任務七電控共軌系統(tǒng)傳感器的檢修

1、電控柴油機檢測與診斷任務二電控柴油機系統(tǒng)傳感器的檢修任務二電控柴油機系統(tǒng)傳感器的檢修學習目標完成本學習任務后，你應當能：1. 熟悉電控柴油機主要傳感器的安裝位置， 會描述各種傳感器的結構、 原理。2. 分析判斷溫度傳感器、 加速踏板位置傳感器、 壓力傳感器、 曲軸位置傳感器等主要元器件的常見故障檢修方法。3. 對溫度傳感器、 加速踏板位置傳感器、 壓力傳感器、 曲軸位置傳感器等主要元器件的故障診斷與排除技能。任務引入一輛長城哈弗 H5SUV越野車 , 搭載長城 GW2.8TC柴油發(fā)動機，行駛 5 萬公里，近期此車出現(xiàn)啟動困難，間歇性熄火等故障現(xiàn)象。觀察儀表油量顯示正常，故障指示燈亮。任務分析電

2、控發(fā)動機的故障并不一定是電噴系統(tǒng)的問題； 在大多數(shù)情況下， 故障仍然是與常規(guī)發(fā)動機相同的機械和燃油管路方面的故障； 當故障指示燈不點亮， 主要檢查機械故障； 當故障指示燈點亮時， 說明出現(xiàn)了電噴系統(tǒng)方面的故障， 可讀取故障碼，進行相應的檢測維修工作。相關知識（一）電控柴油機系統(tǒng)傳感器的組成傳感器是用于感知和檢測發(fā)動機及車輛運行狀態(tài)的感測元件和裝置， 在柴油機電控系統(tǒng)中常用的傳感器有壓力傳感器、 溫度傳感器、位置傳感器和轉速傳感器等。另外，在電控系統(tǒng)中還有專門的開關傳感器，用于檢測空調、擋位、制動、離合器等開關量的狀態(tài)信息。這些傳感器信號中， 有的是模擬信號， 有的是數(shù)字脈沖信號，如壓力、溫度傳

3、感器信號屬于模擬信號，霍爾傳感器信號屬于數(shù)字脈沖信號，開關狀態(tài)信號屬于數(shù)字信號。所有的傳感器信號最終輸送到ECU，作為發(fā)動機控制的基本依據(jù)，博世共軌管理系統(tǒng)結構示意圖如7-1 所示。電控柴油機檢測與診斷任務二電控柴油機系統(tǒng)傳感器的檢修圖 2-1 博世共軌管理系統(tǒng)結構示意圖（二）電控柴油機系統(tǒng)主要傳感器的作用及原理1. 曲軸傳感器（磁電式） 作用：精確計算曲軸位置，用于噴油時刻和噴油量計算、轉速計算。對于四沖程發(fā)動機，由于每循環(huán)曲軸旋轉兩周，ECU還需要進行氣缸識別。發(fā)動機轉速則由 ECU根據(jù)其中一個信號的頻率計算給定。 工作原理1）傳感器為非接觸式傳感器， 將機械運動轉換為電信號不需要電壓供給

4、， 而是自己產(chǎn)生電脈沖信號，如圖 2-2 所示電控柴油機檢測與診斷任務二電控柴油機系統(tǒng)傳感器的檢修圖2-2曲軸傳感器（磁電式）1. 屏蔽的電纜 2. 永磁鐵 3 傳感器外殼 4 安裝支架5. 軟磁鐵芯 6. 線圈 7. 空氣間隙 8. 帶參考記號的齒環(huán)2）曲軸位置傳感器通常為磁電式傳感器， 它安裝于發(fā)動機后端飛輪上方 （或曲軸前端），與飛輪上的 58x齒圈共同工作。飛輪轉動時， 58x的齒頂和齒槽以不同的距離通過傳感器， 傳感器感應到磁阻的變化， 這個交變的磁阻， 產(chǎn)生了交變的輸出信號，如圖 2-1 所示。ECU利用此信號確定曲軸的轉速、 旋轉角度和加速度，結合凸輪軸傳感器正時凸輪，可確定一缸

