電噴發(fā)動(dòng)機(jī)爆震傳感器故障的診斷及排除

1、.1畢 業(yè) 論 文 標(biāo) 題：電噴發(fā)動(dòng)機(jī)爆震傳感器故障的診斷與排除 關(guān) 鍵 詞：爆震傳感器損壞起動(dòng)困難 高速無力 撰 寫 人：_ _ _ _ _ 指導(dǎo)教師：_ _ _ _ 提交日期：_ _ _.1摘 要本文主要介紹一臺皇冠2.5轎車，由于爆震傳感器有微裂紋并進(jìn)了水，使兩信號引線間產(chǎn)生了電阻，這一電阻令電腦ECU誤認(rèn)為爆震信號，進(jìn)而推遲了點(diǎn)火提前角，降低了混合比，從而導(dǎo)致汽車起動(dòng)困難且高速無力。在自診斷系統(tǒng)解讀無故障碼的情況下，根據(jù)系統(tǒng)工作原理，通過對故障現(xiàn)象的分析和檢查，采用經(jīng)歷診斷和萬用表檢測的手段找出故障原因并加以排除。關(guān)鍵詞：爆震傳感器損壞；起動(dòng)困難且高速無力；點(diǎn)火提前角過小淺談電噴發(fā)動(dòng)機(jī)

2、爆震傳感器故障的診斷與排除一、引言 現(xiàn)代的汽油發(fā)動(dòng)機(jī)，為了提高其動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性，通過選取最大的點(diǎn)火提前角或增大壓縮比來實(shí)現(xiàn)。但點(diǎn)火提前角過大，會(huì)使發(fā)動(dòng)機(jī)活塞上行還未到達(dá)上止點(diǎn)時(shí)，電火花就點(diǎn)燃混合氣，令混合氣提前點(diǎn)燃做功，產(chǎn)生對上行的活塞進(jìn)展反沖的阻礙作用，這樣很容易引起燃燒爆震。而燃燒爆震會(huì)使發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸活塞組受高壓作用，使機(jī)體及冷卻系統(tǒng)過熱，以致功率下降，油耗上升，甚至還可使活塞頂部產(chǎn)生積炭或溶化。為了使發(fā)動(dòng)機(jī)功率發(fā)揮到最正確狀態(tài)而又不發(fā)生爆震現(xiàn)象，必須要將點(diǎn)火提前角控制在爆震發(fā)生的臨界數(shù)值上，其最有效的方法是裝用爆震傳感器，使其感知爆震發(fā)生時(shí)壓力波的信號，進(jìn)而自動(dòng)推遲點(diǎn)火提前角至最正確值，到

3、達(dá)自動(dòng)消除爆震的目的。但假設(shè)爆震傳感器有故障，則會(huì)將造成發(fā)動(dòng)機(jī)的控制失調(diào)，影響發(fā)動(dòng)機(jī)的使用性能。二、構(gòu)造原理爆震傳感器裝在發(fā)動(dòng)機(jī)缸體中間以四缸機(jī)為例就裝在2缸和3缸之間，或者1 ，2缸中間一個(gè)，3，4缸中間一個(gè)。是用來測定發(fā)動(dòng)機(jī)抖動(dòng)度的，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生爆震時(shí)用來調(diào)整點(diǎn)火提前角的。爆震傳感器有很多種，其中應(yīng)用最早的當(dāng)屬磁致伸縮式爆震傳感器，它主要由磁芯、永久磁鐵和感應(yīng)線圈等組成。當(dāng)機(jī)體振動(dòng)時(shí)，磁心受振偏移，使感應(yīng)線圈的磁通量發(fā)生變化，而在感應(yīng)線圈產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢。其他種類如壓電瓷式的，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)有抖動(dòng)時(shí)里面的瓷受到擠壓產(chǎn)生一個(gè)電信號，因?yàn)檫@個(gè)電信號很弱所以一般的爆震傳感器的連接線上都用屏蔽線包裹的。其

