曲軸位置傳感器頭部“受傷”引發的故障

共軌導讀

當發動機冷卻液溫度、進氣溫度、機油溫度過高時，發動機動力將被限制，這是對發動機的保護策略。而一旦出現油路故障、同步正時信號故障等比較嚴重的故障時，發動機控制單元則通常會對發動機進行限速，如將發動機轉速限定為1 500 r/min，這也叫作跛行回家模式。

1 故障車的基本信息

故障車的基本信息見表1所列。

表1 故障車的基本信息

2 故障診斷過程

接車后用故障檢測儀檢測，讀得的故障代碼如圖1所示，均為歷史故障。

圖1 讀得的故障代碼（截屏）

對系統存儲的故障代碼進行如下分析。故障代碼P003F的含義為離合器開關信號錯誤，不隨踏板狀態變化而變化。這個故障代碼很常見，一般是由駕駛人換擋習慣造成的，可以先不予考慮，且存儲故障代碼P003F也不會導致發動機動力不足。故障代碼P01FA的含義為后處理排放超過5.0 g/kWh，此故障可以先作為備用排查點。故障代碼P002F的含義為制動開關信號不穩定，該故障代碼在解放車型上也比較常見，不影響發動機動力，可以不予考慮。故障代碼P00EE和故障代碼P00EF含義為曲軸位置傳感器和曲軸信號故障，此故障會影響發動機動力，且還會影響發動機起動，但由于是歷史故障，也先作為備用排查點。

用故障檢測儀清除故障代碼，重新進行檢測，系統顯示正常。接通鑰匙開關，起動發動機，發動機順利起動。試著連續起動發動機幾次后，發現起動時間超過5 s以上發動機才能著機，此時儀表盤上的發動機故障燈點亮。完全踩下加速踏板，發動機達不到最高轉速。用故障檢測儀檢測，讀得的當前故障代碼為“P00EF 曲軸信號缺失”。分析認為造成曲軸信號缺失的可能原因有：曲軸位置傳感器臟污或損壞；曲軸位置傳感器與信號盤的間隙過大；曲軸徑向竄動過大；曲軸位置傳感器信號漂移。

本著由簡入繁的診斷原則，首先拆檢曲軸位置傳感器，發現曲軸位置傳感器已經損壞（圖2）。用萬用表電阻擋測量曲軸位置傳感器（備注：該曲軸位置傳感器為博世原廠磁電式傳感器）的電阻，為∞，不正常（正常情況下，博世原廠磁電式傳感器的電阻應約為860 Ω）。詢問車主得知，前幾天離合器部位掉過一個東西，懷疑曲軸位置傳感器是被這個東西打壞的。

圖2 損壞的曲軸位置傳感器

3 故障排除

更換曲軸位置傳感器，故障排除。

知識拓展

1 曲軸和凸輪軸是怎么來進行同步的？

曲軸位置傳感器的信號盤有60-2個齒，也就是58個齒和2個缺齒，而凸輪軸信號盤一般有單齒和z＋1齒（z表示氣缸數）2種。以曲軸位置傳感器為例，當信號盤旋轉一周時，用示波器讀取的曲軸位置傳感器信號波形如圖3所示，包含58個信號峰值和2個缺齒信號。

圖3 讀取的曲軸位置傳感器信號波形（截屏）

在發動機出廠時，曲軸位置傳感器、凸輪軸位置傳感器及其信號盤的位置都已經確定好了。如圖4所示，當氣缸1的活塞位于壓縮上止點時，曲軸位置傳感器與曲軸信號盤缺齒后第1個齒之間的角度是一定的，假設為210°；凸輪軸位置傳感器與凸輪軸多齒之間的角度也是一定的，假設為81°；在做發動機標定時，需要將這2個角度值寫入到數據中。

圖4 曲軸位置傳感器、凸輪軸位置傳感器及其信號盤的位置

當發動機控制單元（ECU）檢測到曲軸信號盤的缺齒信號后，同時又計算到曲軸轉動了210°，這時的位置就是氣缸1活塞位于上止點的位置。曲軸轉動210°，此時凸輪軸轉了105°。在這期間，如果ECU檢測到凸輪軸信號盤的多齒信號，那么這個位置就是氣缸1壓縮上止點；如果沒有檢測到凸輪軸信號盤的多齒信號，那么這個位置就是氣缸1排氣上止點。

2 單凸輪軸信號起動

大部分大車都可以通過單凸輪軸信號來起動，ECU根據凸輪軸信號判斷發動機活塞的具體位置，并控制噴油器噴油。但是這種模式是有限制的，僅限于z+1齒的信號盤，單齒信號盤計算誤差太大，無法進入單凸輪軸起動模式。

3 單曲軸信號起動

通過單曲軸信號可以判斷出活塞的上止點，但不能判斷是在壓縮行程還是在排氣行程。而ECU默認是在壓縮行程上止點，控制噴油器進行噴油，如果是在壓縮行程上止點，噴油器噴油后燃燒做功，發動機轉速提升，因此ECU得知該上止點就是壓縮行程上止點。如果沒有檢測到發動機轉速提升，ECU得知該上止點是排氣行程上止點。