5、上止點位置。2. 凸輪軸傳感器 作用：判缸和曲軸傳感器失效時用于跛腳回家。檢測曲軸位置傳感器的方法是：測量傳感器電阻值為 770950；測量傳感器輸出電壓時，顯示隨轉速變化的交流電壓；用示波器判斷信號完整性( 指信號觸發(fā)裝置的損壞造成信號殘缺) 。二、凸輪軸位置傳感器凸輪軸位置傳感器分為霍爾效應式和與曲軸位置傳感器相同的電磁感應式傳感器，汽車上一般使用的是開關型霍爾集成電路，如圖 2-3 所示，它安裝在高壓油泵上，用于檢測高壓油泵驅動軸 ( 凸輪軸 ) 上信號盤的位置。 ECU通過該傳感器測得數(shù)字電壓信號確定發(fā)動機工作的氣缸，并實施噴油控制。電控柴油機檢測與診斷任務二電控柴油機系統(tǒng)傳感器的檢修

6、圖2-3 凸輪軸位置傳感器霍爾式凸輪軸位置傳感器雖然也是 3根線，其中一根為 +5V參考電源、另一根為信號 +、還有一根是信號參考地線。為了方便了解，通常把霍爾元件當成一個電子開關。 ECU根據(jù)收到的數(shù)字脈沖信號電壓值的高低狀態(tài)來判斷信號所表示的內容。 通過電壓情況可以判斷其信號的輸出情況， 但因該信號不只是要判斷凸輪是否運轉， 還要判斷信號的相位關系，所以判斷凸輪軸信號與曲軸信號的相對相位關系也是很重要的。 凸輪軸位置傳感器信號與曲軸位置傳感器信號的對應關系如圖 24所示，凸輪軸位置傳感器信號波形中多出的一個數(shù)字脈沖為發(fā)動機 ECU確定一缸上止點的輔助信號。圖2-4 凸輪軸與曲軸信號波形圖3

7、. 進氣溫度、壓力傳感器它集成了溫度傳感器和壓力傳感器， 裝在發(fā)動機的進氣歧管上。 向電控單元提供空氣壓力和溫度信號， 電控單元根據(jù)每一個循環(huán)噴射燃油量， 計算需要的空氣流量，如圖 2-5-a 所示。電控柴油機檢測與診斷任務二電控柴油機系統(tǒng)傳感器的檢修圖2-5-a進氣溫度、壓力傳感器實物結構圖 作用壓力傳感器： 監(jiān)測進氣壓力， 一般和進氣溫度一起計算進氣量， 制造時與進氣溫度集成在一起。進氣溫度傳感器：測量進氣溫度，修正噴油量和噴油正時，過熱保護。 工作原理壓力傳感器： 進氣歧管絕對壓力使硅芯片連同壓電電阻發(fā)生機械變形，使其阻值改變，惠斯頓電橋失去平衡。經(jīng)硅芯片上的電路處理后，形成與壓力成線性

8、的電壓信號輸出, 工作示意圖如圖 2-5-b 所示。圖 2-5-b 進氣壓力傳感器工作示意圖1. 壓敏電阻 2. 膜片 3. 基準壓力室 4. 陶瓷基片 5.P- 壓力進氣溫度傳感器：溫敏電阻式溫度傳感器用一個半導體溫敏電阻作為感應元件。一般多為負溫度系數(shù) (NTC)的元件，即電阻值隨溫度的升高而降低。 工作時常與一個標電控柴油機檢測與診斷任務二電控柴油機系統(tǒng)傳感器的檢修準電阻串聯(lián)，并在兩端加上 5V的參考電壓。當溫度變化時，從溫敏電阻上取出的電壓即為溫度的信號，進氣溫度傳感器輸出特性如圖 2-6 所示。圖2-6 進氣溫度傳感器輸出特性4. 冷卻液溫度傳感器 作用測量冷卻水溫度， 用于冷起動、