4、中壓電式共振型傳感器應(yīng)用最多，它一般安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)體上部，利用壓電效應(yīng)把爆震時(shí)產(chǎn)生的機(jī)械振動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)樾盘栯妷?。?dāng)產(chǎn)生爆震時(shí)的振動(dòng)頻率(約6000Hz左右)與壓電效應(yīng)傳感器自身的固有頻率一致時(shí)，即產(chǎn)生共振現(xiàn)象。這時(shí)傳感器會(huì)輸出一個(gè)很高的爆震信號電壓送至ECU，ECU及時(shí)修正點(diǎn)火時(shí)間，防止爆震的產(chǎn)生。低標(biāo)號燃油，點(diǎn)火過早等原因引起的發(fā)動(dòng)機(jī)爆震會(huì)造成發(fā)動(dòng)機(jī)損壞。爆震傳感器的作用是將發(fā)動(dòng)機(jī)爆震以電信號的形式傳遞給電子控制模，作為控制模塊調(diào)整點(diǎn)火正時(shí)以阻止進(jìn)一步爆震的重要依據(jù)。爆震傳感器一般都是壓電瓷式的，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)有抖動(dòng)時(shí)里面的瓷受到擠壓產(chǎn)生一個(gè)電信號。三、故障現(xiàn)象 有一臺皇冠2.5轎車，因冷卻液泄漏造成

5、嚴(yán)重?fù)p壞，進(jìn)展大修后還缺乏2個(gè)月，車主則反映，車輛在剛修好后根本是正常的，但近期卻出現(xiàn)冷、熱車都起動(dòng)困難且高速無力的現(xiàn)象，時(shí)速行駛在100km/h時(shí)，就感到動(dòng)力缺乏，加速無力。 檢查車輛，故障指示燈不亮，顯示電控系統(tǒng)無故障碼存在。啟動(dòng)車輛，發(fā)動(dòng)機(jī)有起動(dòng)征兆，但需連續(xù)啟動(dòng)很長時(shí)間才能啟動(dòng)成功，路試感覺發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)悶無力，最高車速勉強(qiáng)到達(dá)100km/h。四、故障原因分析 汽車剛大修不久，經(jīng)觀察，起動(dòng)后工作平穩(wěn)且無機(jī)械異響，可以說機(jī)械原因造成此故障的可能性甚微。該皇冠2.5裝備的是V型六缸2JZ-GE電子控制D型多點(diǎn)汽油噴射發(fā)動(dòng)機(jī)，電控單元ECU是依據(jù)曲軸位置信號進(jìn)展判缸，在燃油壓力正常的情況下，根據(jù)起

6、動(dòng)信號、轉(zhuǎn)速信號、冷卻液溫度、節(jié)氣門位置等信號，以ECU存信息為基準(zhǔn)，通過計(jì)算比較后進(jìn)展起動(dòng)時(shí)點(diǎn)火正時(shí)與空燃比的控制的。起動(dòng)后，ECU根據(jù)進(jìn)氣岐管壓力、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、節(jié)氣門位置等信號決定最正確點(diǎn)火提前角及空燃比，而且根據(jù)進(jìn)氣溫度、冷卻液溫度、爆震等信號對點(diǎn)火提前角及空燃比進(jìn)展修正，以此到達(dá)最正確的控制。通常，根據(jù)工作原理分析，造成發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)困難或高速無力的故障有以下原因：起動(dòng)困難1燃油壓力過低；2點(diǎn)火正時(shí)失準(zhǔn)；3水溫傳感器損壞；4怠速閥卡死進(jìn)氣不良；5爆震傳感器損壞。2、高速無力1燃油壓力過低；2點(diǎn)火正時(shí)失準(zhǔn)；3節(jié)氣門位置傳感器損壞；4進(jìn)氣歧管壓力傳感器損壞；5爆震傳感器損壞。 五、故障診斷與排

