2006年中华骏捷难启动排除及控制理论详解

最近接修一辆他厂转诊而来的2006年中华骏捷，配置2.0L 4G63发动机。故障症状为发动机难启动，阻力大，有反转迹象，放炮。典型的点火提前角过大。拔去空气流量传感器车子勉强可以启动，但是有时还是有放炮现象，工作1min左右还是自动熄火，加不了速。

该车为事故车，更换过汽缸盖、点火线圈、曲轴位置传感器。怀疑曲轴位置传感器问题，前后一共更换了3个，正时对了无数遍，确保没有问题。

故障已经排除到这个份上，本着不去相信任何人的原则，重新检查正时系统，用百分表找到活塞处于1缸上止顶位置时，确实所有的记号正常。发动机的机械正时完全正常，不再考虑。用示波器检查曲轴位置传感器信号一切正常，HALL方波信号没有任何异常。

使用数显正时枪，拔去空气流量传感器，着车后检查点火正时，不可思议的是在正时枪上需要调整到90°时，记号才对正10°。难道该车的点火正时是100°。常识告诉我们不可能，因为在我们平常的认知里点火提前角是不会这么大的。而且这时数据流里面，点火提前角为15°。

停止该车的维修，转而研究正时枪的工作原理。正时枪通过感应分缸线上的点火脉冲，驱动正时灯的闪烁，点一次火闪烁一次，通过检测点火脉冲，知道了发动机转速，有了发动机转速，正时枪可以简单地计算出1°曲轴转角所用的时间，你认为调整正时仪上的度数，它就推迟或者提前相应的时间去闪灯，当记号相对时，所显示的角度，就是点火提前角。所以在正时枪的检测过程中发动机的转速是个很重要的参数。到了这儿就知道了该车的点火提前角为50°。因为该车用的是双缸同时点火技术，在排气冲程也点一次火，所以计算出来的点火提前角是正常值的2倍。故障的原因就是点火过早，这个已经是确定无疑的了（这个分析是有问题的后面会提到）。

为什么会点火过早呢？机械上没有问题，传感器工作正常，难道是控制模块的问题吗？

既然提到点火提前角，有必要对其进行理论上的分析。从点火时刻起到活塞到达压缩上止点，这段时间内曲轴转过的角度称为点火提前角。

混合气从点燃、燃烧到烧完有一个时间过程，最佳点火提前角的作用就是在各种不同工况下使气体膨胀趋势最大段处于活塞做功下降行程。这样效率最高，震动最小，温升最低。

影响点火提前量最大的因素有转速、节气门开度。随着转速的上升，转过同样角度的时间变短，只有更大的提前角才能得到相应的提前时间。节气门开度越大点火提前角越小，反之亦然。

点火过早，会造成爆震，活塞上行受阻，效率降低，磨损加剧。点火过迟，气体做功效率低，排气放炮。不论点火过早或过迟，都会影响转速的提升。

所以在现代汽车上，控制模块内固化了点火提前角的数据图谱（如图1所示）。

图1 点火的前角图谱

再回头看我们这辆车的点火提前角，发动机控制模块下达的任务是15°时点火，为什么实际的点火时间却是45°呢？

我们还是先来分析一下控制模块正常状况下是怎么对上止点和发动机转速进行检测的吧！还是要讲解些基础知识。

HALL传感器工作原理：

如图2所示，在三维空间里，我们在Z轴方向上施加磁场，在Y轴方向上施加电压，Y轴方向的电子受到洛伦兹力的作用下发生偏转，所以在X轴方向产生HALL电压，通过集成电路对该电压进行放大，以驱动传感器的内部末级输出三极管。人为的用铁片对磁场进行周期性的遮蔽和放开操作，在X轴方向上产生的HALL电压就会周期性的变化，最后一级的三极管就会周期性的导通和截止。

图2 HALL传感器工作原理

发动机有时怎么对传感器进行检测的呢？

我们看图3，a点的电压5V是由控制模块提供的，传感器内部的三极管随着磁场的出现和消失的变化而变化，当三极管导通时，a点的电压被拉低到0，当三极管截止时a点的电压变成了5V。这儿好多修理工的理解是错误的，大多数人都是认为这个电压是由传感器发出的。其实不然，传感器在这个电路里，很简单，就起到一个开关作用。控制模块就通过检测到0到5V，或者5V到0V的跳变，结合时间，从而知道了发动机的转速和曲轴位置。

图3 传感器检测原理

具体分析一下这辆车的控制模块是怎样确定计算曲轴上止点的呢，图4是从上止点位置倒转90°时拍的照片。

图4 上止点位置

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