9、 目標怠速計算等， 同時還用于修正噴油提前角、過熱保護等。 工作原理工作原理與進氣溫度傳感器原理相似，冷卻液傳感器結構圖如圖2-7-a 所示，輸出特性如圖 2-7-b 所示。圖 2-7-a冷卻液傳感器結構圖電控柴油機檢測與診斷任務二電控柴油機系統(tǒng)傳感器的檢修圖2-7-b冷卻液傳感器輸出特性5. 共軌壓力傳感器 作用實時測定共軌管中的燃油實際壓力信號，并轉換成電壓信號傳遞給ECU，由ECU對壓力控制閥 (PCV)或者是進油計量閥實施反饋控制， 通過對供油量的增減來調節(jié)油壓使其穩(wěn)定在目標值。 工作原理油軌壓力傳感器的外形及結構如圖2-8 所示，集成安裝在共軌管上，由一個密封的彈性硅芯片和相應的橋式

10、電路組成，一個標準的 SV電壓施加在電橋的一端 ;當壓力的變化致使硅芯片變形時，阻值隨之變化， 電橋的另一端輸出與油軌壓力成正比的 0 5 V信號。最高壓力為 2500bar，具有良好的線性度、重復性和精度。圖2-8 油軌壓力傳感器的外形及結構圖電控柴油機檢測與診斷任務二電控柴油機系統(tǒng)傳感器的檢修6. 加速踏板位置傳感器作用將駕駛員的意圖送給控制器 ECU，ECU則依據(jù)該信號來確定扭矩控制 ( 油量控制 ) 、怠速控制 ( 高、低怠速 ) 、減速斷油控制、跛行回家控制等。工作原理加速踏板位置傳感器用于檢測駕駛員踩下油門的深度位置，它具有冗余設計的電位計線性結構，安裝在駕駛室內，其滑動端子由加速

11、踏板軸帶動，如圖 2-9 所示。加速踏板的位置不同時，該傳感器所反應給 ECU的電阻信號也不同，系統(tǒng)根據(jù)它輸出的電壓信號值及其變化速率判定發(fā)動機的實時負載和動態(tài)變化狀況。圖2-9 加速踏板位置傳感器原理及接線圖7. 車速傳感器 作用它向 ECU提供車速信號， 減速斷油功能、 巡航控制和最高車速限制功能都以該信號為判斷依據(jù)。 工作原理電控柴油機檢測與診斷任務二電控柴油機系統(tǒng)傳感器的檢修車速傳感器安裝在變速器輸出軸上，如圖 2-10 所示。根據(jù) ECU傳感器輸入接口的類型，該傳感器是霍爾效應式或磁電感應式， 但一般車上普遍采用磁電感應式車速傳感器，工作原理與曲軸位置傳感器相似。圖 2-10 車速傳

12、感器制訂維修計劃（一）汽車電控柴油機系統(tǒng)主要傳感器失效策略1. 什么叫失效策略：電控系統(tǒng)故障狀態(tài)下的運行策略，兼顧了故障后的駕駛安全性， 繼續(xù)駕駛性以及排放性能。電控柴油機系統(tǒng)傳感器引起的故障分析序失效策略名稱安全模式號缺省減扭矩停機（limp home ）1曲軸位置傳感器對于不涉及駕駛安2凸輪軸傳感器全性的輕微故障，控3增壓壓力 /溫度傳感器制器僅使用缺省值代4冷卻水溫傳感器替真實值；5軌壓傳感器故障燈亮，發(fā)動機運6傳感器參考電壓行的轉速和扭矩輸出正常。7電子油門傳感器說明：表中“”指的是傳感器故障可能引起失效策略模式電控柴油機檢測與診斷任務二電控柴油機系統(tǒng)傳感器的檢修12342. 主要傳感

13、器失效策略分析傳感器名稱 進入條件曲軸傳感器信號故障曲軸傳感器傳感器損壞信號線損壞（開路或短路）凸輪軸傳感器信號故障：凸輪軸傳感傳感器損壞器信號線損壞（開路或短路）ECU判斷軌壓傳感器信號失效軌壓傳感器傳感器損壞信號線損壞（開路或短路）ECU判斷進氣壓力傳感器信號故進氣壓力傳障感器傳感器損壞信號線損壞（開路或短路）ECU判斷電子油門信號錯誤ECU處 理 措發(fā)動機反應特征施1. 發(fā)動機動力性能沒有明點亮故障燈顯影響；2. 起動時間可能會較正常產(chǎn)生故障碼狀況稍長；3. 油耗和排放可能會變差。1. 發(fā)動機依靠曲軸傳感器點亮故障燈 繼續(xù)工作；產(chǎn)生故障碼 2. 減扭矩限轉速；3. 油門感覺提速較慢。1.

