邁騰B8燃油壓力傳感器的故障診斷與排除

摘要：發(fā)動機燃油壓力傳感器是檢測發(fā)動機燃油系統(tǒng)壓力的傳感器，用來控制油路中的燃油壓力，保持噴油器恒定的供油油壓，并將多余的燃油送回油箱。汽車的燃油壓力傳感器是檢測汽車燃油管路油壓變化的工具，如果出現(xiàn)故障會導(dǎo)致無法檢測燃油壓，則會造成汽車出現(xiàn)加速無力不容易起動，嚴(yán)重時汽車駕駛過程中還會出現(xiàn)異常抖動等現(xiàn)象。據(jù)此，從燃油壓力傳感器的工作原理及電路圖入手，根據(jù)實車所測數(shù)據(jù)，整理燃油壓力傳感器以及與其有關(guān)的電路故障診斷與分析辦法，以便有效快速地完成其電路故障的診斷與排除。

關(guān)鍵詞：燃油壓力；工作原理；故障診斷

中圖分類號：U472 收稿日期：2024-07-20

DOI：10.19999/j.cnki.1004-0226.2024.09.032

1 缸內(nèi)直噴燃油供給系統(tǒng)

本文以邁騰B8的燃油系統(tǒng)及其壓力傳感器為對象進(jìn)行研究，其實際車用的缸內(nèi)直噴汽油機燃油系統(tǒng)的原理如圖1所示。

1.1 低壓燃油系統(tǒng)

燃油低壓壓力傳感器采用先進(jìn)的三線制設(shè)計，實現(xiàn)了對油壓的精準(zhǔn)監(jiān)測。燃油泵門控開關(guān)的創(chuàng)新之處在于，它能在駕駛員側(cè)車門開啟時自動激活燃油泵啟動信號，使發(fā)動機控制單元能夠預(yù)見性地提前啟動燃油泵，顯著縮短了燃油系統(tǒng)達(dá)到高壓狀態(tài)的時間，提升了響應(yīng)速度［1］。從安全角度出發(fā)，該系統(tǒng)還配備了碰撞燃油自動切斷機制。

1.2 高壓油路系統(tǒng)

如圖1所示，針對發(fā)動機運行狀態(tài)的多樣性，高壓燃油系統(tǒng)能夠靈活調(diào)整噴射壓力，以適應(yīng)從怠速到高速等不同工況的需求。這種動態(tài)調(diào)節(jié)機制確保了燃油分配管內(nèi)的油壓始終處于最優(yōu)狀態(tài)，以最大化燃燒效率和發(fā)動機性能。

燃油壓力傳感器G247作為關(guān)鍵監(jiān)測元件，它持續(xù)向發(fā)動機控制單元發(fā)送精確的實時壓力數(shù)據(jù)。這一反饋機制使得發(fā)動機控制單元能夠迅速響應(yīng)，通過精確控制燃油壓力調(diào)節(jié)閥，實現(xiàn)對高壓油泵泵油量的即時調(diào)整，從而維持系統(tǒng)壓力的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性。

2 燃油壓力傳感器

2.1 燃油壓力傳感器的安裝位置

邁騰B8燃油壓力傳感器安裝在發(fā)動機進(jìn)氣歧管附近的燃油軌上。邁騰B8雙噴射系統(tǒng)有兩個燃油壓力傳感器，一個是缸內(nèi)直噴燃油壓力傳感器G247，安裝在高壓燃油分配管上，能夠及4l5f1rWnHha4C/Ubm0PjbA==時檢測高壓燃油系統(tǒng)內(nèi)部燃油壓力，并把信號傳遞到發(fā)動機控制單元［2］。另一個是低壓燃油壓力傳感器G410安裝在低壓油路中，用于監(jiān)測低壓系統(tǒng)的壓力，用于調(diào)整低壓油泵的轉(zhuǎn)速。

2.2 燃油壓力傳感器的作用

高壓燃油壓力傳感器G247，作為高壓燃油系統(tǒng)的核心監(jiān)測元件，被精確安裝在油軌之上，其首要職責(zé)是持續(xù)監(jiān)控并捕獲高壓燃油系統(tǒng)內(nèi)的精確壓力信息。不同于簡單的機械傳輸，G247能夠巧妙地將這些壓力數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為易于處理的電壓信號，隨后無縫傳遞給發(fā)動機控制單元（ECU）。ECU作為整個燃油系統(tǒng)的“大腦”，不僅接收這些電壓信號，還進(jìn)行深入的解析與評估，以確保高壓燃油系統(tǒng)的運行始終符合最優(yōu)狀態(tài)。

3 油壓力傳感器的故障診斷

3.1 燃油壓力傳感器的電路分析

圖2為邁騰B8燃油壓力傳感器的電路圖，其中發(fā)動機控制單元給傳感器提供5 V參考電壓和接地信號，傳感器向發(fā)動機控制單元提供隨壓力變化而變化的電壓信號。