7、除根據(jù)以上分析，對有可能產(chǎn)生故障的局部進(jìn)展檢測：油壓測試。連接好燃油壓力表后，啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，測得燃油壓力怠速為234kPa，符合原廠怠速標(biāo)準(zhǔn)228255kPa的要求，拔掉油壓調(diào)節(jié)器接收，真空壓力為305kPa，也符合原廠標(biāo)準(zhǔn)225315kPa的要求。夾緊回油管檢測油壓升到475kPa，也符合應(yīng)比怠速油壓高150300kPa標(biāo)準(zhǔn)，證明系統(tǒng)油壓正常。點(diǎn)火正時(shí)測試。預(yù)熱發(fā)動(dòng)機(jī)后，將轉(zhuǎn)速表的探頭與檢查連接器的IG“-連接注意：轉(zhuǎn)速表探頭不得再碰觸車身或搭鐵，否則會(huì)損壞點(diǎn)火器用連接線連接TE1和E1端子，用正時(shí)燈照射曲軸皮帶上的正式標(biāo)記,發(fā)動(dòng)機(jī)在怠速時(shí)700r/min,點(diǎn)火提前角為上止點(diǎn)前8，而此車原廠標(biāo)

8、準(zhǔn)是10，稍慢了一點(diǎn)。 經(jīng)上述的測試，我注意到點(diǎn)火提前角稍慢，這稍慢的點(diǎn)火正時(shí)，按常規(guī)也不至于引致起動(dòng)困難和高速無力。但檢查分電器發(fā)現(xiàn)調(diào)整圍已到盡頭，不能再調(diào)。是什么原因引起的呢.用起動(dòng)機(jī)帶動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，此時(shí)檢查點(diǎn)火正時(shí)，結(jié)果點(diǎn)火提前角在上止點(diǎn)前12，明顯反映點(diǎn)火提前角過小，這一發(fā)現(xiàn)促使我更疑心故障是點(diǎn)火正時(shí)的影響所致，于是，檢查空轉(zhuǎn)高速與帶負(fù)荷高速時(shí)的點(diǎn)火正時(shí)。這一檢查，問題就出來了，高速空轉(zhuǎn)尚可，帶負(fù)荷高速時(shí)點(diǎn)火提前角明顯失調(diào)，車速一過65km/h，點(diǎn)火提前角就只有56，太大低于正常的提前角2025這一圍。是什么原因造成點(diǎn)火提前過小，而ECU的自診斷系統(tǒng)又未能檢測出其故障碼呢.這只能有兩個(gè)

9、可能，一是點(diǎn)火正時(shí)機(jī)械系統(tǒng)故障；二是ECU信號處理與控制系統(tǒng)的隱性傳感器故障。經(jīng)檢查，正時(shí)齒輪記號對正，正時(shí)皮帶松緊度適中，翻開分電器蓋，分火頭也對正第一缸且稍偏前。由于分電器采用了微機(jī)控制點(diǎn)火系統(tǒng)，沒有點(diǎn)火提前機(jī)構(gòu)，分電器僅起到點(diǎn)火順序分配你高壓電的作用。檢測信號發(fā)生器的間隙及固定情況，以及中央高壓線及分火線、分火蓋等，結(jié)果均為正常，說明機(jī)械系統(tǒng)無問題。由于電控單元ECU是根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、進(jìn)氣歧管壓力、節(jié)氣門位置等信號決定最正確點(diǎn)火提前角，同時(shí)根據(jù)進(jìn)氣溫度、冷卻水溫、爆震信號等來修正點(diǎn)火提前角的，所以ECU不能檢測到故障并以代碼形式儲(chǔ)存起來，這應(yīng)該為傳感器的隱性損壞。我依據(jù)平時(shí)的工作經(jīng)歷對各