14、 控制器將加大高壓泵的點 亮 故 障 供油量，燃油壓力超高；燈，產(chǎn)生故 2. 限制發(fā)動機轉速；障碼3. 在限制范圍內， 油門仍然起作用。1. 柴油機怠速不穩(wěn)或加速點 亮 故 障 不良、柴油機排氣管冒黑燈，產(chǎn)生故 煙；障碼2. 轉速限制小于 1800rpm；3. 在限制范圍內， 油門仍然起作用。5油門接插件脫落兩路油門信號中任一路出現(xiàn)故障電子油門兩路油門信號不一致油門開度與剎車踏板邏輯關系錯誤點亮故障燈，產(chǎn)生故障碼1. 油門失效；2. 發(fā)動機起動后怠速及隨后的運行過程轉速，維持Limp home 轉 速 （ 1100rpm）。電控柴油機檢測與診斷任務二電控柴油機系統(tǒng)傳感器的檢修重要提示： 在檢修

15、時時常需要斷開連接器，禁止傳感器帶電插拔！ 斷開連接器時應握住整個連接器。當連接器很難斷開時，把連接器朝連接處推動一下會有助于松開連接器鎖定位置，在斷開連接器時應作相應的標識。任務實施一、曲軸傳感器（電磁式）的檢修1. 曲軸位置傳感器常見故障(1) 傳感器內部電磁線圈斷路或短路。(2) 傳感器與 ECM之間的導線斷路或短路。(3) 傳感器的安裝位置不正確， 轉子的凸齒與傳感器之間的氣隙過大， 導致信號電壓過低。2. 電磁式曲軸位置傳感器的檢查電磁式曲軸位置傳感器主要通過外觀檢查、電磁線圈電阻的測量、 信號的測量等方法來檢測。曲軸轉速與上止點位置傳感器結構示意圖如圖2-11 所示。圖 211曲軸

16、轉速與上止點位置傳感器示意圖(a)結構工作原理圖； (b) 輸出信號； (c) 控制電路。1永久磁鐵； 2傳感器殼體； 3柴油機機體； 4軟鐵芯；5繞組； 6氣隙； 7 帶正時記號的觸發(fā)輪； 8齒頂信號； 9齒槽信號； 10齒缺信號。 電磁式曲軸位置傳感器的外觀檢查：檢查電磁式曲軸位置傳感器的安裝是否牢固，線束連接器是否連接有效、牢固可靠。檢查傳感器端頭與轉子凸齒的氣隙電控柴油機檢測與診斷任務二電控柴油機系統(tǒng)傳感器的檢修是否符合標準要求， 其氣隙大小一般為0.2mm0.5mm，如超過 1mm，應予以調整。傳感器與轉子之間應無污物或鐵屑，如有應清理干凈。使用萬用表測量電磁式曲軸位置傳感器電磁線圈

17、電阻方法如下：關閉啟動開關，拔下電磁式曲軸位置傳感器線束連接器。用萬用表測量電磁式曲軸位置傳感器線束插座內感應線圈兩接線端之間的電阻，該電阻即為電磁式曲軸位置傳感器感應線圈的電阻。不同電控柴油機的電磁式曲軸位置傳感器感應線圈的電阻不完全相同，通常為 150 1000 ( 參閱維修機型手冊 ) 。如果測得的電阻不符合標準，或感應線圈有短路、斷路，說明有故障，應予以更換。 電磁式曲軸位置傳感器輸出信號檢查對于安裝在曲軸皮帶輪附近或凸輪軸附近的電磁式曲軸位置傳感器 , 可用發(fā)動機怠速運轉， 用萬用表測量傳感器有無輸出電脈沖。 如果在轉動曲軸時萬用表指針有擺動， 啟動時電壓應高于 0.1V，運轉時電壓

