從曲軸位置傳感器信號看電控發(fā)動機(jī)動力不足

任召

摘 要：電控燃油噴射點火系統(tǒng)使用非常廣泛，尤其是汽車上，電控發(fā)動機(jī)想要正常運(yùn)行最為主要的條件就是噴油和點火正常。噴油器和點火線圈的工作都需要依靠曲軸位置傳感器或凸輪軸位置傳感器的信號，ECU借助這兩個信號精確控制發(fā)動機(jī)的噴油和點火。當(dāng)車輛出現(xiàn)問題的時候，需要相關(guān)的技術(shù)人員使用專業(yè)的設(shè)備來對問題進(jìn)行分析，以確定故障點，排除故障。本文以電控燃油噴射點火系統(tǒng)故障入手，分析噴油和點火的控制原理，論述電控發(fā)動機(jī)動力不足故障的診斷和檢修方法。

關(guān)鍵詞：曲軸位置傳感器信號；電控發(fā)動機(jī)；動力不足

導(dǎo)言

近年來，科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，極大地推動了社會發(fā)展的步伐。各行各業(yè)中都能看到高科技所帶來的巨大影響力?？v觀當(dāng)前的汽車行業(yè)，不難看出，汽車正朝著智能化、微型化的方向不斷發(fā)展，特別是發(fā)動機(jī)，由于電子技術(shù)的不斷應(yīng)用，發(fā)動機(jī)的操作較之前相比較變得更加簡單與方便。然而這種新型發(fā)動機(jī)在帶給人們方便的同時，若發(fā)生故障維修難度加大，采取傳統(tǒng)的維修方式很難將問題有效解決。因此本文對汽車電控發(fā)動機(jī)傳感器技術(shù)進(jìn)行分析，借助電控發(fā)動機(jī)的傳感器可將發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的情況以電子信號的方式傳輸至電控單元，以方便維修人員了解發(fā)動機(jī)的故障原因，提高維修的效率。

1電控發(fā)動機(jī)工作原理

當(dāng)下的汽車上普遍使用電控燃油噴射點火系統(tǒng)，因此，掌握電控燃油噴射點火系統(tǒng)故障檢修的技能和方法，是汽車維修技術(shù)人員必備的技能之一。要掌握汽車電控燃油噴射點火系統(tǒng)的維修，需要在傳統(tǒng)的內(nèi)燃機(jī)工作原理之外，還要搞清楚電控系統(tǒng)的組成和原理、傳感器、執(zhí)行器和控制單元（ECU）之間的關(guān)系、電控系統(tǒng)的控制策略或備份等問題。

1.1電控燃油噴射點火系統(tǒng)的工作過程可以簡述為：傳感器檢測發(fā)動機(jī)工作過程中的技術(shù)參數(shù)，發(fā)送至ECU，ECU根據(jù)采集到的參數(shù)信號，發(fā)出指令控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)的工作，使發(fā)動機(jī)按照設(shè)定的程序工作，最后檢測排氣并以排氣檢測的信號為基礎(chǔ)進(jìn)行閉環(huán)控制，優(yōu)化發(fā)動機(jī)的運(yùn)行。實際系統(tǒng)以發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速和負(fù)荷作為反映發(fā)動機(jī)實際工況的基本信號，參照噴油量、噴油定時、點火提前角脈譜圖（MAP，根據(jù)在各種工況下的發(fā)動機(jī)試驗分別得出，并存儲在ECU特定存儲器）來確定基本的噴油量、噴油定時和點火定時，然后根據(jù)各種因素（如水溫、油溫、大氣壓力、負(fù)荷等）對其進(jìn)行各種補(bǔ)償，從而得到最佳的噴油量和噴油正時或點火定時，然后通過噴油器或點火線圈等進(jìn)行控制輸出。

1.2現(xiàn)代電控發(fā)動機(jī)，正常運(yùn)行的條件包括機(jī)械部分正常，供油點火和進(jìn)排氣裝置正常，電控系統(tǒng)信號采集和指令執(zhí)行正常等。其中點火和噴油是電控系統(tǒng)的主要控制內(nèi)容。在電控燃油噴射點火系統(tǒng)的里，點火和噴油的控制可以簡單描述成這樣的：控制單元（ECU）采集曲軸和凸輪軸信號，借以判斷發(fā)動機(jī)壓縮上止點，在上止點相對的某一曲軸轉(zhuǎn)角，實施噴油和點火。

