康明斯高壓共軌柴油機無法起動

江蘇省東臺中等專業學校 王錦旭

故障現象一輛累計行駛里程約為45萬km的2015款東風凱德斯廂式貨車，發動機型號為ISB3.9-125E40A，最大輸出功率92 kW，國五排放標準，發動機因燒機油送修理廠大修后出現發動機無法起動的故障現象。

故障診斷筆者詢問車主得知，該發動機因燒機油進廠大修，維修過程中更換了缸套、活塞及活塞環、氣門油封、氣缸墊，沒有涉及其他零部件的更換，正時裝配也沒有問題。連接故障檢測儀讀取發動機控制單元的故障代碼，讀取到的故障代碼為“P0016 發動機轉速/位置凸輪軸和曲軸未對齊-機械系統不響應”，根據故障代碼初步分析故障是由于維修人員在裝配發動機時，正時機構未正確裝配，導致發動機曲軸信號與凸輪軸信號不同步而不能起動。再讀取起動時的相關數據流，如圖1所示。

圖1 發動機起動時相關數據流（截屏）

對于該發動機而言，起動機時發動機轉速達到200 r/min左右、蓄電池電壓不低于22 V、同步信號正常、燃油壓力達到200 bar（1 bar=100 kPa）以上及噴油器供油量達50 mg/hub以上為正常。從數據流中可以發現，數據從第5行開始到第8行，表征起動時的數據都是正常的，但從第9行開始，出現發動機轉速突然變為0 r/min、同步信號異常、備用發動機轉速信號輸入電壓低，從而導致最終供油量為0 mg/hub。正常數據只持續了約4 s，發動機最終沒有著車。

從數據流中還可以看出，備用發動機轉速信號輸入電壓低是導致一系列數據異常，特別是導致信號不同步的主要原因。備用發動機轉速信號一般由凸輪軸位置傳感器來提供，難道是凸輪軸位置傳感器信號出了問題？這款發動機的凸輪軸位置傳感器為霍爾式傳感器，經過測量，其供電電壓正常（5 V），要檢測其信號是否正常必須使用示波器進一步確定。在檢測凸輪軸位置傳感器信號的同時，為了進一步驗證曲軸位置傳感器與凸輪軸位置傳感器的位置關系是否正確，將曲軸位置傳感器信號也一同進行采集，實測波形如圖2所示，相同發動機怠速時的正常波形如圖3所示。

圖2 實測波形 （截屏）

圖3 正常波形（截屏）

通過對比實測波形與正常波形可以看出，曲軸位置傳感器信號明顯異常，而凸輪軸位置傳感器信號正常。曲軸位置傳感器信號在22個曲軸轉角信號脈沖之間，出現了3處缺口，正常情況應該為60個信號脈沖之間只有1處缺口，據此初步判斷曲軸位置傳感器本體、信號盤、相關線路等可能存在故障。

根據實測波形，信號盤發生故障的可能性較大，決定先檢查飛輪上的信號盤。拆下曲軸位置傳感器，一人在車下轉動曲軸，另一個人用燈光從孔中照射觀察，在轉動曲軸的過程中，果然發現了異常，在飛輪邊緣上有明顯的磕傷痕跡，如圖4所示。磕傷的凹面在與曲軸位置傳感器對正時，會引起傳感器（霍爾式）中磁場的變化從而導致信號異常。

圖4 飛輪邊緣磕傷

故障排除更換新飛輪后，故障排除。

故障總結該故障可能是由于在大修時拆下的飛輪沒有輕拿輕放，不小心磕傷了飛輪，造成曲軸位置傳感器信號異常，導致發動機無法起動。數據流中顯示備用發動機轉速信號輸入電壓低而主發動機轉速傳感器沒有異常，可能由于故障檢測儀數據顯示錯誤導致，因此我們要從多個角度去綜合分析判斷才能準確找到故障點。