18、一般為 0.1 0.8V，說明傳感器有輸出電脈沖，其工作正常；否則，說明傳感器有故障。也可以使用示波器測量電磁式位置傳感器輸出電脈沖波形， 將示波器測頭與電磁式位置傳感器線束中輸出信號的導線連接好， 并在電控裝置處于工作狀態(tài)下進行測量。例如，測量曲軸位置傳感器輸出電脈沖時，應在柴油機運轉中進行。各種電磁式位置傳感器輸出電脈沖的波形基本相同。 若有異常，如脈沖波形過于平緩，或有間斷，說明傳感器有故障。二、凸輪軸位置傳感器（霍爾式）的檢修1. 凸輪軸位置傳感器常見故障 傳感器內部元件損壞，或內部線圈斷路或短路，無信號產(chǎn)生。 傳感器電源電路、搭鐵電路或信號接線斷路或短路。 傳感器的安裝位置不正確，

19、與轉子之間的間隙過大， 導致信號電壓不正常。2. 凸輪軸位置傳感器的外觀檢查檢查霍耳式曲軸位置傳感器的安裝是否牢固， 線束連接器是否連接有效、 牢固可靠。其端頭與轉子間的氣隙是否符合標準要求， 傳感器與轉子之間應無污物或鐵屑，如有應清理干凈。3. 凸輪軸位置傳感器控制電路檢查電控柴油機檢測與診斷任務二電控柴油機系統(tǒng)傳感器的檢修 關閉啟動開關，拔下傳感器線束連接器。 打開啟動開關，用數(shù)字萬用表測量傳感器線束各端子。測量傳感器線束電源端子， 電壓應為 24V(或 12V)蓄電池電壓，或 5V 基準電壓，如果測得的電壓不符合標準，說明有故障，應進一步檢查電源線路。測量傳感器搭鐵電路，與蓄電池負極之間

20、的電阻應為 0 ，如果測得的電阻不符合標準，說明有故障，應檢修搭鐵電路。測量信號端子，電壓應低于 5V 基準電壓，如果測得的電壓不符合標準，應檢查該端子與 ECM之間的連接及 ECM本身是否異常。4. 凸輪軸位置傳感器輸出信號檢查安裝在曲軸皮帶輪附近或飛輪附近的霍耳式曲軸位置傳感器， 應在安裝良好的狀態(tài)下，在柴油機運轉過程中測量其輸出信號。也可用發(fā)電機帶動曲軸轉動，用示波器測量傳感器有無輸出電脈沖的波形。如果波形顯示不正常，說明傳感器有故障，應予檢修。三、進氣壓力傳感器的檢修1 進氣管壓力傳感器的控制電路進氣管壓力傳感器的控制電路見圖2 12。進氣管壓力傳感器有三個接線端子，分別為電源 (VC

21、)、進氣管壓力信號 (PIM) 、搭鐵 (E2) 。圖212 進氣管壓力傳感器的控制電路進氣管壓力傳感器的電源線接至ECM，由ECM為其提供 5V基準電壓作為工作電源。進氣管壓力信號是一個大于0V、小于 5V的電壓，并隨著進氣管絕對壓力值的增大而增大。 該信號送入 ECM，作為 ECM計算并判定進氣量的依據(jù)。搭鐵線通常先接入 ECM，再由 ECM的搭鐵端子搭鐵，以保證搭鐵電路的可靠性。2進氣管壓力傳感器常見故障電控柴油機檢測與診斷任務二電控柴油機系統(tǒng)傳感器的檢修(1) 傳感器內部線路斷路或短路。(2) 傳感器輸出信號不能隨進氣管真空度的變化而變化。(3) 傳感器輸出信號的電壓過大或過小，輸出信

