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汽车传感器的波形分析研究

日期:2023-01-24 阅读量:0 所属栏目:应用电子技术


  一、热线式空气流量传感器波形分析

  空气流量计是用来计量单位时间内进入进气总管中的空气量,发动机ECU根据所测得的进气量及其他一些辅助信号确定喷油量。空气流量传感器是非常重要的传感器,发动机ECU可以根据此信号测算出发动机负荷、点火正时、怠速控制等参数,不良的空气流量计会造成喘震和怠速不稳的现象。


  常见的空气流量计一般有卡门涡旋式、翼板式以及热线式,热线式空气流量计是一种模拟输出电压信号传感器,随着进气流量的增大输出电压随之增大。

  启动发动机并预热至正常工作温度,运用汽车专用示波器读取各种工况下的空气流量计波形,将发动机节气门从全关闭状态逐渐打开直至全开并持续2S,再关闭节气门使发动机怠速运转2S,接着再急加速至节气门全开,最终再回到怠速状态并读取波形。

  空气流量计波形如图一所示,怠速的时候空气流量计输出信号电压为0.2V左右,随着节气门开度的增大输出电压也随之增大,当节气门全开的时候,输出电压为4V左右,当急减速的时候空气流量计输出电压会比怠速时的电压稍低。如果实测波形与标准波形存在明显差异则表明空气流量计存在故障。[1]


  二、节气门位置传感器波形分析

  节气门位置传感器是用来检测发动机节气门开度大小的传感器,它一般安装在节气门转轴上,分为模拟式节气门位置传感器和开关式节气门位置传感器。节气门位置传感器是一个非常重要的传感器,发动机ECU根据它检测到的信号可推算得出发动机的负荷、点火正时以及怠速控制等参数,如果节气门位置传感器损坏会引起发动机故障,比如说加速滞后。


  节气门位置传感器有三根线,其中一根是ECU提供给它的电源线,另一根为传感器的接地线。模拟式节气门位置传感器实为一个可变电位计,它由一个与节气门转轴相连的滑动触针构成,所以第三根线是连接到这个可变电位计的可动触点上,输出信号电压是和节气门的开度成正比的。[2]

  模拟式节气门位置传感器波形的读取方法如下:打开点火点开,ECU的传感器电源给传感器供电,缓慢地转动节气门转轴使得节气门从全闭到全开再从全开到全闭,反复几次即可读取信号波形,在整个读取过程中发动机是不需要启动运转的。节气门位置传感器信号输出波形如图二所示。当节气门关闭发动机怠速的时候其输出信号电压不足1V,随着节气门开度的增大其输出电压也随之增大,当节气门全开时输出信号电压不足5V,整个波形应该是连续的,不应有断裂出现,同时也不应该出现对地尖峰或大的跌落。


  节气门位置传感器波形中经常会出现一种异样波形,当节气门开度到达不足一半的时候波形出现了对地大跌落,当节气门从全开后逐渐关闭到同样位置的时候又出现了对地大跌落,由此可以判断触点在该位置的时候出现了故障,经检查发现传感器该位置处的碳膜损坏断裂了,在日常驾驶过程中节气门开度一般都不超过50%,所以前段碳膜会更容易磨损,这样就不能向ECU提供正确的节气门位置信息,从而影响发动机的正常运行。[3]


  三、进气压力传感器波形分析

  进气压力传感器是用来检测进气管真空度的,分为模拟式和数字式进气压力传感器。模拟式进气压力传感器也有三条线,其中一条是ECU提供的5V参考电压线,另一条是搭铁,第三条是输出信号线。在信号读取过程中,应该关闭其他附属电气设备,启动发动机待怠速稳定后方可读取输出信号波形。


  具体操作步骤如下:发动机怠速运转逐步缓慢增大节气门开度至全开,并保持全开2秒,然后再逐渐关闭节气门,保持怠速运转2秒,接着急加速至节气门全开,最后再关闭节气门,此刻即可读取进气压力传感器的输出信号波形。不同的进气压力对应不同的输出电压,可以查阅不同車型的对应数据来判断波形是否正常,发动机节气门全闭的时候其输出信号电压一般为1.25V,节气门全开时其输出信号电压稍低于5V,全减速时其输出信号电压接近于0V。


  数字输出式进气压力传感器输出的是频率调制式数字信号,其输出频率随着真空度的变化而变化,该类型传感器也是三线制。打开点火开关运用手动真空泵给传感器施以不同的真空度,读取波形。当真空泵不工作的时候其输出信号的频率为160Hz,发动机怠速时的真空度一般在19inHg,其输出信号频率约为150Hz,具体波形如图三所示,进气压力传感器波形的幅值应该是满5V的脉冲,频率对应的真空度要符合资料数值。[4]


  四、爆震传感器波形分析

  爆震传感器是点火正时的闭环反馈信号,当发动机因点火过早或燃油标号偏低而发生爆燃时,爆震传感器检测到相关信息并把该信息反馈给发动ECU,ECU重新调整点火正时以防进一步爆燃,从而有效保证发动机的正常运行。爆震传感器通常安装在发动机的缸体上,当发动机发生爆燃时缸体会出现震动,一旦震动该传感器就会产生一个电压峰值,爆燃越厉害震动越明显,传感器产生的电压峰值就越大。

  爆震传感器的波形检测方法如下:首先打开点火开关,不用启动发动机,找到爆震传感器的安装位置,用金属棒敲打传感器附近的缸体,每敲击一下示波器显示上就会有相应的波形振动,敲击力度越大,波形振动幅值越大,其波形图如图四所示。


  参考文献:

  [1]朱永成.氧传感器波形分析在电喷汽车维修检测中的应用[J].韶关学院学报,2008(3):48-49.

  [2]陈明.汽车传感器波形分析在故障诊断中的应用[J].汽车电器,2009(4):33-34

  [3]魏秋兰.波形分析在汽车电子控制系统故障诊断中的应用[J].汽车实用技术,2015(1):136-137.

  [4]吴心平.波形分析法在汽车故障诊断中的应用[J].拖拉机与农用运输车,2006(12):92-94.


  基金项目:

  无锡商业职业技术学院2016年校级课题《基于波形分析法的电控发动机故障诊断研究》(课题编号SYKJ16B23)。

  作者简介:王斌(1982-),男,江苏宝应人,硕士,实验师、汽车维修高级技师,研究方向:汽车检测与维修。

  来源:科技风 2016年19期


本文链接:http://www.qk112.com/lwfw/jsjlw/yydzjs/231996.html

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