朗动轿车曲轴位置传感器导致的动力不足等故障诊断与排除

朗动轿车曲轴位置传感器导致的动力不足等故障诊断与排除
作者：吴威
来源：《探索科学》2016年第01期
摘要：本文主要介绍了别克轿车发动机曲轴位置传感器的结构，重点阐述该车曲轴位置传感器的故障诊断，通过列举维修工作中的实例对曲轴位置传感器的工作原理和故障排除进行分析。

关键词：曲轴位置传感器；启动困难；动力不足；分析诊断
前言
随着中国汽车市场的成熟，汽车电控技术在国内得到了很好的发展，电控汽车的维修也对维修工有着更高的要求。

曲轴位置传感器是汽车发动机电控系统的重要传感器之一，在汽车发动机上的主要作用是为点火控制模块提供参考信号，精确控制发动机点火正时。

曲轴位置传感器工作的好坏，将直接影响发动机的启动性能，是导致汽油发动机不能正常发动的原因之一，只有准确判断、检测曲轴位置传感器的故障，才能尽快排除发动机系统故障。

因此，在故障维修诊断时，首先要详细了解它的基本结构及工作原理，已达到正确、快捷地排除故障。

一、故障现象
一辆2012款朗动轿车，行驶里程10万余km。

据驾驶员反映，最近一段时间，车辆启动时比较困难，需多次启动才能点着火，怠速有时候会不稳、驾驶过程中急加速无力，一段时间后，发动机又能工作正常，在最近一段时间的用车过程中，故障频率有所增加，同时油耗增加明显。

观察仪表板，发现发动机故障警报灯不亮，用故障诊断仪读取故障码，没有读取到任何故障码。

车主已经清洗了油路和进气歧管，更换了空气滤清器和火花塞，但故障现象依然存在。

二、故障检测与分析
1、基本检查
在对车辆的燃油、机油、冷却液等进行基本检查后，首先决定用LAUNCH—X431故障诊断仪读发动机系统的故障码，未发现故障码。

启动发动机，刚开始发动机难以启动，多次尝试后发动机顺利打着火，但怠速不太正常，时高时低，有时又很稳定。

空档踩下油门踏板，急加速有力，发动机转速正常。

用LAUNCH—X431读取发动机电控系统的数据流，没有发现异常数据。

接着对该车的燃油系统的压力、配气正时（含CVVT系统）、单缸独立点火系、曲轴位置传感器及凸轮轴位置传感器、节气门位置传感器及怠速电机等进行检查，多次检查后，都未发现故障。

2、路试还原故障
在轿车静止状态已对能影响发动机怠速和动力的系统进行了多次检查后仍然没有发现故障点。

为重现故障，和车主协商后决定外出试车，试车过程中，由车主驾驶车辆进行故障模拟，始终连接LAUNCH—X431故障诊断仪。

当车辆行驶约30km、车速接近100km/h时，忽然感觉车辆行驶很吃力，观察发动机转速表，发现发动机转速下降。

继续踩油门车速也不能提高，同时观察到发动机故障灯并没有亮，故障前也没有其他征兆。

此时，迅速靠边停车，发动机不熄火，读到代号为P0339的故障码，显示其含义为当ECU收到CMPS（凸轮轴位置传感器）信号，而未接收到来自CKPS（曲轴位置传感器）时，ECM记录该故障码。

观察轿车，还发现发动机怠速不稳定，打开发动机舱盖，发现汽车抖动明显，将油门踩到底，发动机的转速只能达到不足3500r/min。

读取发动机电控系统的数据流，发现发动机怠速、氧传感器、燃油喷射持续时间、短期燃油修正、长期燃油修正等多个不正常的数据流，同时发现发动机转速表工作正常、发动机故障灯始终未亮，然后打印故障码和数据流。

初步判断曲轴位置传感器故障。

3、朗动轿车的发动机曲轴位置传感器
朗动轿车曲轴位置传感器为电磁感应式。

（1）曲轴位置传感器的作用
曲轴位置传感器是发动机电子控制系统中最主要的传感器之一，它提供点火时刻、确认曲轴位置的信号，用于检测活塞上止点、曲轴转角及发动机转速。

