商用汽车实施国Ⅲ标准是国家节能减排的重要内容之一。国Ⅲ电控柴油机汽车在设计上别具特色，其中之一是跛行回家功能，即汽车行驶中发动机电控系统某些电气元件出现故障失效后，大多数情况下发动机不会停机，而是进入降级模式，发动机仍然维持运转，只是发动机的输出功率受到限制。控制器即采用跛行回家控制策略替代正常的驾驶员油门指令，失效的传感器参数会被ECU用缺省值取代，使发动机在转速受限继续运行，从而可确保车辆行驶到最近的维修站，也可以通过远程网络及时得到厂家技术专家的诊断支持。近期我单位就处理了一辆商用电控汽车跛行回家的故障。
故障现象：一辆装配玉柴4G-30国Ⅲ高压共轨柴油机的厦门金龙XMQ6800Y客车，行驶5600km，载客高速行驶到中途站后，关闭点火开关，柴油机熄火，在站内让来往旅客上下车后。起动着车，踏油门加速，忽然感觉发动机如着了魔，加速不上速,观察仪表板发动机转速最大达1600r／min，司机收油门也不熄火，怠速着车运转，再踩油门加速到最大位置，柴油机转速还是只能达到1600r／min,此时仪表台上发动机故障检测灯点亮，司机只好用车速将车开到服务站求助处理。
故障分析：该玉柴4G-30l国Ⅲ共轨柴油机采用的是目前世界上先进的BOSH电控高压共轨。电控共轨式发动机燃油供给系统主要由电子控制单元ECU、各种传感器、和执行器组成。电子控制单元ECU通过传感器发出信号不断检查发动机状况，计算符合条件的燃油喷射量等，启动执行器以保证发动机在任何工况下均在最佳性能状态工作。
该机配置有八个主要传感器：曲轴转速传感器、凸轮轴转速传感器、加速踏板传感器、进气压力传感器、进气温度传感器、燃油温度传感器、冷却液温度传感器。其中曲轴转速传感器和凸轮轴转速传感器，是至关重要的传感器，这两个传感器均为永磁式的传感器。
以上两个传感器结构相同可通用,都是利用电磁感应进行信息检测,并将电磁量转换成电信息。它是利用带有轮齿的转子旋转时，轮齿与感应线圈凸缘部（磁头）的空气间隙发生变化，导致通过感应线圈的磁场发生变化从而在感应线圈里产生交变感电动势，通过飞轮凹槽和油泵齿圈产生正弦电压信号，再将其放大，输送到ECM。这两个传感产生的信号相配合，是保证发动机能正常工作重要传感器。
（1）、曲轴转速传感器测量的是发动机转速及上止点信号。安装在曲轴飞轮壳上，与飞轮保持一定的间隙，安装空气间隙为0.5±1.5㎜，飞轮为58凹槽（60-2）,缺的2个凹槽对应1缸上止点，针脚间电阻：R=860欧姆±10％。以脉冲形式检测发动机转速。曲轴转速传感器信号是发动机上最重要的信号之一，ECU根据这一信号确定发动机工况从而确定喷油提前角、计算喷油量。当这一信号消失时，ECU会报警，仪表上的报警灯发亮，同时也会出现故障码，发动机功率下降20％，喷射压力限制在1000bar以内，起动时间延长3～5秒。
（2）、凸轮轴转速传感器，主要是判缸感应相位信号,确定发火次序。布置在齿轮油泵体侧端。齿轮油泵齿圈有5齿，（每缸上止点对应一个齿，两个紧靠在一起的齿为1缸上止点），安装空气间隙为0.5±1.5m，针脚间电阻：R=860欧姆±10％。如间隙过大或过小都会使电压尖峰信号不够，该传感器失效后,ECU采用喷射试探的方法使发动机起动，但起动时间会延长6～10秒。发动机功率下降20％. 喷射压力限制在1000bar以内。由此看来，该故障产生极可能与这两个传感器有很大的内在联系。
观察驾驶室仪表前面板处故障灯点亮，通过故障指示灯读取故障码闪码为142，查阅维修手册故障码解释为凸轮信号丢失／错误。维修建议：检查凸轮传感器信号线路；检查凸轮传感器是否损坏。
故障排除：按照维修建议，首先对凸轮轴位置传感器用数字万用表进行检测。
1、凸轮轴位置传感器的检测主要应检查感应线圈的电阻和ECM给传感器输出的电压。其故障检查方法是：
（1）阻值检查：此时柴油机静止不动，点火点火开关在ON档位置.将数字万用表拨到电阻档，将传感器的插接头拔下，用数字万用表笔两端分别触及凸轮轴位置传感器线圈针脚1、针脚2，测量感应线圈的电阻，其电阻值约 850欧姆，符合标准。
（2）电压检查：将数字万用表拨到直流电压档，用万用表笔两端分别触及ECM输出到凸轮轴位置传感器插接件线针脚1、针脚2，打开点火开关，测量输出电压，其值是约5∨,符合规定。
既然凸轮轴位置传感器检测没有发现问题，又对相互配合工作的曲轴位置传感器进行了检查。
2、曲轴位置传感器的检查：所用的仪器与工具相同，检测步骤相同，不一一陈述。
3、在检查的同时，摆动传感器的连接导线，看数字万用表数字指示是否随线的摆动有无变化，经晃动检查无发现变化，说明线路连接可靠。（说明：倘若随着摆动变化，则说明导线内部有断路和其它部位接触不良，应予以检查排出。）
经上述检查均无发现传感器有问题，连接上诊断仪进行检测，读取故障码，故障显示“同步信号出错”。并在确认是同步信号问题后，笔者利用跛行回家功能检查故障，作了如下处理：
我们知道：当曲轴转速传感器、凸轮轴位置传感处于损坏或信号开路、短路的情况时候，电控发动机ECM控制策略将进入跛行回家状态。为确定是哪个传感器造成同步信号错误，笔者采用了脱开同步关系错误的传感器，利用控制器进入跛行回家模式运行功能来判断故障。步骤如下：⑴在车辆静态时，将凸轮轴位置传感器导线接插件断开，然后打开点火开关，起动着车，加速比较，发动机工况与发生的故障现象类似，于是关掉点火开关熄火，将传感器接插件恢复原位；⑵将曲轴转速传感器导线接插件断开，然后打开点火开关，起动着车，着车较迟缓，加速比对，发动机排烟呈现出白色烟，显然供油较晚，明显此故障出在凸轮轴位置传感器此处，既然检查传感器未发现问题，由此进一步分析判定是凸轮轴转速传感器提供信息的信号盘出了故障。于是笔者将齿轮油泵前端检测盖拆下，观察并用手晃动信号盘，果然是信号盘松动，将前齿轮室盖拆卸，检查发现固定信号盘的锁止螺母稍微松动，将锁止螺母拆卸，信号盘松动的原因真相大白，原来固定信号盘的稳钉已被切断，信号盘在发动机旋转力的作用下，只能向后偏移，其偏移量取决于螺母的锁紧程度。松动偏移的信号盘使得传感器检测和ECM接收的信息都是有一定误差变化的信号，致使造成发动机工作时供油时间偏晚，形成了跛行回家故障，找到了原因所在，将折断稳钉取出，按照原样加工重新装配到位，发动机着车，加速性能良好，动力恢复如初。再读取故障码无有显示，发动机各工况工作正常，用诊断仪删除历史故障码，到此跛行回家故障处理完毕。 |
