不懂就问：电控柴油机喷油正时信号传感是如何工作的？

【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。

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！

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。

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）。

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：

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。

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。

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”

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。

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。

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。

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。

本文特约作者：天天向左002

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共轨压力传感器原理与检测

共轨压力传感器是汽油机所没有的，柴油共轨发动机机所必须的。共轨压力是柴油机共轨系统的重要参数，目前，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

* 工作原理 *

共轨压力传感器安装在共轨上，Bosch、Delphi、Denso共轨系统的共轨压力传感器工作原理基本相同，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。

▲共轨及共轨压力传感器

* 组成部件*

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刷电路板、装有电子插入式连线的传感器外壳。

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部件（半导体装置）别安装在此膜片上，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。

▲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根据发动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。

共轨压力传感器的检测

共轨压力传感器为压敏效应式，有三个接线端子，RPS的1＃端子为搭铁线、2＃端子为信号线、3＃端子为电源线（5V）。

▲ GW2.8TC型柴油机RPS与ECU的电路连接

1：外线路检查

用万用表的电阻挡，分别测量1＃端子与A08＃端子、2＃端子与A43＃端子、3＃端子与A28＃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，点火开关ON，测量传感器侧插头3#端子与搭铁间的电压应为5V、2#端子与搭铁间的电压应为5V左右，1#端子与搭铁间的电压为0V。

3：数据流检测

用故障诊断仪读取发动机系统数据流，涉及到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”、“轨压传感器输出电压”。

当发动机水温达到80℃、怠速运转时，“轨压传感器输出电压”应为1V左右，“燃油系统轨压”及“轨压设定值”均为25.00 Mpa左右，“轨压设定值”与“燃油系统轨压”数值十分接近。

当逐渐踩加速踏板，提高发动机转速时，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145.00 Mpa，“轨压传感器输出电压”的最大值为4.5V。

失效模式分析

当共轨压力传感器失效（例如，拔掉RPS插头）时，发动机能否打着火，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），有的车型可以打着火，有的车型不能，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型增压共轨柴油机（Bosch的CRS2.0系统）

当共轨压力传感器失效，发动机无法起动及运行。

故障原因分析：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便控制发动机不能起动。同理，如果在发动机运转时突然失去了共轨压力信号，发动机会立即熄火。

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，发动机可以正常起动及运行（跛行回家-Limp Home）。

当ECU 判断轨压传感器信号失效、轨压传感器本身损坏、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700~760bar范围内（诊断仪读数720bar左右）；

⑤限制发动机转速（小于1700rpm左右，通过控制喷油量实现），在限制范围内，油门仍然起作用。

⑥关闭点火开关后，燃压力泄放阀关闭，恢复正常；

⑦如发动机起动过程中已进入此策略，仍能起动且没有明显感觉。

3：玉柴4F及4W国Ⅲ柴油机Delphi共轨系统

当共轨压力传感器失效（丢失）时，发动机无法起动及运行。会产生下列相关的故障码：P0192、P0193。

当共轨压力传感器失效（漂移）时，发动机功率不足（减扭矩模式）。会产生下列相关的故障码：P1191、P1192、P1193。

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