通過分析電路，可以發(fā)現(xiàn)發(fā)動機控制單元（ECU）J623扮演著至關(guān)重要的角色。ECU通過其T105/68端子向傳感器T3n/3端子提供穩(wěn)定的5 V電源，與此同時，ECU的T105/11端子與傳感器T3n/1端子之間建立了穩(wěn)固的接地連接。在信號傳輸方面，傳感器通過其T3n/2端子將檢測到的燃油壓力信息轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的電壓信號，并巧妙地通過線路傳遞給ECU的T105/49端子。這一過程實現(xiàn)了高壓燃油系統(tǒng)內(nèi)部壓力狀態(tài)的實時反饋，使得ECU能夠根據(jù)當(dāng)前壓力狀況迅速作出調(diào)整，確保發(fā)動機始終處于最佳工作狀態(tài)［3］。

燃油壓力傳感器線路參考數(shù)值如表1所示。

G410低壓燃油壓力傳感器原理和G247原理相似，各端子編號、用途以及其所對應(yīng)線路參考數(shù)值如表2所示。

3.2 燃油壓力傳感器故障分析

燃油壓力傳感器故障類型包含燃油壓力位置傳感器失靈、燃油壓力傳感器線路錯誤、插頭松動錯接、排故電腦異常等，故障診斷于維修時，首先可以進(jìn)行故障分析、讀取故障碼、分析數(shù)據(jù)流、故障原因排查與診斷、故障排除等。

燃油壓力傳感器出現(xiàn)故障，在進(jìn)行故障檢測時，僅僅結(jié)合故障現(xiàn)象不能判斷出可能的故障原因，維修人員需要結(jié)合故障代碼和數(shù)據(jù)流的數(shù)據(jù)分析結(jié)果快速鎖定故障范圍，與燃油壓力傳感器相關(guān)的故障代碼及其含義如表3所示。

3.3 燃油壓力傳感器的診斷流程

故障碼提示“P03ABA：燃油壓力傳感器電路電氣故障”，因此燃油壓力傳感器的診斷流程如圖3所示。

首先測量J623的T105/49端子對地電壓，測量結(jié)果如果為正常值，說明J623局部故障；如果測量結(jié)果為異常值，測量傳感器信號線T3n/2端子對地電壓，測量結(jié)果正常，說明T105/49與T3n/2之間線路故障；測量結(jié)果異常，繼續(xù)測量燃油壓力傳感器的電源線的T3n/3端子對地電壓，測量結(jié)果異常，繼續(xù)測量發(fā)動機控制單元的T105/68端子對地電壓，測量的結(jié)果為正常值，說明T3n/3與T105/68之間線路故障，測量的結(jié)果為異常值，則J623局部故障；如果測量傳感器T3n/3端子對地電壓，測量結(jié)果正常，繼續(xù)測量T3n/3與T3n/1之間電壓，測量結(jié)果正常，說明傳感器自身故障，測量結(jié)果異常，下一步測T105/68與T105/11端子相對電壓，測量結(jié)果正常，說明T3n/1與T105/11之間線路故障，測量結(jié)果異常，說明J623局部故障。

4 燃油壓力傳感器的常見故障及原因分析

4.1 發(fā)動機控制單元J623局部故障

汽車發(fā)動機控制單元（ECU）作為車輛的“大腦”，承擔(dān)著對發(fā)動機各項參數(shù)進(jìn)行監(jiān)控和調(diào)整的重要任務(wù)，確保汽車正常、高效運行。然而由于各種原因，ECU可能會出現(xiàn)故障，這些故障不僅影響汽車的性能，還可能對駕駛安全構(gòu)成威脅。控制單元可能出現(xiàn)的故障，如個別集成模塊老化、損壞，程序存儲器因受到電壓沖擊等原因出現(xiàn)數(shù)據(jù)丟失或損壞，導(dǎo)致ECU不能正確執(zhí)行控制程序，影響發(fā)動機性能。

4.2 燃油壓力傳感器自身故障

燃油壓力傳感器的自身故障可能由多種原因引起，包括長期低壓機油壓力不足、傳感器損壞、連接問題、積碳和污染、高壓機油壓力傳感器失效以及外部環(huán)境影響等［4］。這些因素都可能導(dǎo)致傳感器無法正常工作，進(jìn)而影響汽車的發(fā)動機性能和駕駛體驗。因此，定期檢查和維護(hù)燃油壓力傳感器，及時更換損壞的傳感器，對于確保汽車正常運行至關(guān)重要。

4.3 連接線路故障

線路故障是電控系統(tǒng)中較為常見的一種，當(dāng)線路出現(xiàn)如斷路、短路或虛接時，將會影響傳感器正常輸出信號，發(fā)動機控制單元正常接收信號，導(dǎo)致車輛運行出現(xiàn)異常。

