凸轮轴位置传感器的故障诊断与排除

凸轮轴位置传感器是发动机电控系统中最重要的传感器之一，其作用是通过向行车电脑ecu提供确认活塞位置的信号，来确定发动机的点火时间和顺序，并喷射燃油。如果来自发动机的准确位置信号不足或者接收不到，会出现一些现象，比如启动困难，没有加速力，排放超标，怠速不稳等，但这些现象的原因不一定是传感器本身或者相关线路损坏。为了准确、快速地诊断凸轮轴位置传感器的故障，必须正确识别凸轮轴位置传感器的特性，了解其结构、工作原理和诊断方法。

在日常维修中，笔者遇到过一些与凸轮轴位置传感器故障码相关的故障，这些故障不是凸轮轴位置传感器的电路或者传感器本身造成的。

我在这里总结一下这些案例，分享给大家。

1.凸轮轴位置传感器的结构

凸轮轴位置传感器(cps)，也称为凸轮轴识别传感器(cis)，主要检测凸轮轴的转角位置。

凸轮轴位置传感器通常采用霍尔传感器，其结构如图1所示。

凸轮轴位置传感器g40和曲轴位置传感器g28之间的信号对应关系如图2所示，这是g40信号和g28缺齿信号之间的高低区间。

2.凸轮轴可变正时调节系统的结构和工作原理。

凸轮轴可变正时调节系统的结构如图3所示，它由一个凸轮轴调节阀n205和一个由液压活塞控制的链条张紧器组成。

当发动机处于中低转速时，即转速在1300-3600r/min范围内时，凸轮轴可变正时调节系统提前开启和关闭进气门，提高发动机扭矩；其他转速下正常时间开闭进气门，保持发动机最大功率。

发动机控制凸轮轴调节阀n205，并使用电控液压活塞向链条张紧器施加液压压力进行调节。凸轮轴调节机构的液压油路与气缸盖的油路连通。发动机低速运转时，活塞运动较慢，进气歧管内的混合气随活塞运动，所以流速较慢。必须提前关闭进气门，以防止混合气回流到进气歧管。此时凸轮轴位置称为扭矩调节位置，即进气门早开早闭。控制单元给n205通电，链条张紧器在液压的作用下向下推动链条，使气门正时发生变化，进气量增加，发动机扭矩增大。

发动机高速运转时，活塞运动快，进气歧管内的混合气随活塞运动，流速快。在活塞向上运动的过程中，混合气体继续流入气缸。此时凸轮轴的位置称为动力调节位置，进气门正常开启和关闭。控制单元不使n205通电，链条张紧器在液压的作用下保持链条的最高位置，配气相位不变，保证最大进气量，保持发动机最大输出功率。

3.凸轮轴位置传感器故障代码的相关故障范围

)1)凸轮轴位置传感器元件、管道或ecm有故障。

)2)发动机正时不良

)3)凸轮轴可变正时调节部分故障。

4)凸轮轴位置传感器的目标轮有故障或间隙异常。

)5)曲轴位置传感器故障

凸轮轴位置传感器的电源及导线的检测方法

在传感器正常连接的状态下测量电源端子和接地端子之间的电压时，可能会得到三种结果，即电压值在规定的4.5V~5.5V范围内，电压值小于4.5V；电压值大于5.5V，根据这三个测量结果进行分析。

电压值在4.5V~5.5V的规定范围内

说明传感器电源电压正常，然后检查信号线有无正极短路、对地短路、断路。如果信号线没有故障，则连接线被确定

传感器的电源由发动机控制单元提供，因此为了判断冗余电压源，可以断开发动机控制单元的插头，并在打开点火开关的情况下测量传感器的电源端子和接地端子之间的电压。如果此时电压在0.5V之间，线路没有短路，多余的电压来自发动机控制单元，应更换发动机控制单元；当测得的电压超过上述范围时，说明传感器的电源端子或接地端子与发动机控制单元之间的线路存在正极短路，必须根据维修手册仔细检查相关线路。

