凸輪軸位置傳感器的故障診斷與排除

凸輪軸位置傳感器是發動機電控系統中最重要的傳感器之一，其作用是通過向行車電腦ecu提供確認活塞位置的信號，來確定發動機的點火時間和順序，并噴射燃油。如果來自發動機的準確位置信號不足或者接收不到，會出現一些現象，比如啟動困難，沒有加速力，排放超標，怠速不穩等，但這些現象的原因不一定是傳感器本身或者相關線路損壞。為了準確、快速地診斷凸輪軸位置傳感器的故障，必須正確識別凸輪軸位置傳感器的特性，了解其結構、工作原理和診斷方法。

在日常維修中，筆者遇到過一些與凸輪軸位置傳感器故障碼相關的故障，這些故障不是凸輪軸位置傳感器的電路或者傳感器本身造成的。

我在這里總結一下這些案例，分享給大家。

1.凸輪軸位置傳感器的結構

凸輪軸位置傳感器(cps)，也稱為凸輪軸識別傳感器(cis)，主要檢測凸輪軸的轉角位置。

凸輪軸位置傳感器通常采用霍爾傳感器，其結構如圖1所示。

凸輪軸位置傳感器g40和曲軸位置傳感器g28之間的信號對應關系如圖2所示，這是g40信號和g28缺齒信號之間的高低區間。

2.凸輪軸可變正時調節系統的結構和工作原理。

凸輪軸可變正時調節系統的結構如圖3所示，它由一個凸輪軸調節閥n205和一個由液壓活塞控制的鏈條張緊器組成。

當發動機處于中低轉速時，即轉速在1300-3600r/min范圍內時，凸輪軸可變正時調節系統提前開啟和關閉進氣門，提高發動機扭矩；其他轉速下正常時間開閉進氣門，保持發動機最大功率。

發動機控制凸輪軸調節閥n205，并使用電控液壓活塞向鏈條張緊器施加液壓壓力進行調節。凸輪軸調節機構的液壓油路與氣缸蓋的油路連通。發動機低速運轉時，活塞運動較慢，進氣歧管內的混合氣隨活塞運動，所以流速較慢。必須提前關閉進氣門，以防止混合氣回流到進氣歧管。此時凸輪軸位置稱為扭矩調節位置，即進氣門早開早閉。控制單元給n205通電，鏈條張緊器在液壓的作用下向下推動鏈條，使氣門正時發生變化，進氣量增加，發動機扭矩增大。

發動機高速運轉時，活塞運動快，進氣歧管內的混合氣隨活塞運動，流速快。在活塞向上運動的過程中，混合氣體繼續流入氣缸。此時凸輪軸的位置稱為動力調節位置，進氣門正常開啟和關閉。控制單元不使n205通電，鏈條張緊器在液壓的作用下保持鏈條的最高位置，配氣相位不變，保證最大進氣量，保持發動機最大輸出功率。

3.凸輪軸位置傳感器故障代碼的相關故障范圍

)1)凸輪軸位置傳感器元件、管道或ecm有故障。

)2)發動機正時不良

)3)凸輪軸可變正時調節部分故障。

4)凸輪軸位置傳感器的目標輪有故障或間隙異常。

)5)曲軸位置傳感器故障

凸輪軸位置傳感器的電源及導線的檢測方法

在傳感器正常連接的狀態下測量電源端子和接地端子之間的電壓時，可能會得到三種結果，即電壓值在規定的4.5V~5.5V范圍內，電壓值小于4.5V；電壓值大于5.5V，根據這三個測量結果進行分析。

電壓值在4.5V~5.5V的規定范圍內

說明傳感器電源電壓正常，然后檢查信號線有無正極短路、對地短路、斷路。如果信號線沒有故障，則連接線被確定

傳感器的電源由發動機控制單元提供，因此為了判斷冗余電壓源，可以斷開發動機控制單元的插頭，并在打開點火開關的情況下測量傳感器的電源端子和接地端子之間的電壓。如果此時電壓在0.5V之間，線路沒有短路，多余的電壓來自發動機控制單元，應更換發動機控制單元；當測得的電壓超過上述范圍時，說明傳感器的電源端子或接地端子與發動機控制單元之間的線路存在正極短路，必須根據維修手冊仔細檢查相關線路。

