【doc】 电控汽油喷射发动机爆震传感器故障检测分析

【doc】 电控汽油喷射发动机爆震传感器故障检测分析 电控汽油喷射发动机爆震传感器故障检测 分析 ? 使用?维修? 电控汽油喷射发动机爆震传感器故障检测分析 李素华 (江汉大学) 【摘要】简述了电控汽油喷射发动机爆震传感器的工作原理,类型及工作条件.从粗略判断,细致检查等方面,论 述了共振型压电式爆震传感器故障的检测,并给出了检测分析实例.为防止误判爆震传感器故障,阐述了与爆震传 感器故障相关的其它故障情况. 主题词:电控汽油喷射发动机爆震传感器故障 中图分类号:U472.9文献标识码:B文章编号:1000—3703(2005)12—0041—03 DetectingandAnalysisofFailuresofDetonationSensorsofEFIEngines LiSuhua (JianghanUniversity) 【Abstract]Theworkingprinciple,typesandworkingconditionsofdetonation sensorsofEFIenginesaredescribed. Fromaspectsofroughjudgmentsanddelicatechecking,detectionoffailureso fresonance—typepiezoelectricsensorsare discussedandsomeexamplesaregiven.Inordertoavoidmisjudgmentsoffail uresofdetonationsensors,somerelative failuresareintroduced,too. Keywords:EFIengine,Detonationsensor,Failure 1爆震传感器的工作原理及类型 点火时间过早是产生爆震的重要原因.采用点 火时刻的闭环控制可以防止这种现象的发生.点火 时刻的闭环控制是采用爆震传感器(KnockSensor) 检测发动机是否发生爆震作为反馈信号,从而决定 点火时刻是提前还是迟后.所以爆震传感器是点火 时刻闭环控制系统必不可少的重要部件,它的功能 是将发动机爆震时产生的爆震信号转变为电信号输 入ECU,ECU根据爆震信号对点火时刻适当控制. 目前,汽车为了保证经济性,都将汽油机工作时的最 佳点火提前角设定在爆震界限附近.图1为爆震控 制的输入处理回路如图1所示,爆震传感器把信号 输入ECU后要进行滤波处理,并判定有无爆震产 生.因为爆震只在燃烧期间产生,所以为了避免因干 扰引起误检测,只在爆震判定期间进行判定处理. ECU通常把爆震分成几个等级,其中有强爆震,中 等爆震,弱爆震.一旦爆震产生,ECU将根据爆震强 度推迟点火时间,爆震强度越大,推迟量也大,反之 就小.当爆震停止时,ECU又以一定角度递增点火 提前角. 目前常用的检测发动机爆震的是发动机机 2005年第12期 体振动法.用于发动机机体振动检测方法的爆震传 感器有共振型和非共振型两大类,共振型分为磁致 伸缩式和压电式两种;非共振型有压电式.共振型传 感器在发动机爆震时输出的电压比较高,因此无需 使用滤波器即可判别有无爆震产生;而非共振型的 爆震传感器需经滤波器检出爆震的信号.现代绝大 多数汽车采用共振型压电式爆震传感器,它是利用 发动机产生爆震时其振动频率和传感器本身的固有 频率一致而产生共振的现象,用以检测爆震是否产 生,其输出信号为电压,电压值的大小表示爆震的强 度 图1爆震控制的输入处理回路 2爆震传感器的工作条件 要使爆震传感器正常工作必须满足以下条件 一 41— ? 使用?维修? 磁致伸缩式爆震传感器的使用温度为一40,l25 ,频率范围为5—15kHz;压电式爆震传感器在中 心频率5.417kHz处,其灵敏度可达200mV,在加 速度振幅为0.1gN10g范围内具有良好线性度.故 选用爆震传感器时必须考虑到其相应的工作条件. 