电压值小于4.5伏

这意味着电路对地短路。该电路包括发动机控制单元、传感器和连接线。有很多传感器与凸轮轴位置传感器共用正极端子，其中一个对地短路，会影响供电电压，所以必须排除这些故障的可能性。依次断开连接的传感器连接器，每次断开一个连接器插头时，测量凸轮轴位置传感器的电源端子和接地端子之间的电压。当电压回到规定范围时，说明刚刚被切断的传感器出现了故障。当此传感器的电压发生变化时，意味着相关线路或发动机控制单元存在接地短路。当所有连接插头断开后，检测是否存在对地短路，排除对地短路的可能性后，即可判断发动机控制单元有故障。

4.凸轮轴位置传感器故障维修案例

凸轮轴位置传感器故障维修案例1

故障现象：

这是一辆2006款迈腾（查成交价|参配|优惠政策）1.8tsi，搭载byj发动机，自动变速箱，行驶里程10万km。据车主反映，最近车辆在正常行驶中加速力偶尔消失，仪表显示为“发动机故障维修站”。

故障诊断：

连接汽车后，用诊断仪vas5051检测到发动机控制系统的故障代码为00833。这意味着“凸轮轴位置传感器g40的电路范围/性能是偶然的”。

根据电路图(参见图4)，维修人员检测传感器的三条线。钥匙打开时，参考电压线t3cj/1对地电压为5v，连接线t3cj/3与车身连接，信号线t3cj/2与ecm对应端子连接，三条线都短路断开。

因此，维修人员怀疑凸轮轴的可变正时调节有问题。如图5所示，数据流是在发动机转速为2000转/分钟时读取的。

这辆车和普通车辆的数据相比，没有明显的区别。熄火后，拆下g40，将曲轴皮带轮旋转至1缸上止点位置。该车靶轮位置与正常车相同，说明g40靶轮的机械位置没有扰动。连接油压表以检测油压。怠速油压0.28兆帕，2000转/分转速0.4兆帕，都在正常范围内。即使更换凸轮轴调节电磁阀n205和调节柱塞，试运行期间的故障也不会改变。拆下正时链条盖，检查发动机正时。当活塞位于气缸1的上止点时，所有相应的标记都是正常的。

就这样，故障排除陷入僵局。如果故障被认为是偶然故障，只有真实再现故障发生时的情况，才能进行有针对性的诊断。反复试运行模拟故障发生时的情况，发现车辆大角度转弯时容易出现这种故障，其中二次故障出现时仪表上出现“液压”字样。根据仪表上显示的指示，判断润滑系统可能有故障。举升车辆进行检查，发现油底壳上有轻微的碰撞痕迹。拆下油底壳发现机油泵坏了。更换机油泵进行故障排除。

维修总结：由于机油泵轻微破裂，车辆静止空载时检测到的机油压力数据正常，未出现故障。然而，当驾驶

凸轮轴位置传感器故障维修案例2

故障现象：

奇瑞林炜v5轿车搭载的是sor481a1.9tdi发动机。在修理厂更换同步带后，发动机故障指示灯(mil灯)一直亮着，发动机没有加速力。与汽车连接后，首先验证故障。上述现象确实存在。

故障诊断：

乘务员首先连接故障检测仪检测发动机控制系统。存储在发动机电子控制单元中的故障代码是p0341，“凸轮轴位置传感器信号不正确”。清除代码后，再次启动发动机，故障代码再次出现。根据以上故障原因，按照先简后繁的原则逐一检查，传感器电路和元器件没有问题。

因为汽车的故障发生在更换同步带之后，怀疑是发动机气门正时不正确。维修人员使用专用工具按照标准操作规范重新校准气门正时，发现到车后发动机故障指示灯依然亮着。从凸轮轴位置传感器信号的目标轮位置判断，目标轮位置异常，与进气凸轮轴过盈配合。为了确认车辆目标车轮的位置是否正确，通过寻找同型号的车辆，发现目标车轮的位置与正常车辆相差60%左右。至此，确认该车故障是由凸轮轴位置传感器信号的目标车轮位置变化引起的。更换进气凸轮轴总成和代码清洁器后，进行试车，mll指示灯熄灭，发动机加速良好，故障完全排除。

维护摘要：

目标控制面板的位置通常不变。此车凸轮轴位置传感器发出信号，目标轮与凸轮轴过盈配合，很可能是更换同步带的维修工适时用螺丝刀撬动相关零件造成的。该车辆的进气和排气凸轮轴的前端有一个六角形轴颈，可以用一只僵硬的手转动。如果拆下正时齿轮后需要转动凸轮轴，只能这样做，其他异常操作可能会带来不好的结果。