◆文/北京 李景芝

故障現(xiàn)象

一輛2009年北京現(xiàn)代1.6L伊蘭特轎車，行駛53000km。車輛經(jīng)過事故修復(fù)后出現(xiàn)加速無力的現(xiàn)象。技師對(duì)故障車輛進(jìn)行路試，故障現(xiàn)象不明顯，發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元未存儲(chǔ)故障碼。

故障診斷與排除

讀取傳感器數(shù)據(jù)流(見圖1)，在怠速時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火時(shí)刻變化不明顯。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)加速到2000r/min時(shí)點(diǎn)火時(shí)機(jī)偏晚(點(diǎn)火提前角偏小)，不符合正常的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，初步判斷是爆燃傳感器故障。技師開始故障檢查流程，檢查連接導(dǎo)線無松動(dòng)、損壞現(xiàn)象，檢查ECU端子也無松動(dòng)、損壞現(xiàn)象，檢查爆燃傳感器用手就可以擰動(dòng)，判定為擰緊力矩過小。按照標(biāo)準(zhǔn)力矩?cái)Q緊(常規(guī)力矩為16.7～26.5Nm)爆燃傳感器后，故障消失，點(diǎn)火提前角恢復(fù)正常。隨后進(jìn)行試車，故障消除。

故障雖然簡(jiǎn)單，但需要深入地剖析故障的機(jī)理。爆燃傳感器連接螺栓松動(dòng)為什么會(huì)造成加速無力的故障？電腦是如何控制爆燃進(jìn)而控制點(diǎn)火提前角呢？

爆燃是指汽油機(jī)運(yùn)行過程中產(chǎn)生不正常燃燒導(dǎo)致燃燒室內(nèi)壓力失常的現(xiàn)象。強(qiáng)度爆燃會(huì)引起機(jī)件過載、燒損、性能指標(biāo)下降，加劇發(fā)動(dòng)機(jī)磨損、排氣冒黑煙、汽缸積炭等現(xiàn)象。從汽油機(jī)對(duì)點(diǎn)火提前角的控制可知，最佳點(diǎn)火提前角保證發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性、排放性達(dá)到最好，最佳的點(diǎn)火時(shí)刻一定在即將要發(fā)生爆燃但還沒有爆燃的臨界點(diǎn)。

爆燃信號(hào)的控制是由共振型壓電爆燃傳感器實(shí)現(xiàn)的。當(dāng)爆燃時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)的振動(dòng)頻率與傳感器本身的固定頻率相同時(shí)，振蕩片產(chǎn)生共振，此時(shí)電壓元件將產(chǎn)生電壓信號(hào)來檢測(cè)是否發(fā)生爆燃。ECU對(duì)爆燃的輸入信號(hào)進(jìn)行濾波處理，濾波電路只允許特定頻率范圍的爆燃信號(hào)通過濾波電路，由此達(dá)到將爆燃信號(hào)與其他振動(dòng)信號(hào)分離的作用。ECU將此信號(hào)的最大值與爆燃基準(zhǔn)值進(jìn)行比較，對(duì)是否發(fā)生爆燃及爆燃的強(qiáng)弱程度做出判斷，如信號(hào)大于基準(zhǔn)值，則表示發(fā)生爆燃，ECU推遲點(diǎn)火時(shí)間。

爆燃的控制系統(tǒng)由傳感器、檢測(cè)電路、控制電路和執(zhí)行器(校正元件)組成。為了防止由于點(diǎn)火雜波的干擾而產(chǎn)生錯(cuò)誤判斷，規(guī)定在點(diǎn)火后的一段時(shí)間內(nèi)不進(jìn)行波形整形。傳感器的總體電壓隨轉(zhuǎn)速上升而增加，因此也必須相應(yīng)提高參比電壓。為了改善信號(hào)與噪音的比例，經(jīng)過濾波和整流后，比較判別爆燃波形，再發(fā)出爆燃信號(hào)。

收到爆燃信號(hào)后，有以下三種方法調(diào)節(jié)點(diǎn)火時(shí)刻：

(1)緩慢推遲點(diǎn)火，逐步減少修正量，一般慢速修正1～1.5°(爆燃會(huì)持續(xù)一段時(shí)間)。

(2)迅速大幅度推遲點(diǎn)火，恢復(fù)到原來點(diǎn)火時(shí)刻(導(dǎo)致油耗增加)。

(3)大幅度推遲點(diǎn)火，一般為3～5°，且迅速?gòu)?fù)原(有時(shí)會(huì)引起轉(zhuǎn)矩的波動(dòng))。

北京現(xiàn)代伊蘭特的點(diǎn)火提前角最大滯后范圍為12°，當(dāng)發(fā)生爆燃時(shí)首先推遲3°，然后以0.75°的步幅提前角度。為了防止線纜斷裂、傳感器失靈等意外情況發(fā)生，點(diǎn)火時(shí)刻控制系統(tǒng)內(nèi)裝有一套安全保護(hù)電路，一旦出現(xiàn)上述情況，電路將推遲點(diǎn)火時(shí)間，以提醒駕駛員注意。

維修小結(jié)

維修中沒有故障碼，故障現(xiàn)象也不明顯，并不代表發(fā)動(dòng)機(jī)工作正常。爆燃在缸體內(nèi)產(chǎn)生高頻率(5～10kHz)地振動(dòng)，能感應(yīng)到相同頻率地振動(dòng)。當(dāng)爆燃被發(fā)現(xiàn)的時(shí)候，ECU推遲點(diǎn)火。北京現(xiàn)代伊蘭特的壓電式傳感器對(duì)螺栓擰緊力矩有嚴(yán)格的要求，未按規(guī)定力矩?cái)Q緊，導(dǎo)致振蕩片的壓力不足，振動(dòng)頻率增加，壓電元件受力過大，輸出高電壓向ECU發(fā)出錯(cuò)誤的信號(hào)。ECU認(rèn)為發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)生了爆燃，推遲點(diǎn)火提前角使發(fā)動(dòng)機(jī)功率下降、加速無力。