3爆震传感器的检测 3.I粗略检测 当用扳手或其他金属物体敲击一下发动机缸体 时,我们如观察到发动机转速突然下降然后又恢复, 此时发动机会突然”抖”一下又恢复原状,或我们用 正时枪观察点火提前角,此时点火提前应该突然往 后推迟,然后又向前提前,此现象即说明爆震传感器 在起作用,爆震传感器及其线路基本没有问题;反 之,说明爆震传感器或线路出现故障. 3.2细致检测 在发动机工作过程中,如果爆震传感器发生故 障,使其监测爆震信号中断,ECU会使各缸的点火 提前角推迟某一角度,汽车在行驶中会感到动力不 足.这时发动机电控系统会诊断到故障,并使故障指 示灯点亮,提醒驾驶员依据自诊断代码对爆震传感 器或线路进行检查.爆震传感器一般有3条线,其中 2条是爆震信号线,另1条是屏蔽线.爆震传感器的 检查方法如下: a.爆震传感器电阻的检查.关掉点火开关,等 待l0S之后,拆下爆震传感器连接器接头,然后用 万用表的电阻档检查爆震传感器的接线端子与外壳 间的电阻.若导通,说明爆震传感器已经损坏,必须 更换. b.爆震传感器输出信号的检查当发动机怠速 运转时,用示波器检查爆震传感器的接线端子与搭 铁,应有脉冲波形输出.如果没有脉冲波形输出,则 说明传感器已经损坏,必须更换. 4与爆震传感器故障相关的其它故障部位 爆震传感器反馈的是发动机的综合工况,所以 它反映许多与它相关联的其它部位故障信息.一般 情况下,当爆震传感器及连接线路没有故障时应从 下列方面去考虑: a.爆震传感器安装不当,过紧或过松.在安装 爆震传感器时若扭矩过大,爆震传感器会感知气缸 爆震信号电压太低,从而出现点火过早现象;若扭矩 过小,爆震传感器会感知气缸爆震信号电压太高,出 现点火过迟现象.因此,更换爆震传感器时应防止扭 一 42一 矩过大或过小.如桑塔纳2000GSi爆震传感器固定 螺栓的拧紧力矩的值为20N?m. h.发动机,发电机和压缩机等固定不紧.如发 动机产生不正常振动,会使爆震传感器误诊断为发 动机爆震而向电脑传送信号,使电脑一直延迟点火 正时,出现爆震控制不良. c.点火正时不对.爆震传感器有其调节范 围,一般为?4.,所以点火正时不对会导致整个点火 提前角不对,使ECU判定爆震传感器不良. d.气门间隙过大或轴承间隙过大.因气门间 隙和轴承间隙过大导致振动,使爆震传感器误以为 发动机爆震而输送错误信号,出现爆震控制不良. e.ECU故障.因ECU故障所出现的爆震传感 器故障,可通过检测ECU得出. f.与汽车电子的电磁兼容性能有关. 5故障实例分析 一 辆北京产2004款欧兰德,搭载4G64发动 机,手自动一体变速器,行驶里程为8000km.该车 高速行驶时发动机故障灯点亮,显示爆震传感器故 障码.曾经换用97号汽油,故障依旧,更换了爆震传 感器和发动机电脑后故障仍未排除. 首先进行故障验证.用举升机升起车辆进行多 次空载试验后发现,只要换挡杆位于D挡且发动机 转速在3000-4000r/min时,发动机故障灯都会点 亮,而且使用专用故障诊断仪可调出发动机电脑中 存储了爆震传感器的故障码,故障码可清除,但车辆 运行时还会再次出现.如果换挡杆位于N挡,即使 发动机转速再高发动机故障灯也不亮,说明故障很 可能与车速有关,但与发动机的转速高低无必然关 系.检查中发现,无论发动机故障灯是否点亮,发动 机工作都很正常,急加速时也无爆震的声音;当发动 机故障灯点亮时,点火提前角的数值也正常. 然后检查发动机电脑的供电电源及其搭铁线, 均无问题.又仔细检查了发动机橡胶悬置没有发现 异常,排除了因车架与发动机产生撞击引起振动造 成电脑存储爆震传感器故障码情况.接下来顺着电 磁干扰的思路,让爆震传感器及其线路远离发动机, 发现故障未排除;更换点火线圈,高压线以及火花 塞,并拔掉发电机线束,试车故障依旧.所以排除了 爆震传感器及其线路受发动机,点火系统和发电机 的电磁干扰而导致的故障.最后考虑到该故障与车 速有关,是否受车速仪表的电磁干扰?考虑到换仪表 控制线束困难较大,先换仪表试一试.该车型各个仪 汽车技术 ? 使用?维修? 表是不能分解的,因此更换仪表总成,在举升机上挂 D挡再试车,未出现故障现象.但将换下来的该仪表 总成安装到其他车上试车,故障并不出现,这说明该 仪表总成并无问题.