上海仪表价格联盟

压力类传感器原理和检测维修方法大解密

只看楼主 收藏 回复
  • - -
楼主
  

         电控柴油机用压力类传感器主要包括共轨压力传感器、增压压力传感器、大气压力传感器、机油压力传感器(个别车型用)等。

一、共轨压力传感器(RPS)检修
该传感器是普通的电控汽油机所没有的,为共轨柴油机所必须的。共轨压力是柴油机共轨系统的重要参数,目前,国Ⅲ柴油机共轨系统的共轨压力是实时变化的,喷油量与共轨压力直接相关。
1.共轨压力传感器的工作原理
共轨压力传感器安装在共轨上,Bosch、Delphi、Denso共轨系统的共轨压力传感器工作原理基本相同,为压敏电阻式,有3个接线端子(电源、搭铁、信号)。下面以长城车GW2.8TC型柴油机(Bosch共轨系统)为例分析。
共轨压力传感器的安装位置如图1所示。
图1 共轨及共轨压力传感器

X


共轨压力传感器由:焊接在压力装置上的集成的传感器部件、装有电子检测回路的印刷电路板、装有电子插入式连线的传感器外壳等组成。
燃油通过共轨上的一个小孔流向共轨压力传感器,有压力的燃油通过一个盲孔到达传感器膜片。一个将压力信号转换为电信号的传感器部件(半导体装置)别安装在此膜片上,传感器产生的信号被输入一个用于放大拾取信号并将它送入ECU的检测回路(图2所示)。
图2 共轨压力传感器结构示意图及内部电路图

共轨压力传感器的工作过程如下:当膜片形状变化时,连接于膜片的电阻值也将改变。系统压力的建立,导致膜片形状变化,改变的电阻值将引起通过5V电桥的电压变化。电压变化范围为0~70mv(依赖于应用压力),并且被放大电路增幅至0.5~4.5V。
通过设置共轨压力传感器,可以实现对燃油压力的闭环控制。ECU根据发动机当前工况下相关传感器输入的信号,计算出的理论所需要的轨 压,通过调节进油计量比例阀的开度来实现轨压控制,并依靠共轨压力传感器检测当前实际轨压,将其与理论轨压进行对比修正,实现闭环控制。
2.共轨压力传感器的检测
如图3所示,共轨压力传感器为压敏效应式,有三个接线端子,RPS的1#端子为搭铁线、2#端子为信号线、3#端子为电源线(5V)。
图3 GW2.8TC型柴油机RPS与ECU的电路连接

(1)外线路检查。参考图3,用万用表的电阻挡,分别测量1#端子与A08#端子、2#端子与A43#端子、3#端子与A28#端子之间的电阻值,来判断外线路是否存在短路及断路故障。
(2)传感器电压值测量。关闭点火开关,拔下共轨压力传感器插头,点火开关ON,测量传感器侧插头3#端子与搭铁间的电压应为5V、2#端子与搭铁间的电压应为0.5V左右,1#端子与搭铁间的电压为0V。
(3)数据流检测。用“故障诊断仪”读取发动机系统数据流,涉及到共轨压力的数据流共有4个:“燃油系统轨压”、“轨压设定值”、“实际轨压最大值”、“轨压传感器输出电压”。
当发动机水温达到80℃、怠速运转时,“轨压传感器输出电压”应为1V左右,“燃油系统轨压”及“轨压设定值”均为25.00 Mpa左右,“轨压设定值”与“燃油系统轨压”数值十分接近。
当逐渐踩加速踏板,提高发动机转速时,上述4个数据流逐渐增加,“燃油系统轨压”、“轨压设定值”、“实际轨压最大值”等最大数值为145.00 Mpa,“轨压传感器输出电压”的最大值为4.5V。
实测的数据流(部分)如表1所示。
表1 实测共轨压力及共轨压力传感器输出电压数据流(部分)

