一辆行驶里程约4万km,搭载潍柴WP7NG240E40液化天然气发动机的安凯HFF6120GZ-4C城市客车。该车近期在行驶途中,发动机突然出现不能加速的现象,随后驾驶人靠边停车,发现发动机已自动熄火,然后驾驶人按正常程序断开点火开关,再接通点火开关,停顿约5s后起动发动机,发动机不能起动着机,而后又连续起动了3次发动机,均未起动成功。等待了大约 20 min后再次尝试起动发动机,发动机起动成功了,而且发动机运转平稳、动力充足,但又行驶约1h后同样故障再次发生。
故障诊断:承修该车后,首先验证故障现象。原地起动发动机,发动机顺利着车,而且发动机怠速运转平稳,加油、减速时发动机反应灵敏,也无不良杂音,但发动机运转了约20 min后,发动机突然自动熄火,连续多次试着起动发动机,均未能成功。于是按照发动机自动熄火检修程序对该发动机进行检查。首先检查气瓶的压力,观察缓冲罐上压力表读数,为1.18 MPa;为进一步确认燃气供给系统工作状况,在燃气计量阀(FMV)的压通式单向阀处安装了压力表,读数为820 kPa,而且压力基本保持恒定;检查空气、进气管路和增压器及废气控制阀,也未发现有堵塞、漏气的现象;检查各缸火花塞、点火线圈、分缸线,以及点火线路连接情况,也无松脱、虚接的现象。
接着调取发动机电控系统故障代码。接通电源总开关,并将点火开关置于ON挡,在20s内连续3次将油门踏板从怠速状态踩到最底,触发发动机控制模块故障灯(ECM-HD)闪烁,调取系统故障代码,无故障代码显示。准备借用潍柴天然气发动机诊断设备来进行检查,可驾驶人反映,该车之前曾在一个体修理厂进行了维修和检测,使用了潍柴天然气发动机燃气电控系统专门的诊断软件Toolkit对发动机运行参数进行监控和故障诊断,没有调出系统故障代码,同时了解到在该处维修时该车曾更换了燃气滤清器、低压电磁阀,清洗了混合器、燃气计量阀,调换过电子节气门、发动机控制模块和点火控制模块,故障没有排除,该厂计划外调发动机整机线束进行替换,但线束需要等待,于是驾驶人抱着试试看的想法,才将车送到我单位进行维修。根据驾驶人的叙述,将检修重点放在发动机控制系统上来,为消除外围电路的影响,从蓄电池正极引线到发动机控制模块线束连接器的端子100a和端子JIB2,从蓄电池负极引线到发动机控制模块线束连接器的端子E2e和端子JIB24,而后起动发动机试验,发动机运转了约20min后,仍旧会自动熄火。
重新整理维修思路,考虑到发电机控制模块需利用发动机转速信号来控制众多参数,包括进气量、燃料量和点火提前角等,这些参数的控制要求发动机控制模块精确地知道发动机的凸轮轴位置信号和发动机转速信号,会不会是相关传感器突发故障,造成发动机控制模块无法获取信号呢?再次起动发动机试验,待发动机自动熄火后,马上断开电源总开关,测量曲轴位置传感器3个端子间的电阻,测得端子2与端子3(信号线与搭铁线)间的电阻为1.2kΩ,这与正常值(正常值应为∞)相差甚远。
故障排除:更换曲轴位置传感器后试车,上述故障彻底排除。
故障分析:事后再次检测拆下的曲轴位置传感器,在常温下其端子2和端子3间的电阻值为∞,通过用热水加热将该传感器加温到50℃时,端子2和端子3间的电阻跃变为1.2 kΩ,将传感器从热水中取出使温度下降,该电阻又恢复为∞。该车发动机自动熄火的原因就在于发动机运转后温度上升,安装在飞轮壳上的曲轴位置传感器也会随之升温,当温度达到50℃时,就会输出错误信号,造成发动机自动熄火,而停止一段时间后,由于温度降低,曲轴位置传感器又可以输出正确信号,使得发动机能正常工作。