所以判定故障原因是仪表总成 中车速表的电磁干扰性能与故障车发动机爆震传感 器的抗电磁干扰能力匹配不佳. 6结束语 对任何一例涉及到爆震传感器故障码的故障, 都应该根据具体问题具体分析,不能盲目的更换爆 震传感器.既依靠仪器,同时还应该根据结构原理深 入分析,要从多方面查找故障原因. 参考文献 1宋福昌.汽车传感器识别与检测图解.北京:电子工业出版 社.2003. 2吴文琳.新型汽车电控系统应急维修.南昌:江西科学技术 出版社,2000. 3李峥.浅谈爆震传感器的故障检修.广东交通职业技术学 院.2002,(1) (责任编辑洪雨) 修改稿收到日期为2005年10月15日. (上接第3页) 计算程序处理制动信号,两种方法各有优缺点. 另外,线控制动系统的软件和硬件如何实现部 件化,以适应不同车型的需要;如何实现底盘的部件 化,是关键的问题.只有将制动,转向,悬架,导航等 系统进行综合考虑,从算法上部件化,建立数据总线 系统,才能以最低的成本获得最佳的控制系统. 6结束语 线控制动技术是一种全新的制动理念,它极大 地提高了汽车的制动安全性.现代汽车制动控制技 术正朝着线控制动控制方向发展,线控制动系统将 取代以液压或气压为主的传统制动控制系统.同 时,随着其它汽车电子技术特别是超大规模尺寸不 断减小集成电路的发展,电子元件的成本不断下 降,汽车线控制动控制系统将与其他汽车电子系 统,如电子悬架系统,主动式方向稳定系统,电子导 航系统,无人驾驶系统等融合在一起成为综合的汽 车电子控制系统. 参考文献 1张猛等.电子机械制动系统发展现状.机械科学与技术, 2O05(2) 2SasehaSemmler,RolfIsermann,RalfSchwarzeta1.WheelSlip ControlforAntilockBrakingSystemsUsingBrake——by——Wire Actuators.SAE2003—01—0325 3JamesScobie,MarkMaiolani,MarkJordan.ACostEfficient FaultTolerantBrakeByWireArchitecture.SocietyofAuto— motiveEngineem,2000 4熊璐等.汽车电制动系统(BBW)现状和前景.上海汽车, 2002(6) 5RalfSchwa~,RollIsermann,eta1.ClampingForceEstimation foraBraking—by-WireActuator.SAEPaper1999—01—0482 6RalfSchwarz,RolfIsermann,eta1.ModelingandControlofAn ElectromechanicalDiskBrake.SAEPaper980600 7JoachimLangenwaher,BryanKelly.VirtualDesignofa42V Brake—by—WireSystem.SAEPaper2003一O1—0305 8MariaBruce.DistributedBrake—By—WirebasedonTFP/C. DepartmentofAutomaticControlLundInstituteofTechnolo一 MasterThesis,June2002 9陈励志.先进的底盘控制系统的发展趋势.汽车工程,2002 (5) (责任编辑文楫) 修改稿收到日期为2005年10月16日 招收学员 学不完的好技术,走不完的致富路 随着我国公路建设的迅猛发展,工程机械数量猛增,尤其进口挖掘机的数量增加的最多,但专业维修 人员紧缺.我厂特培训工程液压专业人才,经培训能使学员深入到专业液压理论领域,解决实际操作中的 疑难问题,真正掌握挖掘机的故障分析,推理,判断技术.一技在手,可使您步入高薪阶层. 具有初中以上文化基础者均可报名 地址:长春市吉林大路顺风大市场内43栋l9号 电话:043l一65122001321437668813664308966 联系人:张永根 2005年第12期一43—