电控汽油喷射发动机爆震传感器故障检测分析

!""#年 第 $!期 电控汽油喷射发动机爆震传感器故障检测分析 李素华 （江汉大学） 【摘要】简述了电控汽油喷射发动机爆震传感器的工作原理、类型及工作条件。从粗略判断、细致检查等方面，论 述了共振型压电式爆震传感器故障的检测，并给出了检测分析实例。为防止误判爆震传感器故障，阐述了与爆震传 感器故障相关的其它故障情况。 主题词：电控汽油喷射发动机 爆震传感器 故障 中图分类号：%&’!() 文献标识码：* 文章编号：$"""+,’",（!""#）$!+""&$+", !"#"$#%&’ (&) *&(+,-%- ./ 0(%+12"- ./ !"#.&(#%.& 3"&-.2- ./ 405 4&’%&"- -. /0102 （3.245124 %4.6789.:;） 【*6-#2($#】<17 =>8?.45 @8.4A.@B7C:;@79 24D =>8?.45 A>4D.:.>49 >E D7:>42:.>4 9749>89 >E FGH 745.479 287 D79A8.I7D( G8>J 29@7A:9 >E 8>051 K0D5J74:9 24D D7B.A2:7 A17A?.45CD7:7A:.>4 >E E2.B0879 >E 879>424A7+:;@7 @.7L>7B7A:8.A 9749>89 287 D.9A0997D 24D 9>J7 7M2J@B79 287 5.674(H4 >8D78 :> 26>.D J.9K0D5J74:9 >E E2.B0879 >E D7:>42:.>4 9749>89C9>J7 87B2:.67 E2.B0879 287 .4:8>D0A7DC:>>( 7", 8.2)-：405 "&’%&"9!"#.&(#%.& -"&-.290(%+12" : 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（N4>A? /749>8） 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 FO%，FO% 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 $为爆震控 制的输入处理回路。如图 $所示，爆震传感器把信号 输入 FO% 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。 FO% 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，FO%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，FO% 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方法是发动机机 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，电压值的大小示爆震的强 度。 图 $ 爆震控制的输入处理回路 ; 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： ·使用·维修· &$— — asus 高亮 asus 高亮 asus 高亮 汽 车 技 术 磁致伸缩式爆震传感器的使用温度为!"# $%&’( $，频率范围为 (%&( )*+；压电式爆震传感器在中 心频率 (,"&- )*+处，其灵敏度可达 ’## ./ 0 !，在加 速度振幅为 #,& !%&# !范围内具有良好线性度。故 选用爆震传感器时必须考虑到其相应的工作条件。 ! 爆震传感器的检测 !"# 粗略检测 当用扳手或其他金属物体敲击一下发动机缸体 时，我们如观察到发动机转速突然下降然后又恢复， 此时发动机会突然“抖”一下又恢复原状，或我们用 正时枪观察点火提前角，此时点火提前应该突然往 后推迟，然后又向前提前，此现象即说明爆震传感器 在起作用，爆震传感器及其线路基本没有问题；反 之，说明爆震传感器或线路出现故障。 !"$ 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，123 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 4条线，其中 ’条是爆震信号线，另 &条是屏蔽线。爆震传感器的 检查方法如下： 5, 爆震传感器电阻的检查。关掉点火开关，等 待 &# 6 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。 7, 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。 % 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： 5, 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 矩过大或过小。如桑塔纳 ’###89: 爆震传感器固定 螺栓的拧紧力矩的值为 ’# ;·.。 7, 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。 <, 点火正时不对。 爆震传感器有其调节范 围，一般为=">，所以点火正时不对会导致整个点火 提前角不对，使 123判定爆震传感器不良。 ?, 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。 @, 123故障。因 123故障所出现的爆震传感 器故障，可通过检测 123得出。 A, 与汽车电子的电磁兼容性能有关。 & 故障实例分析 一辆北京产 ’##" 款欧兰德，搭载 "8B" 发动 机、手自动一体变速器，行驶里程为 C ### ).。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 D-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 E 挡且发动机 转速在 4 ###%" ### F 0 .:G 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 ; 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 ·使用·维修· "’— — !""#年 第 $!期 （上接第 %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。 ! 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 $ 张猛等 &电子机械制动系统发展现状 &机械科学与技术， !""#（!） ! ’()*+( ’,--.,/012.3 4),/-(5501(.3 ’*+6(/7 ,8 (.&9+,,. ’.:; <258/2. 32/ =58:.2*> ?/(>:5@ ’A)8,-) B):5@ ?/(>,CDAC9:/, =*8E(82/)&’=F !""%C"$C"%!# % G(-,) ’*2D:,0H(/> H(:2.(5:0H(/> G2/I(5&= <2)8 F33:*:,58 J(E.8 K2.,/(58 ?/(>, ?A 9:/, =/*+:8,*8E/,&’2*:,8A 23 =E82C -28:L, F5@:5,,/)0!""" M 熊璐等 &汽车电制动系统（??9）现状和前景 &上海汽车， !""!（N） # 1(.3 ’*+6(/7012.3 4),/-(550,8 (.&<.(-;:5@ J2/*, F)8:-(8:25 32/ ( ?/(>:5@CDAC9:/, =*8E(82/&’=F O(;,/ $PPPC"$C"MQ! N 1(.3 ’*+6(/7012.3 4),/-(550,8 (.&H2I,.:5@ (5I <258/2. 23 =5 F.,*8/2-,*+(5:*(. R:)> ?/(>,&’=F O(;,/ PQ"N"" S G2(*+:- T(5@,56(.8,/，?/A(5 U,..A&V:/8E(. R,):@5 23 ( M! V ?/(>,CDAC9:/, ’A)8,-&’=F O(;,/ !""%C"$C"%"# Q H(/:( ?/E*,&R:)8/:DE8,I ?/(>, C?A C9:/, D(),I 25 KKO W <& R,;(/8-,58 23 =E82-(8:* <258/2. TE5I 45)8:8E8, 23 K,*+52.2C @A H()8,/ K+,):)0 GE5, !""! P 陈励志&先进的底盘控制系统的发展趋势&汽车工程，!""! （#） （责任编辑 文 楫） 修改稿收到日期为 !""# 年 $" 月 $N 日。 表是不能分解的，因此更换仪表总成，在举升机上挂 R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。 ! 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 $ 宋福昌&汽车传感器识别与检测图解&北京：电子工业出版 社，!""%& ! 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，!"""& % 李峥&浅谈爆震传感器的故障检修&广东交通职业技术学 院学报&!""!，（$） （责任编辑 洪 雨） 修改稿收到日期为 !""# 年 $" 月 $# 日。 ·使用·维修· 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 M%栋 $P号 电话："M%$CN#$!!"" $%!$M%SNNQQ $%NNM%"QPNN 联系人：张永根 M%— —