姜 震，韓浩林，謝 寧，高偉中，陳智溪，郭亞軍，周 承，蔣盛庭，趙 密（聯(lián)合汽車電子有限公司，上海 201206）

?

EMS產(chǎn)品振動試驗(yàn)操作常見問題的發(fā)現(xiàn)和解決

姜 震，韓浩林，謝 寧，高偉中，陳智溪，郭亞軍，周 承，蔣盛庭，趙 密
（聯(lián)合汽車電子有限公司，上海 201206）

摘要：對EMS（汽車發(fā)動機(jī)管理系統(tǒng)）產(chǎn)品在振動試驗(yàn)操作中的常見問題、以及如何發(fā)現(xiàn)和解決這些問題作了介紹并從中得到結(jié)論，EMS產(chǎn)品振動試驗(yàn)操作中的常見問題是可以通過有效的方法及時(shí)發(fā)現(xiàn)或解決的。

關(guān)鍵詞：EMS產(chǎn)品；振動試驗(yàn)；常見操作問題

1　EMS產(chǎn)品振動試驗(yàn)的特點(diǎn)和常見操作問題

EMS產(chǎn)品主要由空氣管理系統(tǒng)、電子控制器、供油系統(tǒng)、燃油噴射系統(tǒng)、傳感器和點(diǎn)火線圈幾個(gè)部分的組成，具有結(jié)構(gòu)外形多、實(shí)現(xiàn)功能各異、在整車上的安裝部位多以及連接件多等特點(diǎn)，因此會導(dǎo)致振動試驗(yàn)操作的多樣性和差異性：

1）振動夾具的多樣性：會有方形、圓形和不規(guī)則形，較大、較小，較輕、較重，鋁制、鋼制的等；

2）試驗(yàn)裝夾的多樣性：會涉及到不同的產(chǎn)品、產(chǎn)品線纜、氣管、油管等；

3）試驗(yàn)設(shè)備的多樣性：會涉及到振動臺、溫濕度箱、產(chǎn)品的加載儀器等；

4）振動類型的多樣性：會涉及到正弦掃頻、定頻、駐留、寬頻帶隨機(jī)、正弦疊加隨機(jī)、機(jī)械沖擊等；

5）振動量級的差異性：會有大于45 g，也會有小于1 g的。

以上多樣性和差異性，使試驗(yàn)操作人員在日常的試驗(yàn)操作中必然會碰到試驗(yàn)起動不了、振動量級達(dá)不到指定的要求、振動曲線有歧變、振動不明原因的中斷、振動的聲音有異響等問題。

2　造成EMS產(chǎn)品振動試驗(yàn)操作問題的原因和發(fā)現(xiàn)（排除法）

如遇到上述問題，試驗(yàn)操作人員需要能快速、準(zhǔn)確地發(fā)現(xiàn)或解決造成問題的原因，下面介紹排除法。

2.1 造成信號干擾的原因和發(fā)現(xiàn)

很多時(shí)候，問題是由信號干擾引起的，而造成信號干擾的原因又可能來自：

1）振動系統(tǒng)中，信號電路的接地超過一個(gè)就形成了接地回路和工頻信號（50 Hz或整倍數(shù)頻率的大信號，見圖1）；

圖1　50 Hz或整倍數(shù)頻率的大信號

2）多數(shù)加速度傳感器使用殼體作為信號回路（參考地），加速度傳感器與振動臺殼體未絕緣的典型表現(xiàn)是存在接地回路；

3）連接振動控制儀和振動臺體的信號線纜很脆弱，經(jīng)長期使用后線頭的損壞和振動中電纜的磨損、屏蔽層的損壞都會造成信號干擾；

4）任何在信號線上感應(yīng)出的外部干擾信號都會隨同實(shí)測的加速度傳感器振動信號一起被放大器放大；

5）干擾來自接地端本身，接地端的電阻＞4 Ω。

因此可以嘗試：

1）更換新的加速度傳感器屏蔽塊

2）更換加速度傳感器與振動控制儀之間的信號線纜為新的低噪音抗干擾信號線纜

該信號線纜的一端需要隨著試驗(yàn)一起振動，線頭損壞或線纜磨損的概率很高，但該信號線纜發(fā)生問題時(shí)通常只會影響到一路通道。

3）更換振動控制儀與功率放大器之間的信號線纜為新的低噪音抗干擾信號線纜

該信號線纜通常處于靜止?fàn)顟B(tài)，發(fā)生問題的概率較低，但該信號線纜發(fā)生問題時(shí)通常會影響到較多通道。

4）確認(rèn)系統(tǒng)是否是單點(diǎn)接地

振動系統(tǒng)需要采用單點(diǎn)接地，電路的各個(gè)參考點(diǎn)必須具有同一個(gè)接地點(diǎn)，這個(gè)接地點(diǎn)通常是永久信號公共接地端。