假如缺少曲轴位置传感器信号，大多数车不能启动。

（2）朗动轿车曲轴位置传感器结构
磁感应式传感器主要由永久磁铁、叶轮（信号转子）、电磁线圈等组成（如图1）。

（3）电磁式曲轴位置传感器工作原理
发动机带动信号轮旋转，当信号轮凸齿接近并对正电磁线圈时，磁场增强；当信号盘凸齿离开电磁线圈时，磁场减弱，在感应线圈两端产生交变的感应电动势，其频率和幅值随发动机转速的增大而增大，根据频率（脉冲数）计量转速。

其中宽齿槽对正电磁线圈时，产生频率不同的信号，用于确认曲轴基准位置。

线圈两端产生的周期电压信号如图2所示。

（a）低速时；（b）高速时
曲轴位置传感器产生的电压信号输入ECU，通过信号处理电路后转变为ECU能够识别的模拟信号（如图3），从而判断发动机的工作情况。

4、读取曲轴位置传感器波形
曲轴位置传感器在电控系统中占有重要位置，大多数车型在检测不到曲轴位置传感器时是不能启动的，假如是曲轴位置传感器发生故障，为什么朗动轿车还能启动呢？带着这个疑问，为一步确定是否曲轴位置传感器出现问题，决定对曲轴位置传感器读取波形。

打开发动机舱盖，检查曲轴位置传感器插头，连接可靠；利用KES-200便携式发动机分析仪的示波器功能，检查曲轴位置传感器及凸轮轴位置传感器的信号波形，连接通道1的两个探针分别接凸轮轴位置传感器（霍尔效应式）的2﹟端子（信号）及3﹟端子（搭铁），通道2的两个探针分别接曲轴位置传感器（电磁感应式）的2﹟端子及3﹟端子（探针的连接见图4所示）。

从测到的信号波形可以看出（图5），有时只有CMPS信号而没有CKPS信号，有时两个信号都正常。

波形分析的结果与故障码的含义相符合，可以进一步判断曲轴位置传感器可能存在故障，且该故障是断断续续发生的。

（左图只有CMPS无CKPS信号，右图两信号正常）
三、故障排除
对曲轴位置传感器及相关的电路进行仔细的检查。

信号轮上各齿状况良好，传感器探头与齿之间的间隙符合规定值。

关闭点火开关，分离CKPS插头，测量CKPS线圈的阻值为
1.43kΩ，符合规定值；检查CKPS两个端子与ECU之间是否有搭铁处，未发现异常；检查至此，基本可以断定是曲轴位置传感器内部有故障，导致传感器工作时信号断断续续。

更换了曲轴位置传感器，试车，故障完全排除。

四、故障小结
在大多数情况下，曲轴位置传感器故障（如断路），发动机是不能打着火的。

但是，北京现代朗动轿车能打着，这是很多情况下都不能理解的。

查阅网上资料和询问经验丰富的技师后发现原因很简单，北京现代很多车型只有在凸轮轴位置传感器和曲轴位置传感器两者同时发生故障时才不能打着火，在凸轮轴位置传感器工作正常但曲轴位置传感器发生故障时轿车能启动，但是会发生怠速不稳、急加速动力不足、油门踩到底发动机转速很难超过4000r/min、油耗会明显增加等现象，读数据流时，可以发现上述多个不正常的数据流，就是曲轴位置传感器故障造成的。

查阅资料后发现，在曲轴位置传感器发生故障后，油耗增加的原因是当ECU能收到CKPS信号而无法收到CMPS信号时，发动机由顺序喷射（1-3-4-2），改为1、4缸及2、3缸同时喷射，从而造成发动机的油耗显著增加，这是北京现代轿车有别于其他车系的地方。

五、结束语
此案例在维修过程中很少碰到，若不是在路试过程中发现故障码，故障的诊断与排除难度会增大很多。

中国的轿车市场百花齐放，基本上每个车系在市场上都占有一席之地，车系的多样化导致了技术的多样化，所以我们不能墨守成规，不能用固定的思维去排除汽车故障，应灵活变通。

多学习、多思考、多问同行，永远是一名合格维修工的终身准则。

参考文献
[1]张蕾.汽车电子控制技术[M].北京：清华大学出版社，2009
[2]陆珣.北京现代汽车发动机检修技术[M].北京：高等教育出版社，2012
[3]张西振.汽车电控发动机技术[M].北京：机械工业出版社，2011
[4]金君堂.汽车电控发动机构造与维修[M].北京：中国劳动社会保障出版社，2013。