基于电控高压共轨柴油机CKPS失效策略探究

工作带来一定的难度，通过对长城GW2.8TC柴油机和潍柴WP10.336型柴油机CKPS采用的不同失效策略进行分析，为及时判断排除故障提供参考。

1 电控柴油机CKPS类型及磁电式CKPS工作原理

1.1 电控柴油机CKPS常见的类型有磁电式和霍尔式两种

磁电式CKPS主要由信号转子、感应线圈、永久磁铁等组成。当信号转子转动时，便会在感应线圈中感应出一交变的电压信号，这个信号作为传感器的输出信号送给电脑。

霍尔式CKPS主要由触发叶轮、霍尔集成块、永久磁铁等组成。根据霍尔原理，当触发叶轮转动时，便可感应出高低变化的霍尔电压，将这一电压进行放大处理，便可作为传感器的信号送给电脑。

因大多数车辆采用的是磁电式CKPS，本文对磁电式CKPS的工作原理作如下介绍。

1.2 磁电式CKPS的工作原理

1.信号轮;2.感应线圈;3.永久磁铁

图1 磁电式曲轴位置传感器工作原理示意图

参考图1，当信号轮随着发动机曲轴旋转时，信号轮与曲轴位置传感器的间隙便有规律的发生变化，这便引起穿过感应线圈的磁阻及磁通发生有规律的变化，当信号轮齿向传感器接近时感应线圈的磁通量变大，当信号轮齿远离传感器时磁通量变小。根据楞次定律，在感应线圈上会形成一个正弦感应电动势，该交变电动势的振幅（电压）随着信号轮转速的提高而增大，发动机ECU便依此计算出曲軸的转速[1]。

图2 Bosch共轨的曲轴位置传感器安装位置

图3 Bosch共轨柴油机信号轮

图4 Bosch共轨柴油机信号轮长齿槽

图5 曲轴位置传感器输出波形图

同时，采用磁电式高压共轨系统中，信号轮的齿数分布不是完全均匀的。以博世共轨系统为例，它采用信号轮为“60-2”形式，当信号轮转动到缺2齿的位置时，交变电动势便会发生一个突变，发动机ECU由此可判处一缸上止点的位置。图2为博世共轨柴油车曲轴位置传感器的位置。图3为博世共轨柴油车信号轮的实物图。图4为博世共轨柴油车信号轮长齿槽的位置。图5为曲轴位置传感器输出波形图，其中波形图中发生突变的位置对应的是一缸上止点的位置。

2 CKPS失效策略

CKPS失效策略是指CKPS发生故障后的运行策略。它分为四级：一级——缺省值;二级——降扭矩;三级——limp home（跛行回家）;四级——停机[1]。

2.1 缺省值失效策略

对于不涉及驾驶安全性的轻微故障，电脑使用缺省值（故障后的默认值）代替真实值。

2.2 降转矩失效策略

部分较重要电控元件故障后，为了保证驾驶安全性、继续驾驶以及排放性能等，电脑控制发动机以降低功率的方式继续运行。

2.3 limp home（跛行回家）失效策略

对于部分严重系统故障，控制器运行于较危险情况下，为了保证发动机能够继续工作以便到最近服务站维修，电脑控制发动机采用降转矩、限转速运行，代替立即停机的失效策略。

2.4 停机失效策略

对于部分电控元件的特别严重故障，为了保护发动机，电脑采用延时停机或立即停机的失效策略[2]。

3 GW2.8TC长城柴油机与潍柴WP10.336柴油机CKPS失效分析

3.1 GW2.8TC长城柴油机CKPS失效现象及研究分析

GW2.8TC长城柴油机安装的是博世EDC16系统，给CKPS进行断电（拔下插头）试验，启动发动机，发现发动机无法启动。

分析研究：该机型采用的是博世EDC16系统，若CKPS失效，启动发动机，当飞轮转动两圈后，系统仍然检测不到发动机转速信号，便无法得知当前的曲轴位置，无法找到第一缸上止点，系统便不能确定正确的喷油时刻，于是直接采用了第四种失效策略——停止喷油，使发动机停机。

3.2 潍柴WP10.336柴油机CKPS失效现象及研究分析

潍柴WP10.336柴油机安装的是博世EDC7系统，同样我们给CKPS进行断电（拔下插头试验），启动发动机，发现发动机能启动起来，同时点亮故障指示灯。

分析研究：潍柴采用的是EDC7系统，当CKPS失效后采用的是跛行回家失效策略。CKPS失效系统利用凸轮轴位置传感器（CMPS）读取发动机转速及压缩上止点信息，使车辆能顺利启动，但同时会出现以下情况：

（1）点亮故障灯;

（2）产生相关的故障码P0008、P00016、P0340、P0341、P0335、P0336（视具体情况有所差异）;

（3）起动时间可能会较正常情况稍长;

（4）油门感觉正常;

（5）车辆运行没有明显影响，但油耗和排放可能会变差。

4 结论及预防措施

GW2.8TC长城柴油机如果无法起动，可能与CKPS失效有关，在故障诊断与检测当中应该检查CKPS的好坏使维修工作少走弯路。而濰柴WP10.336柴油机CKPS失效由于采用了跛行回家策略，同时会报出故障码，这对故障诊断有很大帮助。但是由于该系统发动机能正常启动，车辆可运行作业，可能被许多驾驶员疏忽而造成故障不能及时排除而触发更多故障。

通过以上分析可以看到电控高压共轨柴油机采用不同的系统，CKPS失效策略是不同，在这里无法定论哪种好与坏，但是在维修中必须明确所采用的是哪种失效策略，否则会给故障诊断和排除带来很大困难。

【参考文献】

[1]刘华，郭振杰.汽车柴油机电控系统检修[M].教育科学出版社.

[2]仇桂玲，朱彦熙.内燃机构造与原理[M].电子工业出版社，2012.

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