共轨柴油机压力传感器的使用与检修技巧

2023-09-23 理论教育版权反馈

【摘要】：共轨压力是柴油机共轨系统的重要参数，目前，国Ⅲ柴油机共轨系统的共轨压力是实时变化的，喷油量与共轨压力直接相关。通过设置共轨压力传感器，可以实现对燃油压力的闭环控制。图4-46 GW2.8TC型柴油机共轨压力传感器与ECU的电路连接③数据流检测。

电控柴油机用压力传感器主要包括共轨压力传感器、增压压力传感器、大气压力传感器和机油压力传感器（个别车型用）等。

1.共轨压力传感器的检修

压力传感器为共轨柴油机所必需的。共轨压力是柴油机共轨系统的重要参数，目前，国Ⅲ柴油机共轨系统的共轨压力是实时变化的，喷油量与共轨压力直接相关。

（1）共轨压力传感器（CRPS）的工作原理共轨压力传感器安装在共轨上（图4-44），BOSCH、Delphi、Denso共轨系统的共轨压力传感器的工作原理基本相同，为压敏电阻式，有3个接线端子（电源、搭铁、信号）。下面以长城车GW2.8TC型柴油机（BOSCH共轨系统）为例分析。

共轨压力传感器由焊接在压力装置上的集成的传感器部件、装有电子检测回路的印制电路板、装有电子插入式连线的传感器外壳等组成。

燃油通过共轨上的一个小孔流向共轨压力传感器，有压力的燃油通过一个盲孔到达传感器膜片，一个将压力信号转换为电信号的传感器元件（半导体装置）安装在此膜片上。传感器产生的信号被输入一个用于放大拾取信号并将它送入ECU的检测回路（图4-45）。

图4-44 共轨及共轨压力传感器

1—高压共轨 2—共轨压力传感器 3—流量限制器

图4-45 共轨压力传感器结构示意图及内部电路图

共轨压力传感器的工作过程如下：当膜片形状变化时，连接于膜片的电阻值也将改变。系统压力的建立导致膜片形状变化，改变的电阻值将引起通过5V电桥的电压变化。电压变化范围为0～70mv（依赖于应用压力），并且被放大电路增幅至0.5～4.5V。

通过设置共轨压力传感器，可以实现对燃油压力的闭环控制。ECU根据柴油机当前工况下相关传感器输入的信号，计算出的理论所需要的轨压，通过调节进油计量比例阀的开度来实现轨压控制，并依靠共轨压力传感器检测当前实际轨压，将其与理论轨压进行对比修正，实现闭环控制。

（2）共轨压力传感器的检测如图4-46所示，共轨压力传感器为压敏效应式，有3个接线端子，1号端子为搭铁线、2号端子为信号线、3号端子为电源线（5V）。

①外线路检查。用万用表的电阻档，分别测量1号端子与A08号端子、2号端子与A43号端子、3号端子与A28号端子之间的电阻值，来判断外线路是否存在短路及断路故障。

②传感器电压值测量。关闭点火开关，拔下共轨压力传感器插头，将点火开关置于ON，测量传感器侧插头3号端子与搭铁间的电压应为5V，2号端子与搭铁间的电压应在0.5V左右，1号端子与搭铁间的电压为0V。

图4-46 GW2.8TC型柴油机共轨压力传感器与ECU的电路连接

③数据流检测。用X-431故障诊断仪读取柴油机系统数据流，涉及共轨压力的数据流共有4个：燃油系统轨压、轨压设定值、实际轨压最大值、共轨压力传感器输出电压。

当柴油机冷却液温度达到80℃、怠速运转时，共轨压力传感器输出电压应在1V左右，燃油系统轨压及轨压设定值均在25.00MPa左右且两者数值十分接近。

当逐渐踩加速踏板，提高柴油机转速时，上述4个数据流逐渐增加，燃油系统轨压、轨压设定值、实际轨压最大值等最大数值为145.00MPa，共轨压力传感器输出电压的最大值为4.5V。实测共轨压力及共轨压力传感器输出电压数据流（部分）见表4-8。

表4-8 实测共轨压力及共轨压力传感器输出电压数据流（部分）

（3）失效模式分析当共轨压力传感器失效（例如拔掉传感器插头）时，柴油机能否着火，不能一概而定，应视具体机型而考虑，即使采用了同一个电控系统（如BOSCH的CRS2.0），有的车型可以起动，有的车型则不能，主要取决于系统的控制策略。下面具体举例说明。

1）长城GW2.8TC型共轨柴油机（BOSCH的CRS2.0系统）：当共轨压力传感器失效时，柴油机无法起动及运行。

原因分析：起动时，ECU以共轨的压力为参量来控制喷油器的动作，在共轨压力已知的前提下，ECU通过控制喷油器的开启、关闭的时刻来控制进入气缸的喷油量，如果失去了共轨压力信号，ECU便失去了燃油喷射控制的重要参量。此时，ECU便控制柴油机不能起动。同理，如果在柴油机运转时突然失去了共轨压力信号，柴油机会立即熄火。

2）玉柴及潍柴国Ⅲ柴油机BOSCH共轨系统。当共轨压力传感器失效时，柴油机可以正常起动及运行（跛行回家）。

3）当ECU判断共轨压力传感器信号失效、共轨压力传感器本身损坏、信号线损坏（开路或短路）等故障时，ECU采取下列措施：

①点亮故障指示灯，产生故障码P0193、P0192。

②控制器将加大高压泵的供油量。

③燃油压力超高、限压阀被冲开。

④实际轨压维持在70.0～76.0MPa范围内（诊断仪读数在72.0MPa左右）。

⑤限制柴油机转速（小于1700r/min，通过控制喷油量实现），在限制范围内，油门仍然起作用。

2.增压压力（进气压力）传感器的检修

（1）增压压力传感器的工作原理增压压力传感器的作用是检测进气压力，ECU进行进气流量计算，用于喷油控制。

电控柴油机普遍安装了废气涡轮增压器，为了精确测量进气量，设置了增压压力传感器，它位于增压器后的进气管上，有的柴油机的增压压力传感器集成了进气温度传感器，而有的柴油机的增压压力传感器与进气温度传感器分开。

增压压力传感器的工作原理如图4-47所示，进气歧管内的进气压力使硅芯片连同压电电阻发生机械变形，使其阻值发生改变，惠斯顿电桥失去平衡，经硅芯片上的电路处理后，形成与进气压力呈线性的电压信号。

（2）增压压力传感器失效模式分析