3.失效模式分析
当共轨压力传感器失效(例如,拔掉RPS插头)时,发动机能否打着火,不能一概而定,应视具体机型而考虑,即使采用了同一个电控系统(如Bosch的CRS2.0),有的车型可以打着火,有的车型不能,主要取决于系统的控制策略。下面具体举例说明。
(1)长城GW2.8TC型增压共轨柴油机(Bosch的CRS2.0系统)
当共轨压力传感器失效,发动机无法起动及运行。
故障原因分析:起动时,ECU以共轨的压力为参量来控制喷油器的动作,在共轨压力已知的前提下,ECU通过控制喷油器的开启、关闭的时刻来控制进入气缸的喷油量,如果失去了共轨压力信号,ECU便失去了燃油喷射控制的重要参量,此时,ECU便控制发动机不能起动。同理,如果在发动机运转时突然失去了共轨压力信号,发动机会立即熄火。
(2)玉柴及潍柴国Ⅲ柴油机Bosch共轨系统
当共轨压力传感器失效,发动机可以正常起动及运行(跛行回家-Limp Home)。
当ECU 判断轨压传感器信号失效、轨压传感器本身损坏、信号线损坏(开路或短路)等故障时,ECU采取下列措施:
①点亮故障灯,产生故障码P0193、P0192;
②控制器将加大高压泵的供油量;
③燃油压力超高、限压阀被冲开;
④实际轨压维持在700~760bar范围内(诊断仪读数720bar左右);
⑤限制发动机转速(小于1700rpm左右,通过控制喷油量实现),在限制范围内,油门仍然起作用。
⑥关闭点火开关后,燃压力泄放阀关闭,恢复正常;
⑦如发动机起动过程中已进入此策略,仍能起动且没有明显感觉。
(3)玉柴4F及4W国Ⅲ柴油机Delphi共轨系统
当共轨压力传感器失效(丢失)时,发动机无法起动及运行。会产生下列相关的故障码:P0192、 P0193。
当共轨压力传感器失效(漂移)时,发动机功率不足(减扭矩模式)。会产生下列相关的故障码:P11912、P1192、P1193。
二、增压压力(进气压力)传感器检修
1.增压压力传感器的工作原理
增压压力传感器的作用是检测进气压力,ECU进行进气流量计算,用于喷油控制。
电控柴油机几乎普遍安装了废气涡轮增压器,为了精确测量进气量,设置了增压压力传感器,它位于增压器后的进气管上,有的柴油机增压压力传感器集成了进气温度传感器,而有的柴油机增压压力传感器与进气温度传感器分开,如图4所示。
图4 增压压力传感器的安装位置

增压压力传感器的工作原理如图5所示,进气歧管内的进气压力使硅芯片连同压电电阻发生机械变形,使其阻值发生改变,惠斯顿电桥失去平衡,经硅芯片上的电路处理后,形成与进气压力成线性的电压信号。
图5 增压压力传感器的工作原理示意图

2. 增压压力传感器失效模式分析
(1)Bosch共轨系统
①当增压压力传感器失效时,用固定的压力值代替,发动机动力下降、转速受限;
②故障灯亮;
③信号丢失时,会产生P0237、P0238故障码;
④压力信号漂移,会产生P0236的故障码。
(2)Delphi共轨系统
①当增压压力传感器失效时,用固定的压力值代替,对驾驶性能没有明显的影响,但经济型会受影响;
②故障灯亮;
③信号丢失时,会产生P0107、P0108故障码;
④压力信号漂移,会产生P0106、P0109的故障码。
(3)单体泵系统
①当增压压力传感器失效时,用固定的压力值代替,发动机动力下降;
②故障灯亮。
三、大气压力传感器检修
大气压力传感器用于检测大气压力,测量海拔高度,用于控制喷油参数的修正。
大气压力传感器集成在ECU内,其允许的测量误差为±3 kPa,在海平面上大气压力设定值为100kPa,相应的大气压力传感器的信号电压为4 V左右。
大气压力传感器位于ECU内,从外面无法检测,但可以用用故障诊断仪读数据流,有关大气压力传感器的数据流一般有2个:“大气压力”、 “大气压力传感器输出电压值”。
在海平面上,“大气压力”设定值为1000 hPa,相应的“大气压力传感器输出电压值”为4V左右。
大气压力传感器失效时,对柴油机性能略有影响。
四、机油压力传感器(较少车型采用)检修
机油压力传感器用于实时检测机油压力,一般与机油温度传感器集成在一起。
潍柴国Ⅲ部分Bosch共轨柴油机采用了机油压力传感器,如图6所示。
图6 潍柴国Ⅲ部分Bosch共轨柴油机的机油压力传感(含机油温度)

版权归原作者所有,如有侵权请告知我们删除!



举报 | 1楼 回复