曲轴位置传感器头部“受伤”引发的故障

共轨导读

当发动机冷却液温度、进气温度、机油温度过高时，发动机动力将被限制，这是对发动机的保护策略。而一旦出现油路故障、同步正时信号故障等比较严重的故障时，发动机控制单元则通常会对发动机进行限速，如将发动机转速限定为1 500 r/min，这也叫作跛行回家模式。

1 故障车的基本信息

故障车的基本信息见表1所列。

表1 故障车的基本信息

2 故障诊断过程

接车后用故障检测仪检测，读得的故障代码如图1所示，均为历史故障。

图1 读得的故障代码（截屏）

对系统存储的故障代码进行如下分析。故障代码P003F的含义为离合器开关信号错误，不随踏板状态变化而变化。这个故障代码很常见，一般是由驾驶人换挡习惯造成的，可以先不予考虑，且存储故障代码P003F也不会导致发动机动力不足。故障代码P01FA的含义为后处理排放超过5.0 g/kWh，此故障可以先作为备用排查点。故障代码P002F的含义为制动开关信号不稳定，该故障代码在解放车型上也比较常见，不影响发动机动力，可以不予考虑。故障代码P00EE和故障代码P00EF含义为曲轴位置传感器和曲轴信号故障，此故障会影响发动机动力，且还会影响发动机起动，但由于是历史故障，也先作为备用排查点。

用故障检测仪清除故障代码，重新进行检测，系统显示正常。接通钥匙开关，起动发动机，发动机顺利起动。试着连续起动发动机几次后，发现起动时间超过5 s以上发动机才能着机，此时仪表盘上的发动机故障灯点亮。完全踩下加速踏板，发动机达不到最高转速。用故障检测仪检测，读得的当前故障代码为“P00EF 曲轴信号缺失”。分析认为造成曲轴信号缺失的可能原因有：曲轴位置传感器脏污或损坏；曲轴位置传感器与信号盘的间隙过大；曲轴径向窜动过大；曲轴位置传感器信号漂移。

本着由简入繁的诊断原则，首先拆检曲轴位置传感器，发现曲轴位置传感器已经损坏（图2）。用万用表电阻挡测量曲轴位置传感器（备注：该曲轴位置传感器为博世原厂磁电式传感器）的电阻，为∞，不正常（正常情况下，博世原厂磁电式传感器的电阻应约为860 Ω）。询问车主得知，前几天离合器部位掉过一个东西，怀疑曲轴位置传感器是被这个东西打坏的。

图2 损坏的曲轴位置传感器

3 故障排除

更换曲轴位置传感器，故障排除。

知识拓展

1 曲轴和凸轮轴是怎么来进行同步的？

曲轴位置传感器的信号盘有60-2个齿，也就是58个齿和2个缺齿，而凸轮轴信号盘一般有单齿和z＋1齿（z表示气缸数）2种。以曲轴位置传感器为例，当信号盘旋转一周时，用示波器读取的曲轴位置传感器信号波形如图3所示，包含58个信号峰值和2个缺齿信号。

图3 读取的曲轴位置传感器信号波形（截屏）

在发动机出厂时，曲轴位置传感器、凸轮轴位置传感器及其信号盘的位置都已经确定好了。如图4所示，当气缸1的活塞位于压缩上止点时，曲轴位置传感器与曲轴信号盘缺齿后第1个齿之间的角度是一定的，假设为210°；凸轮轴位置传感器与凸轮轴多齿之间的角度也是一定的，假设为81°；在做发动机标定时，需要将这2个角度值写入到数据中。

图4 曲轴位置传感器、凸轮轴位置传感器及其信号盘的位置

当发动机控制单元（ECU）检测到曲轴信号盘的缺齿信号后，同时又计算到曲轴转动了210°，这时的位置就是气缸1活塞位于上止点的位置。曲轴转动210°，此时凸轮轴转了105°。在这期间，如果ECU检测到凸轮轴信号盘的多齿信号，那么这个位置就是气缸1压缩上止点；如果没有检测到凸轮轴信号盘的多齿信号，那么这个位置就是气缸1排气上止点。

2 单凸轮轴信号起动

大部分大车都可以通过单凸轮轴信号来起动，ECU根据凸轮轴信号判断发动机活塞的具体位置，并控制喷油器喷油。但是这种模式是有限制的，仅限于z+1齿的信号盘，单齿信号盘计算误差太大，无法进入单凸轮轴起动模式。

3 单曲轴信号起动

通过单曲轴信号可以判断出活塞的上止点，但不能判断是在压缩行程还是在排气行程。而ECU默认是在压缩行程上止点，控制喷油器进行喷油，如果是在压缩行程上止点，喷油器喷油后燃烧做功，发动机转速提升，因此ECU得知该上止点就是压缩行程上止点。如果没有检测到发动机转速提升，ECU得知该上止点是排气行程上止点。