關於同步,打破沙鍋也要問到底!

共軌導讀

同步是電噴發動機非常重要的一個概念,對發動機的工作起到決定性的影響,小到影響發動機的性能,大到影響發動機能否正常起動。同步問題是一個非常複雜的問題,大的方面來講涉及到機械和電路兩塊,排查起來需要考究的比較多,不像信號超限之類的電路故障,一個萬用表就可吃遍天下,必要時需要專業的示波器輔助排查。今天小軌帶大家看一則案例。

案例詳解

一輛江鈴四缸機,配德爾福系統。現出現如下故障現象:起動正常,很好起動;加速到3000轉時,轉速會突然掉下來,轉速異常波動。下圖是採集的數據流的照片:

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重點看看標紅的數字前後,轉速突然從3100轉掉到1000轉,隨即又上升到3100,之後轉速又下來。只要發動機一上3000轉,這種現象就會發生。

連接診斷儀讀取故障碼如下:

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0371 相位信號故障(飛輪邊緣與相位傳感器太靠近,間隙錯誤)

0372 相位信號故障(飛輪缺少齒圈或異常)

從故障碼看就是同步的故障。同步的故障無非以下幾點:線路、傳感器、信號盤、安裝間隙、相位關係、信號干擾等。

1、檢查線路無異常、接插件接觸穩定,沒有磨損鏽蝕等;曲軸傳感器已在別的修理廠更換過,考慮能正常著車,懷疑是輕微的相位偏差(皮帶輪的定位銷有問題)或者信號干擾,直接上示波器採集信號。

2、下圖該故障車怠速時的信號波形,圖一:

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圖一

單從這張圖,看不出同步相位是否正常,必須有個正常信號對比。維修師傅聯繫了一個正在維修同款車型的師傅,幫忙採集該正常發動機怠速時的同步信號如下,圖二:

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圖二

如果對示波器不瞭解,可能看不出問題,實際上這兩個圖中包含了很多信息,小軌以提問的方式,給大家解釋這兩張圖中比較關鍵的信息。

1)圖一中,凸輪軸信號的幅值大概是多少?曲軸信號的幅值是多少?

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在顯示屏上,有很多網狀格子,這個網狀的格子就是代表具體的數值。左小角有一個黃色的CH1=5.00V,表示黃色通道的信號,每格對應的信號電壓是5V;如果顯示的是CH1=10.00V,表示每格對應的信號電壓是10V;同理藍色的表示藍色信號每格對應的電壓是多少。

圖中我們可以看到黃色的曲軸信號大概佔兩格,信號幅值就是10V;藍色的凸輪軸信號佔一格,信號幅值就是5V。

2)圖二中,凸輪軸信號的幅值大概是多少?曲軸信號的幅值是多少?

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這個圖比圖一好辨別,顯示區域的下方有相關的參數,黃色字體的代表黃色通道信號的,藍色字體的代表藍色通道信號的。同時該顯示區域也有格數,最下方有每格代表的電壓值。

Vmax代表採樣信號的最大值(和基準相關)

Vmin代表採樣信號的最小值(和基準相關)

Vpp代表採樣信號的幅值(和基準無關)

Duty Cycle代表採樣信號的佔空比

F代表採樣信號的頻率。

可見,該圖中曲軸信號的幅值是60V,凸輪軸信號的幅值是5.4V。

其實圖一也可以顯示出相關參數,要在示波器上調節。

3)採集圖二的信號時,此時發動機的轉速是多少?

我們之前講過怎麼用萬用表測不同轉速下曲軸和凸輪軸傳感器的頻率,用來校驗信號是是否正常;同理,我們也可以根據頻率反推轉速。

不知道的,再回去複習複習。

曲軸信號58齒,頻率為791Hz時,發動機的轉速為791×60÷58=818rpm

4)圖一和圖二的相位關係是否一致?

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初看兩個信號好像不一樣,對齊曲軸的信號後,發現凸輪軸的信號正好是相反的,實際上兩者的相位一樣。這個是因為採集信號時候選擇的基準不一樣。用示波器採集信號的時候,一個探頭上有兩個接頭,一個接是被測信號,一個接是基準信號。這兩個線如果接反了,顯示屏上的波形就會翻轉。如果把測量凸輪軸信號的兩個線束反接,就會出現下圖的波形(理論波形,非實測),和圖一的波形是一樣的。

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通過上述對比,確認同步相位沒問題。解釋完了這個波形,我們接著維修師傅的排查步驟往下走。

3、採集故障車3000轉左右時,同步信號波形如下:

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曲軸信號的幅值約為25V;

採集正常車3000轉左右時,同步信號波形如下:

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曲軸的信號幅值約為106V。

4、到了這一步,基本已經找出問題所在了。相位正常,但是信號強度太弱了,只有正常車子的1/4左右。磁電式轉速傳感器以磁電感應為基本原理來實現轉速測量的。磁電式轉速傳感器由鐵芯、磁鋼、感應線圈等部件組成的,測量對象轉動時,轉速傳感器的線圈會產生磁力線,齒輪轉動會切割磁力線,磁路由於磁阻變化,在感應線圈內產生電動勢。

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感應電動勢也就是我們說的信號電壓,其幅值與傳感器、轉速以及安裝間隙相關:

V=k*(n/d)

V感應出的信號電壓;

K傳感器相關參數,定值;

n發動機轉速;

d安裝間隙。

從這個公式可以看到,轉速越高,信號電壓越大;安裝間隙越小,信號電壓越大。現在感應出的信號電壓幅值較小,要麼是傳感器故障,要麼是轉速太慢,要麼是安裝間隙太大。

5、維修師傅發一個原廠的曲軸傳感器,對比兩個傳感器:

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發現,別的修理廠更換的傳感器比原廠的稍微短了一些。更換原廠傳感器後試車,一切正常故障完美解決。

1、這個故障案例看似簡單,換個傳感器就好,可能有些師傅維修的時候,看報的曲軸的故障就直接換傳感器了,換了就好,但是具體是什麼原因什麼原理並不清楚。但是這位維修師傅卻不這麼想,他一定要找出問題的根本原因,因此花了這麼長時間。小軌在和他交談的過程中,也切身感受到這一點,知其然更要知其所以然。

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2、小軌也碰到其他一些曲軸以及凸輪軸轉速傳感器安裝間隙引起的發動機難啟動或者工作異常,如懷疑是安裝間隙不合適,可以對傳感器進行輕微調整。

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傳感器的正常安裝間隙為0.5-1.5mm,塞尺測量,不要目測。打磨尺寸不要超過0.5mm。

感謝共軌之家會員廣西潘良源先生提供的案例素材。


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