5 燃油壓力傳感器的故障案例分析

起動車輛，觀察故障現(xiàn)象。車輛故障現(xiàn)象表現(xiàn)為：發(fā)動機故障指示燈亮。故障碼提示“P03ABA：燃油壓力傳感器電路電氣故障”。緩慢踩下加速踏板，數(shù)據(jù)流顯示“燃油壓力294 bar”。

5.1 分析故障原因

根據(jù)故障碼和數(shù)據(jù)流測試結(jié)果分析，故障原因可能為：

a.燃油壓力傳感器自身故障。

b.發(fā)動機控制單元J623局部故障。

c.J623與燃油壓力傳感器之間的線路故障。

5.2 診斷故障

燃油壓力傳感器的故障檢測分3個步驟：

a.測量發(fā)動機控制單元的T105/49端子對地電壓。

當(dāng)測量發(fā)動機控制單元J623的T105/49端子對地電壓，并發(fā)現(xiàn)實測結(jié)果始終為5 V，正常情況下該電壓應(yīng)在2～4 V之間時，表明存在異常。基于這個測量結(jié)果，可以分析可能的故障原因如下：

發(fā)動機控制單元J623內(nèi)部故障：雖然直接指向線路或傳感器的故障更為常見，但也不能完全排除控制單元本身存在問題的可能性。特別是如果控制單元內(nèi)部負(fù)責(zé)該信號處理的電路出現(xiàn)故障，可能會導(dǎo)致輸出電壓異常。

G247（燃油壓力傳感器）故障：如果G247燃油壓力傳感器本身出現(xiàn)故障，特別是其輸出信號異常高（比如持續(xù)輸出接近電源電壓的信號），那么當(dāng)這個信號被發(fā)送到J623時，就可能導(dǎo)致J623的T105/49端子電壓異常升高。然而在這種情況下，通常需要進(jìn)一步檢查G247的輸出信號是否確實異常。

發(fā)動機控制單元J623與G247之間線路故障：這是最有可能的原因之一。線路故障可能包括短路（例如，某處線路與電源正極直接相連）、開路（線路中斷）或線路電阻過高（接觸不良或線路老化）。這些故障都可能導(dǎo)致J623接收到的信號電壓異常。

b.測量G247的T3n/2端子對地電壓。

在啟動發(fā)動機后，采用萬用表對燃油壓力傳感器G247的關(guān)鍵端子T3n/2進(jìn)行了對地電壓的測量。測量結(jié)果顯示，該端子對地電壓為2.29 V，這一數(shù)值處于正常預(yù)期范圍內(nèi)，表明傳感器G247本身在信號輸出方面運作正常。這說明T105/49與T3n/2之間線路故障。

c.測量J623的T105/49端子和G247的T3n/2端子之間線路的電阻。

在關(guān)閉點火開關(guān)并斷開蓄電池負(fù)極以確保安全操作后，我們進(jìn)行了T105/49端子與T3n/2端子之間線路的電阻測試。測試結(jié)果顯示，兩端子之間的電阻值為無窮大，而正常情況下，這段線路的電阻應(yīng)小于2 Ω。這一顯著差異直接指出了T105/49端子與T3n/2端子之間的線路存在斷路問題。

5.6 排除故障

a.修復(fù)故障。

首先確認(rèn)故障線路的位置為G247的T3n/2端子和J623的T105/49之間線路，之后斷開蓄電池負(fù)極，修復(fù)該條線路。

b.復(fù)檢車輛。

起動車輛，如果發(fā)動機是否運轉(zhuǎn)正常，發(fā)動機故障燈已熄滅。之后重新讀取故障碼，系統(tǒng)顯示正常，說明故障已排除。

c.執(zhí)行6S管理。

在檢測結(jié)束后，收起車輛防護(hù)，清潔車身，整理工量具，清掃場地。

6 結(jié)語

本文通過深入了解燃油壓力傳感器的工作原理和故障診斷方法，可以更準(zhǔn)確地判斷傳感器的工作狀態(tài)并找出故障點。同時，對于故障發(fā)生原因的分析也有助于工作人員采取針對性的措施。本文的研究過程和結(jié)論不僅適用于燃油壓力傳感器的故障診斷，還可以為發(fā)動機其他傳感器的故障診斷過程提供有效參考。

參考文獻(xiàn)：

[1]孟維信，潘星屹，李文然.燃油傳感器失效故障排除[J].汽車電器，2018（8）：67-68.

[2]孟維信.燃油傳感器失效故障排除[J].內(nèi)燃機與配件，2017（16）：45-46.

[3]楊凱酬，石則強，張繼生，等.進(jìn)氣道噴射汽油發(fā)動機燃油二次噴射研究[J].交通節(jié)能與環(huán)保，2022（2）：38-42.

[4]金家琛.汽車發(fā)動機燃油系統(tǒng)故障診斷[J].時代汽車，2022（13）：26-29.