電壓值小于4.5伏

這意味著電路對地短路。該電路包括發動機控制單元、傳感器和連接線。有很多傳感器與凸輪軸位置傳感器共用正極端子，其中一個對地短路，會影響供電電壓，所以必須排除這些故障的可能性。依次斷開連接的傳感器連接器，每次斷開一個連接器插頭時，測量凸輪軸位置傳感器的電源端子和接地端子之間的電壓。當電壓回到規定范圍時，說明剛剛被切斷的傳感器出現了故障。當此傳感器的電壓發生變化時，意味著相關線路或發動機控制單元存在接地短路。當所有連接插頭斷開后，檢測是否存在對地短路，排除對地短路的可能性后，即可判斷發動機控制單元有故障。

4.凸輪軸位置傳感器故障維修案例

凸輪軸位置傳感器故障維修案例1

故障現象：

這是一輛2006款邁騰（查成交價|參配|優惠政策）1.8tsi，搭載byj發動機，自動變速箱，行駛里程10萬km。據車主反映，最近車輛在正常行駛中加速力偶爾消失，儀表顯示為“發動機故障維修站”。

故障診斷：

連接汽車后，用診斷儀vas5051檢測到發動機控制系統的故障代碼為00833。這意味著“凸輪軸位置傳感器g40的電路范圍/性能是偶然的”。

根據電路圖(參見圖4)，維修人員檢測傳感器的三條線。鑰匙打開時，參考電壓線t3cj/1對地電壓為5v，連接線t3cj/3與車身連接，信號線t3cj/2與ecm對應端子連接，三條線都短路斷開。

因此，維修人員懷疑凸輪軸的可變正時調節有問題。如圖5所示，數據流是在發動機轉速為2000轉/分鐘時讀取的。

這輛車和普通車輛的數據相比，沒有明顯的區別。熄火后，拆下g40，將曲軸皮帶輪旋轉至1缸上止點位置。該車靶輪位置與正常車相同，說明g40靶輪的機械位置沒有擾動。連接油壓表以檢測油壓。怠速油壓0.28兆帕，2000轉/分轉速0.4兆帕，都在正常范圍內。即使更換凸輪軸調節電磁閥n205和調節柱塞，試運行期間的故障也不會改變。拆下正時鏈條蓋，檢查發動機正時。當活塞位于氣缸1的上止點時，所有相應的標記都是正常的。

就這樣，故障排除陷入僵局。如果故障被認為是偶然故障，只有真實再現故障發生時的情況，才能進行有針對性的診斷。反復試運行模擬故障發生時的情況，發現車輛大角度轉彎時容易出現這種故障，其中二次故障出現時儀表上出現“液壓”字樣。根據儀表上顯示的指示，判斷潤滑系統可能有故障。舉升車輛進行檢查，發現油底殼上有輕微的碰撞痕跡。拆下油底殼發現機油泵壞了。更換機油泵進行故障排除。

維修總結：由于機油泵輕微破裂，車輛靜止空載時檢測到的機油壓力數據正常，未出現故障。然而，當駕駛

凸輪軸位置傳感器故障維修案例2

故障現象：

奇瑞林煒v5轎車搭載的是sor481a1.9tdi發動機。在修理廠更換同步帶后，發動機故障指示燈(mil燈)一直亮著，發動機沒有加速力。與汽車連接后，首先驗證故障。上述現象確實存在。

故障診斷：

乘務員首先連接故障檢測儀檢測發動機控制系統。存儲在發動機電子控制單元中的故障代碼是p0341，“凸輪軸位置傳感器信號不正確”。清除代碼后，再次啟動發動機，故障代碼再次出現。根據以上故障原因，按照先簡后繁的原則逐一檢查，傳感器電路和元器件沒有問題。

因為汽車的故障發生在更換同步帶之后，懷疑是發動機氣門正時不正確。維修人員使用專用工具按照標準操作規范重新校準氣門正時，發現到車后發動機故障指示燈依然亮著。從凸輪軸位置傳感器信號的目標輪位置判斷，目標輪位置異常，與進氣凸輪軸過盈配合。為了確認車輛目標車輪的位置是否正確，通過尋找同型號的車輛，發現目標車輪的位置與正常車輛相差60%左右。至此，確認該車故障是由凸輪軸位置傳感器信號的目標車輪位置變化引起的。更換進氣凸輪軸總成和代碼清潔器后，進行試車，mll指示燈熄滅，發動機加速良好，故障完全排除。

維護摘要：

目標控制面板的位置通常不變。此車凸輪軸位置傳感器發出信號，目標輪與凸輪軸過盈配合，很可能是更換同步帶的維修工適時用螺絲刀撬動相關零件造成的。該車輛的進氣和排氣凸輪軸的前端有一個六角形軸頸，可以用一只僵硬的手轉動。如果拆下正時齒輪后需要轉動凸輪軸，只能這樣做，其他異常操作可能會帶來不好的結果。