5）確認(rèn)接地端的電阻＜4 Ω或采用獨(dú)立接地

若以上嘗試使問題解決則說明問題和信號干擾有關(guān)；反之則問題需要進(jìn)一步查找。

2.2 加速度傳感器問題的發(fā)現(xiàn)

有時(shí)候，問題是由加速度傳感器引起，因此可以嘗試：更換加速度傳感器。若該措施使問題解決則說明問題和加速度傳感器有關(guān)，反之則問題需要進(jìn)一步查找。

2.3振動控制儀、輸入振動控制儀參數(shù)問題的發(fā)現(xiàn)

很多時(shí)候，問題是由振動控制儀、輸入振動控制儀的參數(shù)引起，因此可以嘗試：將振動控制儀自閉環(huán)運(yùn)行。

用低噪信號線纜對接振動控制儀的輸出和輸入，在振動控制儀中設(shè)置一個(gè)常用振動圖譜（注意通道的恒流源不能打開），起動程序看振動圖譜是否正常運(yùn)行和有無信號輸出，必要時(shí)還可更換到振動控制儀的上下通道（上下通道通常會處于振動控制儀不同的電路板）嘗試。

若以上嘗試使問題解決則說明問題和振動控制儀、輸入控制儀的參數(shù)有關(guān)，反之則問題需要進(jìn)一步查找。

2.4水平滑臺、振動夾具、試件或試件的加載問題的發(fā)現(xiàn)與振動臺體、功率放大器或冷卻系統(tǒng)問題的發(fā)現(xiàn)

很多時(shí)候，問題是由水平滑臺、振動夾具、試件或試件的加載引起；但也有很多時(shí)候，問題是由振動臺體、功率放大器或冷卻系統(tǒng)引起，因此可以嘗試：直接控制振動垂直臺的臺面運(yùn)行試驗(yàn)。

試驗(yàn)移除水平滑臺、振動夾具或試件的加載，將振動臺體置于垂直位置，在臺面中心位置安裝一個(gè)加速度傳感器，越靠近中心越好，然后運(yùn)行試驗(yàn)。

若該措施使問題解決則說明問題和水平滑臺、振動夾具、試件或試件的加載有關(guān)；反之則說明問題和振動臺體、功率放大器或冷卻系統(tǒng)有關(guān)。

如果確認(rèn)問題和振動臺體、功率放大器或冷卻系統(tǒng)有關(guān)，可嘗試系統(tǒng)開環(huán)控制進(jìn)一步查找問題（以下最好在系統(tǒng)專業(yè)人員指導(dǎo)下進(jìn)行）：

對接振動控制儀的輸出和輸入、并用三通連接功率放大器的信號線纜，在振動控制儀中設(shè)置一個(gè)常用振動圖譜（注意通道的恒流源不能打開），起動程序自檢，同時(shí)功率放大器正常開機(jī)，慢慢打開增益，看功率放大器上的電壓、電流顯示值和動圈是否振動：如功率放大器上顯示有電壓、無電流，動圈無振動，檢查動圈。（以下在主電源斷開下進(jìn)行）方法為在振動臺體連接線處斷開臺體上的動圈輸入和輸出電纜，并斷開接地線纜，用萬用表測量動圈，測量電阻約為1 Ω為正常（參考供應(yīng)商提供的參數(shù)，不同的振動系統(tǒng)會有差異），不導(dǎo)通為不正常。如功率放大器上顯示有電壓、有電流，動圈無振動，檢查勵(lì)磁。（以下在主電源斷開下進(jìn)行）方法為在振動臺體連接線處斷開臺體上的勵(lì)磁輸入和輸出電纜，并斷開接地線纜，用萬用表測量勵(lì)磁的電阻，如上下勵(lì)磁阻值相近并對地不導(dǎo)通為正常，如出現(xiàn)上下勵(lì)磁阻值偏差較大或?qū)Φ貙?dǎo)通（阻值?。椴徽?。如功率放大器上顯示無電壓、無電流，動圈無振動，檢查功率放大器上的前置板和模塊。（以下在主電源斷開下進(jìn)行）方法為測量臺體、功率放大器后面的動圈、勵(lì)磁的輸入和輸出電纜有無開路和接觸不良，模塊有無輸出，如果確定功率放大器有信號輸出、模塊輸出信號也正常則檢查動圈和勵(lì)磁有無開路。

3　借助經(jīng)驗(yàn)快速判斷造成EMS產(chǎn)品振動試驗(yàn)操作問題原因的案例

以上排除法可將造成振動試驗(yàn)操作問題的原因縮小到一個(gè)較小的范圍，但很多時(shí)候僅借助經(jīng)驗(yàn)也能將造成問題的原因縮小到一個(gè)較小范圍。下面介紹幾個(gè)典型案例：

