康明斯高压共轨柴油机无法起动

江苏省东台中等专业学校 王锦旭

故障现象一辆累计行驶里程约为45万km的2015款东风凯德斯厢式货车，发动机型号为ISB3.9-125E40A，最大输出功率92 kW，国五排放标准，发动机因烧机油送修理厂大修后出现发动机无法起动的故障现象。

故障诊断笔者询问车主得知，该发动机因烧机油进厂大修，维修过程中更换了缸套、活塞及活塞环、气门油封、气缸垫，没有涉及其他零部件的更换，正时装配也没有问题。连接故障检测仪读取发动机控制单元的故障代码，读取到的故障代码为“P0016 发动机转速/位置凸轮轴和曲轴未对齐-机械系统不响应”，根据故障代码初步分析故障是由于维修人员在装配发动机时，正时机构未正确装配，导致发动机曲轴信号与凸轮轴信号不同步而不能起动。再读取起动时的相关数据流，如图1所示。

图1 发动机起动时相关数据流（截屏）

对于该发动机而言，起动机时发动机转速达到200 r/min左右、蓄电池电压不低于22 V、同步信号正常、燃油压力达到200 bar（1 bar=100 kPa）以上及喷油器供油量达50 mg/hub以上为正常。从数据流中可以发现，数据从第5行开始到第8行，表征起动时的数据都是正常的，但从第9行开始，出现发动机转速突然变为0 r/min、同步信号异常、备用发动机转速信号输入电压低，从而导致最终供油量为0 mg/hub。正常数据只持续了约4 s，发动机最终没有着车。

从数据流中还可以看出，备用发动机转速信号输入电压低是导致一系列数据异常，特别是导致信号不同步的主要原因。备用发动机转速信号一般由凸轮轴位置传感器来提供，难道是凸轮轴位置传感器信号出了问题？这款发动机的凸轮轴位置传感器为霍尔式传感器，经过测量，其供电电压正常（5 V），要检测其信号是否正常必须使用示波器进一步确定。在检测凸轮轴位置传感器信号的同时，为了进一步验证曲轴位置传感器与凸轮轴位置传感器的位置关系是否正确，将曲轴位置传感器信号也一同进行采集，实测波形如图2所示，相同发动机怠速时的正常波形如图3所示。

图2 实测波形 （截屏）

图3 正常波形（截屏）

通过对比实测波形与正常波形可以看出，曲轴位置传感器信号明显异常，而凸轮轴位置传感器信号正常。曲轴位置传感器信号在22个曲轴转角信号脉冲之间，出现了3处缺口，正常情况应该为60个信号脉冲之间只有1处缺口，据此初步判断曲轴位置传感器本体、信号盘、相关线路等可能存在故障。

根据实测波形，信号盘发生故障的可能性较大，决定先检查飞轮上的信号盘。拆下曲轴位置传感器，一人在车下转动曲轴，另一个人用灯光从孔中照射观察，在转动曲轴的过程中，果然发现了异常，在飞轮边缘上有明显的磕伤痕迹，如图4所示。磕伤的凹面在与曲轴位置传感器对正时，会引起传感器（霍尔式）中磁场的变化从而导致信号异常。

图4 飞轮边缘磕伤

故障排除更换新飞轮后，故障排除。

故障总结该故障可能是由于在大修时拆下的飞轮没有轻拿轻放，不小心磕伤了飞轮，造成曲轴位置传感器信号异常，导致发动机无法起动。数据流中显示备用发动机转速信号输入电压低而主发动机转速传感器没有异常，可能由于故障检测仪数据显示错误导致，因此我们要从多个角度去综合分析判断才能准确找到故障点。