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共轨压力传感器原理与检测标准

来源:弗赛德    发布日期:2020-04-11    关注:

  共轨压力传感器是柴油共轨发动机机所必须的。共轨压力是柴油机共轨系统的重要参数,目前,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。
  
  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。
  
  共轨及共轨压力传感器
  
  组成部件
  
  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。
  
  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。

压力传感器
  
  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。
  
  共轨压力传感器的检测
  
  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)。
  
  GW2.8TC型柴油机RPS与ECU的电路连接
  
  1:外线路检查
  
  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。
  
  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:P1191、P1192、P1193。

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