10、傳感器進(jìn)展仔細(xì)的檢測：進(jìn)氣歧管壓力傳感器檢查。在ECU與E2間加5V電壓，在幾種狀態(tài)下，檢查PIM與E2間電壓。節(jié)氣門位置傳感器檢查。水溫傳感器、進(jìn)氣溫度傳感器檢查。 上述的檢查數(shù)據(jù)說明，進(jìn)氣歧管壓力傳感器、節(jié)氣門位置傳感器、水溫傳感器及進(jìn)氣溫度傳感器都正常。則最可疑心的就是爆震傳感器了。由于爆震傳感器分別裝于機(jī)體兩側(cè)且拆裝不太方便，故在關(guān)掉點(diǎn)火開關(guān)的情況下，我拔下爆震傳感器連接端子，憑著試一試的念頭起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)。當(dāng)起動(dòng)機(jī)一轉(zhuǎn)動(dòng)，發(fā)動(dòng)機(jī)就馬上能起動(dòng)，且一連幾次，都能順利起動(dòng)，此時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)故障指示燈是點(diǎn)亮的。 常用的爆震傳感器有電磁式和電壓式2種，2JZ-GE缸發(fā)動(dòng)機(jī)裝用的是共振型壓電式爆震傳感器。

11、 傳感器安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)缸體上，發(fā)動(dòng)機(jī)爆震時(shí)產(chǎn)生的壓力波傳給缸體，使質(zhì)量塊產(chǎn)生作用力施加到壓電晶體上，壓電晶體兩端產(chǎn)生電荷通過電纜傳輸?shù)紼CU(ECU已先預(yù)存一個(gè)固定爆震頻率)，ECU根據(jù)電荷信號，通過計(jì)算比較，對點(diǎn)火提前角進(jìn)展自動(dòng)控制。 關(guān)閉點(diǎn)火開關(guān)后，用平時(shí)準(zhǔn)備的連接端子插入爆震傳感器連接座，并引出邊線，然后用萬用表檢測爆震傳感器兩端子間及端子與發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)體外殼間的電阻。其中，1號爆震傳感器兩端間電阻為690,端子與外殼間的電阻為無窮大；2號爆震傳感器兩端子間及端子與外殼均為無窮大，符合原廠標(biāo)準(zhǔn)，即1號爆震傳感器已壞。拆下此爆震傳感器仔細(xì)檢查，發(fā)現(xiàn)一側(cè)有水漬，用手板動(dòng)未覺松動(dòng)，但見有微裂縫，于是

12、更換新件，插回連接端子，拔下EFI保險(xiǎn)絲30s，以消除試車時(shí)的故障碼。再次試車，冷熱起動(dòng)都正常，進(jìn)展路試，輕松就能跑上120km/h。第二天再次起動(dòng)試車一切正常。 通常ECU監(jiān)測到爆震傳感器損壞，會(huì)啟動(dòng)自我保護(hù)系統(tǒng)，將點(diǎn)火提前角鎖定在*一固定值該車標(biāo)準(zhǔn)為10，以保證發(fā)動(dòng)機(jī)的正常起動(dòng)與行駛，并點(diǎn)亮儀表板上的故障警告燈，發(fā)出警告。則，這車為什么會(huì)同時(shí)出現(xiàn)冷熱起動(dòng)困難且高速無力，又無故障碼顯示的情況呢. 因?yàn)閭鞲衅饔形⒘芽p并進(jìn)了水，造成兩信號引線間通過水漬產(chǎn)生電阻，這電阻只是使電腦ECU誤認(rèn)為爆震信號的正常信號，所以就發(fā)生控制推遲點(diǎn)火提前角和降低混合比的錯(cuò)誤指令，致使冷、熱起動(dòng)困難，起動(dòng)后，由于質(zhì)量塊振動(dòng)，使端子間電阻暫時(shí)分開，ECU回復(fù)到承受正常的信號，使發(fā)動(dòng)機(jī)恢復(fù)正常狀態(tài)。高速時(shí)，由于發(fā)動(dòng)機(jī)高速運(yùn)轉(zhuǎn)使傳感器質(zhì)量塊振動(dòng)頻率加劇，兩端間的電阻又重現(xiàn)，并傳給ECU，從而又使ECU重新發(fā)出推遲點(diǎn)火提前角的錯(cuò)誤指令