22、號值偏離正常值。此外，進氣管壓力傳感器和ECM的連接線路斷路或短路、傳感器和進氣管之間的真空軟管堵塞或漏氣、進氣管真空孔堵塞等也會使傳感器的輸出信號不正常。進氣管壓力傳感器出現(xiàn)上述故障后，會使柴油機 ECM的燃油噴射功能失常，出現(xiàn)柴油機怠速運轉不正?；蚣铀俨涣肌?柴油機排氣管冒黑煙等現(xiàn)象。 由于進氣管壓力傳感器在結構上可靠性很好， 一般不會損壞， 因此在出現(xiàn)上述故障現(xiàn)象而對其進行檢測時， 要特別注意檢查它的真空軟管連接是否良好、 控制電路是否正常。3 進氣管壓力傳感器的外觀檢查檢查進氣管壓力傳感器線束連接器是否連接有效、 牢固可靠。檢查進氣管壓力傳感器的真空軟管有無松動或脫落。 從進氣管壓力傳

23、感器上拔下真空軟管， 檢查它與進氣管是否相通，管內有無雜物堵塞，如有堵塞應清潔并疏通。4 進氣管壓力傳感器控制電路的檢測進氣管壓力傳感器控制電路的檢測方法如下 , 如圖 2-13 所示：圖 2-13進氣壓力傳感器的檢測(1) 關閉啟動開關，拔下進氣管壓力傳感器的線束連接器。(2) 打開啟動開關，用數(shù)字萬用表分別測量進氣管壓力傳感器線束連接器各端子。測量進氣管壓力傳感器電源端子如圖 2-13(a) 所示，應為 5V基準電壓。如電壓值不符，說明控制電路或ECM有故障，應進一步檢測。測量進氣管壓力傳感器搭鐵端子，其與蓄電池負極間的電阻應為0。如電控柴油機檢測與診斷任務二電控柴油機系統(tǒng)傳感器的檢修有異

24、常，應檢修搭鐵線路。5 進氣管壓力傳感器工作性能的檢測進氣管壓力傳感器可以在工作狀態(tài)下或摸擬工作狀態(tài)下通過測量其輸出信號電壓來檢測其工作性能。其檢測方法如下：(1) 打開啟動開關，但不要啟動柴油機。(2) 拔下連接進氣管壓力傳感器與進氣管的真空軟管，如圖 213(b) 所示。(3) 用萬用表在進氣管壓力傳感器線束中的信號輸出線上測量輸出信號電壓，如圖 2-13(c) 所示，并記下在大氣壓力狀態(tài)下的輸出信號電壓。(4) 通過真空軟管向進氣管壓力傳感器內施加真空，測量在不同的真空度下進氣管壓力傳感器的輸出信號電壓。 該電壓應能隨真空度的增大而不斷下降。 將不同真空度下的輸出信號電壓與所修機型的維修

25、手冊中的標準相比較。如有不符，說明進氣壓力傳感器有故障。四、共軌壓力傳感器的檢修精確測量共軌中的壓力是電控柴油機系統(tǒng)正常工作的必要條件。 為此，壓力傳感器在測量壓力時允許誤差很小。 共軌實測共軌壓力及共軌壓力傳感器輸出電壓數(shù)據(jù) ( 部分 ) 參閱表 26。表2-6 GW2.8TC柴油機共軌壓力及軌壓傳感器輸出電壓數(shù)據(jù)流（部分）數(shù)據(jù)流啟動開關 ON怠速加速 1加速 2燃油系統(tǒng)共軌壓力 /Mpa0.652533.670.3軌壓傳感器電壓 /V0.451.061.242.06質量評估當電控柴油機的故障指示燈點亮時，說明出現(xiàn)了電噴系統(tǒng)方面的故障，可讀取故障碼，進行相應的檢測工作。通過實訓操作能準確地檢測各種溫度傳感器、壓力傳感器、 位置傳感器、 空氣流量傳感器的性能，掌握不同類型傳感器的故障檢查與排除方法。經(jīng)過對故障發(fā)動機進行檢測、診斷與排除，發(fā)動機應恢復原有性能指標。拓展知識電控柴油機檢測與診斷任務二電控柴油機系統(tǒng)傳感器的檢修一、爆震傳感器的結構原理1作用爆震傳感器用于檢測柴油汽缸內混合氣燃燒過程中有無產(chǎn)生爆震，為 ECM控制噴油正時反饋提供依據(jù)。2安裝位置爆震傳感器安裝在缸體或缸蓋上。3結構與原理目前，電控柴油機上使用的爆震傳感器基本上都是利用壓電效應的原理制成的，其工作原理與電控汽油