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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
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: 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,电压值的大小表示爆震的强
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
螺栓的拧紧力矩的标准值为 ’# ;·.。
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·
"’— —
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(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,
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M 熊璐等 &汽车电制动系统(??9)现状和前景 &上海汽车,
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P 陈励志&先进的底盘控制系统的发展趋势&汽车工程,!""!
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(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·
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