1.2.1供油

按照系統(tǒng)設(shè)計，燃油經(jīng)噴油器噴射后，直接進(jìn)入燃燒室或者隨進(jìn)氣一起被吸入燃燒室。噴油器的實際噴油量：實際噴油量=基本噴油量+修正噴油量其中基本噴油量由兩個信號決定：發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速信號和進(jìn)氣量信號。轉(zhuǎn)速信號采集自曲軸位置傳感器或凸輪軸位置傳感器，進(jìn)氣量信號采集自空氣流量計或進(jìn)氣壓力傳感器和進(jìn)氣溫度傳感器，ECU根據(jù)這兩個信號，確定基本噴油量。另外，發(fā)動機(jī)冷卻液溫度信號、節(jié)氣門位置信號、啟動信號、爆震傳感器信號和氧傳感器信號等作為修正信號，ECU根據(jù)這些信號增減噴油量。由于燃油供應(yīng)壓力是穩(wěn)定的，ECU通過控制噴油器打開的時間（脈沖寬度）就可以精確控制噴油量。

根據(jù)不同的控制策略，噴油器噴油方式有同時噴射、分組噴射與順序噴射等方式。噴油開始時刻都以相對于壓縮上止點的特定曲軸轉(zhuǎn)角來控制。

1.2.2點火

汽油機(jī)必須依靠點火才能燃燒，這由點火系統(tǒng)完成。點火系統(tǒng)主要由點火線圈，火花塞，高壓線和點火模塊組成。其工作過程是：首先讓初級線圈通電，初級線圈里有電流流過，然后瞬間切斷初級線圈電流，此時通過電磁感應(yīng)，在次級線圈中會產(chǎn)生感應(yīng)電壓。由于次級線圈的匝數(shù)遠(yuǎn)多于初級線圈，所以在次級線圈中產(chǎn)生的電壓很高，可達(dá)幾千甚至上萬伏，將此電壓通過高壓線引到火花塞上，則在火花塞的電極之間會產(chǎn)生電火花，由此電火花點燃汽缸中的可燃混合氣。

要保持發(fā)動機(jī)良好運(yùn)轉(zhuǎn)，足夠的點火能量和恰當(dāng)?shù)狞c火時刻就非常重要。保證初級線圈有足夠的電流強(qiáng)度可以保證點火能量足夠。精確控制點火提前角可以保證點火時刻正確。點火提前角即是點火時刻相應(yīng)的曲軸位置與對應(yīng)的氣缸壓縮上止點之間的曲軸轉(zhuǎn)角度數(shù)。因此，點火系統(tǒng)是通過控制切斷初級電流的時刻來控制點火提前角。在電控點火系統(tǒng)中，通過凸輪軸信號作為判缸信號，通過轉(zhuǎn)速信號判斷出1缸上止點[2]。點火提前角主要由轉(zhuǎn)速和負(fù)荷信號確定，由水溫、進(jìn)氣、爆震等信號修正。系統(tǒng)中采用電子控制的方式，取代了傳統(tǒng)的機(jī)械斷電裝置、高壓電分配裝置和點火提前裝置，能保證有持續(xù)、足夠的點火能量，也使點火時刻（提前角）更加精準(zhǔn)。

1.2.3反饋控制

通過檢測排氣中特定成分判斷燃燒質(zhì)量并對燃油供給和點火進(jìn)行微調(diào)。當(dāng)排氣中氧濃度偏高時，減少噴油，反之則增加噴油，在整個閉環(huán)控制期間持續(xù)保持動態(tài)反饋和調(diào)整，使空燃比一直維持在14.7附近。

結(jié)語

隨著現(xiàn)代電子技術(shù)越來越多的應(yīng)用到汽車上，汽車正變得越來越完善，越來越“智能”。這對汽車維修技術(shù)人員而言，維修時可以取得的信息，可以利用的資料和途徑越來越多，讓普通的維修工作變得更加規(guī)范，更加簡單了；另一方面，汽車運(yùn)行中也要依靠多個系統(tǒng)的協(xié)調(diào)運(yùn)作，每個系統(tǒng)又要使用到數(shù)量不一的信號采集裝置（傳感器）、指令執(zhí)行裝置（執(zhí)行器）、信息處理裝置（ECU）以及信息指令共享和交換的裝置（局域網(wǎng)，CAN）等。這些又讓汽車變得越來越復(fù)雜，越來越精密。在維修中，固然有許多的問題可以依靠先進(jìn)的診斷設(shè)備和豐富的維修經(jīng)驗來解決。但是還是會遇到這樣一些故障，僅憑經(jīng)驗和診斷設(shè)備不能提供明確的工作指引。此時，還需要維修技術(shù)人員認(rèn)真學(xué)習(xí)技術(shù)資料，透過表面看實質(zhì)，深入剖析系統(tǒng)各部之間的相互關(guān)系和影響途徑，將技術(shù)資料的文字圖形轉(zhuǎn)化成可以指導(dǎo)診斷檢查工作的基本要點。這樣才有助于所謂“疑難雜癥”的解決，快速排除故障，提升服務(wù)質(zhì)量的同時也提高維修技術(shù)人員自身的綜合水平。

參考文獻(xiàn)

[1]周平，楊浩泉.基于數(shù)據(jù)流動發(fā)動機(jī)動力不足故障診斷方法研究[J].科技導(dǎo)報.2011（03）.

（作者單位：平朔煤炭工業(yè)公司車輛管理中心）