3.1 根據(jù)振動控制儀中的問題提示判斷造成問題原因

問題描述：某產(chǎn)品振動試驗(yàn)在試驗(yàn)安裝完畢后，點(diǎn)擊振動控制儀中的“試驗(yàn)開始”起動試驗(yàn)，控制軟件開始運(yùn)行并且顯示試驗(yàn)電壓逐漸上升，但此時(shí)動圈不動，約數(shù)十秒后控制軟件顯示試驗(yàn)運(yùn)行停止并提示“通道開路”故障（部分振動控制儀在發(fā)生“通道開路”故障時(shí)通道會有紅燈提示）。

問題判斷：該情況初步可斷定通道發(fā)生問題的概率最高，這時(shí)可以嘗試確認(rèn)通道的恒流源已打開（對電壓型傳感器）、更換其他通道運(yùn)行試驗(yàn)、更換新的加速度傳感器信號線纜、更換新的加速度傳感器屏蔽塊等方法查找問題。

3.2根據(jù)振動量級的大小判斷造成問題原因

問題描述：某振動系統(tǒng)做振動試驗(yàn)一直處于正常狀態(tài)，但是在換了小量級隨機(jī)振動后，試驗(yàn)卻起動不了。

問題判斷：該情況初步可以斷定通道出現(xiàn)干擾的概率最高，這時(shí)可以嘗試檢查通道是否有干擾、采用電荷型加速度傳感器控制試驗(yàn)、采用較高靈敏度的加速度傳感器控制試驗(yàn)等方法查找問題。

3.3 根據(jù)試驗(yàn)運(yùn)行的時(shí)間判斷造成問題原因

問題描述：某產(chǎn)品做正弦疊加隨機(jī)振動試驗(yàn)，初始試驗(yàn)一直處于正常狀態(tài)，但在運(yùn)行了約3 h后，隨機(jī)部分振動曲線在低頻段出現(xiàn)了歧變。

問題判斷：該情況初步可以斷定運(yùn)動件出現(xiàn)問題的概率最高，這時(shí)可以嘗試更換其他通道運(yùn)行試驗(yàn)、更換新的加速度傳感器信號線纜、新的加速度傳感器屏蔽塊、檢查振動臺體上部的懸掛系統(tǒng)等方法查找問題。

4　EMS產(chǎn)品振動試驗(yàn)操作問題解決方法

上面介紹了能發(fā)現(xiàn)造成EMS產(chǎn)品振動試驗(yàn)操作問題原因范圍的排除法和案例，下面介紹在發(fā)現(xiàn)問題范圍的基礎(chǔ)上，細(xì)化的解決試驗(yàn)操作問題的方法（見表1）。

表1　EMS產(chǎn)品振動試驗(yàn)操作問題解決方法一覽表

表1　EMS產(chǎn)品振動試驗(yàn)操作問題解決方法一覽表（續(xù)）

表1　EMS產(chǎn)品振動試驗(yàn)操作問題解決方法一覽表（續(xù)）

5　總結(jié)

通過對以上EMS產(chǎn)品振動試驗(yàn)操作常見問題的描述、發(fā)現(xiàn)和解決，我們可以得到這樣的結(jié)論：EMS產(chǎn)品振動試驗(yàn)的操作涉及到的因素較多，因此出現(xiàn)問題的概率也會較高，但是只要振動試驗(yàn)操作人員通過有效的方法，這些問題也是能做到及時(shí)發(fā)現(xiàn)和解決的。

參考文獻(xiàn):

[1] GB-T 28046.3-2011, 道路車輛 電器及電子設(shè)備的環(huán)境條件和試驗(yàn) 機(jī)械負(fù)荷[S].

[2] GB-T 2423.10-2008,電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗(yàn).第2部分試驗(yàn)方法.試驗(yàn)Fc振動(正弦)[S].

[3]電動振動系統(tǒng)說明書[Z].

[4]振動控制儀說明書[Z].

姜震，碩士，主要從事汽車發(fā)動機(jī)管理系統(tǒng)零部件的振動試驗(yàn)工作。

Common Problems of Vibration Test for EMS Products and Solutions

JIANG Zhen, HAN Hao-lin, XIE Ning, GAO Wei-zhong, CHEN Zhi-xi, GUO Ya-jun, ZHOU Cheng, JIANG Sheng-ting, ZHAO Mi
(United Automotive Electronic Systems Co., Ltd., Shanghai 201206)

Abstract：This paper introduces the common problems of vibration test for EMS (engine management system) products, and how to find and solve these problems. The conclusion shows that these common problems can be found and solved through effective method.

Key words：EMS product; vibration test; common operation problems

作者簡介:

中圖分類號：R852.25

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B

文章編號：1004-7204（2016）01-0018-04