动机，测得的相关波形如图3所示。分析图3可知，起动瞬间，曲轴位置传感器和凸轮轴位置传感器的信号电压均明显高于5 V，而这是否异常，暂时无法确定，但比较可疑；曲轴位置传感器信号为0 V和5 V的方波信号，即曲轴转动时，曲轴位置传感器会间歇使端子B与搭铁接通，从而间歇拉低PCM端子2Y上的5 V电压。从曲轴运转1圈时曲轴位置传感器信号的方波个数来看，曲轴位置传感器信号轮并不是常见的“58+2”（58个齿+2个齿缺）结构。查看维修资料得知，该车曲轴位置传感器信号轮（图4）为“30+6”（30个齿+6个齿缺，具体为16个齿+2个齿缺+13个齿+2个齿缺+1个齿+2个齿缺）结构，这与图3中曲轴位置传感器的信号波形相对应，说明曲轴位置传感器能输出信号。

图4 曲轴位置传感器信号轮的结构

图5 福特嘉年华车曲轴位置传感器和凸轮轴位置传感器的信号波形（截屏）

难道PCM损坏，无法接收曲轴位置传感器信号？此时维修车间正好有一辆2009款福特嘉年华车，搭载ZY发动机，与故障车发动机的结构及控制系统基本一致，于是将故障车的PCM装在福特嘉年华车上试车。起动福特嘉年华车的发动机，发现发动机数据流中的发动机转速显示正常，说明故障车的PCM能够正常处理曲轴位置传感器信号，那为什么PCM装在故障车上就无法识别发动机转速信号了呢？难道故障车的曲轴位置传感器信号错误？

用pico示波器同时测量福特嘉年华车的曲轴位置传感器和凸轮轴位置传感器的信号波形（图5），与故障车相比发现，两者的曲轴位置传感器信号与凸轮轴位置传感器信号的相位差相差较大（约75°曲轴转角），怀疑故障车的发动机正时信号错误。难道发动机正时信号错误会影响PCM识别发动机转速信号？尝试脱开福特嘉年华车的凸轮轴位置传感器导线连接器，然后起动发动机，发现发动机数据流中的发动机转速信号变为0 r/min；装复凸轮轴位置传感器导线连接器，约2 s后发动机转速信号恢复正常，这说明发动机正时信号错误确实会影响PCM识别发动机转速信号。由于发动机是在车辆行驶中突然熄火的，再结合上述诊断结果分析，推断该车发动机正时链条松动，出现了“跳齿”现象。

拆下气缸室盖罩，检查发动机正时，发现发动机正时错误（图6）。进一步检查发现，发动机正时链条拉长。

图6 发动机正时检查

故障排除更换发动机正时链条、张紧器等正时部件，并重新校对发动机正时后试车，发动机能顺利起动着机，故障排除。

故障总结该车PCM的控制逻辑有些特别：首先，发动机正时错误，且曲轴位置传感器信号与凸轮轴位置传感器信号的相位差与标准值偏差较大，PCM不存储曲轴位置与凸轮轴位置相关性不合理的故障代码，却存储了曲轴位置传感器电路功能失常的故障代码，这很容易误导维修人员去检查曲轴位置传感器的电路；其次，PCM明明能够接收到曲轴位置传感器信号，却因为存储了故障代码P0335而不识别发动机转速信号，这也增大了诊断难度。