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不懂就问:电控柴油机喷油正时信号传感是如何工作的?

2018-11-29 04:00:00 天天向左002
卡车之家
天天向左002卡车之家

安安心心扫地

【卡车之家 原创】喷油正时是柴油发动机能够正常启动和运转的一个主要因素。记得大泵机时代的喷油提前角可以达到二十度以上,前几天偶然翻翻资料,看到现在的燃烧技术可以让发动机喷油提前角达到6度以内,不得不佩服科学技术的进步神速。因为燃烧效率和燃烧速率的提高而让喷油时间可以更加接近于上止点0度。

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曲轴位置传感器和凸轮轴位置传感器工作原理和失效状态

今天我们讲讲电控高压共轨系统提供喷油正时信号的两个传感器:曲轴位置传感器和凸轮轴位置传感器工作原理和失效状态。

以常见的博世商用车为例:(后文如果没有特殊说明都是讲的博世电磁式)这俩传感器都属于电磁式的,属于无源类型。型号是一样的,可以互换。前面两句话的意思可以这样理解:这俩传感器用在配备博世系统的大型车上面,外部不给它俩供电。它自己发电,所以可以把它俩理解成两个小发电机!

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上图是凸轮轴传感器的信号盘,它和凸轮轴传感器一起安装在高压油泵上面,有些也会安装在发动机缸盖或者缸盖底下前端或者后端。不管安装在哪里,它的转速和凸轮轴转速始终是同步的,凸轮轴转一圈这个信号盘转一圈。

大家可以看到信号齿上面的数字153624(或者142635),这个刚好是六缸发动机工作顺序,每个信号齿对应一个缸。我们看到有多出来一个信号齿,上面写得有“0识别用”。这个是一缸压缩上止点。

知道了一缸压缩上止点和每个缸的工作位置,发动机是不是就可以正常运转了呢?我们后面解答!我们知道因为燃烧需要时间,所以喷油时间必须提前。即使同一台发动机随着工况的改变喷油提前角度也是不一样的。

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为了更加精确的掌握发动机对于喷油提前角的需要,所以需要更大的圆盘来详细划分刻度。而发动机飞轮恰好可以胜任(有的车型在发动机扭转减震器上面)。所以我们就会看到电控发动机飞轮上面就会有一个一个的信号齿(或者是凹坑)。

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博世商用车曲轴位置传感器有60-2个信号齿(或凹坑),减2的意思是会少两个齿(或者少两个凹坑),如下图:

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这个缺齿部位和曲轴位置传感器对应点是一缸或六缸压缩上止点,为什么这么说呢?我们知道,发动机一个工作循环曲轴转两圈(进气、压缩、做功、排气各半圈),第一圈从1缸开始干活,后面5缸、3缸接力干活。

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第二圈从6缸开始干活,后面2缸、4缸接力干活。所以这个缺齿部位对应曲轴位置传感器的时候有可能是一缸压缩上止点,也有可能是六缸压缩上止点。因为凸轮轴是控制气门开闭的,发动机每缸每个工作循环凸轮轴只转一圈(曲轴转两圈,凸轮轴转一圈),与它同步的凸轮轴传感器只需要知道多齿对应位置就可以知道是一缸在压缩上止点位置了!所以说:凸轮轴传感器可以准确判缸,而曲轴位置传感器可以知道发动机的喷油准确提前角。

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传感器失效状态(坏了)及应对办法

对于博世商用车来说,这俩传感器互为备份。当其中一个坏了以后另外一个是可以单独工作的。如果发动不着车,并且有报相关故障码的时候,我们可以拔掉其中一个传感器让另外一个传感器单独工作。

此时会报故障码,启动时间会延长。这是因为单曲轴位置传感器不能准确判断第一缸压缩上止点。如果单曲轴位置传感器工作的时候,电脑会控制喷油器在两个压缩上止点(一缸和六缸)试探性的喷油,当发现转速上升,电脑会认为喷油正确。

发动机单凸轮轴传感器工作的时候,因为喷油提前角无法准确计算,尾气排放会恶化!这些都是控制策略里面的功能:跛行回家模式(Limphome)!单传感器工作的时候对于功率输出是没有影响的!

根据以上介绍,我们知道,这两个传感器给电脑版的反馈信号必须是同步的。当这两个传感器其中一个因为受到干扰或者损坏等情况下,可能会给电脑传递错误的信号,而电脑板无法判断哪个传感器的信号是正确的时候,可能会造成无法启动和正常运转。

这就好像两个人抬木头似的。当其中一个人步伐踉踉跄跄,另外一个人也会跟着步伐不稳。此时最好的解决办法是停下来(无法启动、运转)或者干脆一个人扛着这根木头走(单传感器工作)。这就是我们说的信号必须同步。所以,喷油正时信号也叫:“同步信号”

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以曲轴位置传感器为例,传感器头部和飞轮信号齿之间必须要保证1毫米±0.5毫米的间隙。间隙如果过大或者过小的话都会影响信号的输出。经常有曲轴位置传感器头部有铁屑粘附的情况。如果铁屑粘附很多,会影响动力甚至会无法启动。

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这个时候,当电脑无法准确的收到传感器的信号,只能减低供油量或者不供油。

随着信号齿切割传感器的磁力线,在传感器线圈两端就会出现一个交变电压,除了缺齿部位以外,其它58个信号齿就会出现58个正弦波信号。这类的交变信号最易受到干扰,所以传感器进电脑板的线一般都是双绞线或者外覆屏蔽层。

即使这样,在平常使用的时候,偶尔也有发电机,启动机等大功率电器工作的时候对它有干扰的情况出现。所以 ,车上的线路我们不要轻易改变它的交叉位置。

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我们知道正弦波模拟信号电脑是无法读取的,所以模拟信号必须要有个数字信号转换的过程,这就对于电磁式的传感器信号输出要求会更高  (有些车型使用的霍尔效应传感器直接输出数字信号,抗干扰性能,电脑准确识读率都要比电磁式高)下图是传感器正常输出的模拟信号,和准确的数字信号转换。

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上图是曲轴位置传感器和信号齿距离忽远忽近造成的信号波形图。这样电脑就无法准确识读。其它还有凸轮轴信号盘移位,信号齿缺损等等各种情况的出现,需要我们在使用中细心观察。(文/卡车之家特约作者:天天向左002)


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