李賀　張峰　冒薛軍　戚哲棟　李后樂(lè)　趙德剛

摘 要：為了實(shí)現(xiàn)GPF的再生循環(huán)使用，GPF上設(shè)計(jì)有壓差系統(tǒng)，其中壓差傳感器作為GPF的信號(hào)監(jiān)控器，其工作狀況直接影響到GPF的使用功能。本文通過(guò)對(duì)GPF壓差傳感器后運(yùn)行Offset檢查值不合理導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)故障燈點(diǎn)亮問(wèn)題進(jìn)行分析探討，明確其失效原因，并制定有效對(duì)策，以降低售后的問(wèn)題發(fā)生。

關(guān)鍵詞：壓差傳感器 顆粒捕集器 涉水 故障碼

1 引言

為了滿足《輕型汽車(chē)污染物排放限值及測(cè)試方法》（第六階段）排放限值要求，汽油機(jī)排放后處理系統(tǒng)技術(shù)升級(jí)必不可少，顆粒捕捉器GPF則是針對(duì)汽油機(jī)尤其是直噴汽油機(jī)滿足排放標(biāo)準(zhǔn)而研發(fā)設(shè)計(jì)的產(chǎn)品，增加GPF后可以使汽油顆粒物排放值達(dá)到更低水平。

同時(shí)為了滿足GPF的再生循環(huán)使用，GPF上設(shè)計(jì)有壓差系統(tǒng)，當(dāng)碳煙顆粒積累在捕捉器微孔表面形成PM層導(dǎo)致GPF背壓增大到一定程度時(shí)，連接GPF的壓差傳感器將信號(hào)反饋給發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元，發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元通過(guò)加濃斷油和二次空氣送到載體前端，混合氣在此處氧化升高載體溫度，高溫下將顆粒物氧化燃燒。壓差系統(tǒng)由壓差硬管、壓差軟管、環(huán)箍及壓差傳感器組成。其中壓差傳感器作為控制顆粒捕捉器再生循環(huán)使用的關(guān)鍵零部件，錢(qián)偉等對(duì)壓差傳感器信號(hào)不可信問(wèn)題進(jìn)行了探討[1];劉后明等對(duì)壓差傳感器的布置設(shè)計(jì)進(jìn)行了探討[2];宋偉對(duì)壓差傳感器在商用車(chē)上的應(yīng)用進(jìn)行了研究[3]。

整體來(lái)說(shuō)，壓差系統(tǒng)導(dǎo)致的故障較多，而本文主要對(duì)壓差傳感器后運(yùn)行Offset檢查值不合理導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)故障燈點(diǎn)亮問(wèn)題進(jìn)行分析探討。

2 故障現(xiàn)象

某車(chē)型試驗(yàn)車(chē)在鹽城試驗(yàn)場(chǎng)進(jìn)行綜合耐久試驗(yàn)時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)故障燈點(diǎn)亮，故障碼為P12900。

3 標(biāo)定策略

3.1 故障碼含義

P129000故障碼含義為：顆粒捕捉器壓差傳感器后運(yùn)行Offset檢查值不合理。

3.2 故障檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)

車(chē)輛后運(yùn)行階段，由于發(fā)動(dòng)機(jī)已停機(jī)，沒(méi)有排氣氣流流經(jīng)GPF，GPF上下游壓差應(yīng)該為0，當(dāng)GPF壓差傳感器壓差值的絕對(duì)值超過(guò)標(biāo)定的閾值且滿足檢測(cè)條件時(shí)系統(tǒng)檢測(cè)出故障。

3.3 檢測(cè)流程圖，見(jiàn)圖1

3.4 故障閾值

發(fā)送機(jī)熄火，后運(yùn)行階段，連續(xù)2次，P2點(diǎn)檢測(cè)壓力超過(guò)±2.8kPa，發(fā)動(dòng)機(jī)故障燈點(diǎn)亮，見(jiàn)圖2。

4 故障原因

4.1 調(diào)查過(guò)程，見(jiàn)圖3

利用魚(yú)骨圖從閾值定義、故障件電氣特性等、對(duì)手件狀態(tài)、使用環(huán)境、信號(hào)傳輸、安裝狀態(tài)進(jìn)行調(diào)查分析，經(jīng)分析故障件電氣特性等、閾值定義、對(duì)手件狀態(tài)、信號(hào)傳輸及安裝狀態(tài)，均符合設(shè)計(jì)要求。經(jīng)試驗(yàn)人員反饋并通過(guò)對(duì)試驗(yàn)車(chē)輛使用環(huán)境進(jìn)行調(diào)查分析，發(fā)動(dòng)機(jī)故障燈點(diǎn)亮問(wèn)題均是經(jīng)涉水池驗(yàn)證工況后出現(xiàn)的，故初步判斷壓差傳感器是由于涉水導(dǎo)致壓差傳感器后運(yùn)行Offset檢查值不合理問(wèn)題發(fā)生。

4.2 故障復(fù)現(xiàn)

4.2.1 整車(chē)試驗(yàn)驗(yàn)證

測(cè)試方法：試驗(yàn)車(chē)先經(jīng)過(guò)一個(gè)較深的水坑（傳感器不會(huì)完全浸沒(méi)），然后在坑洼泥濘路上行駛一段時(shí)間后停車(chē)熄火。ECU和示波器同時(shí)檢測(cè)傳感器輸出信號(hào)（示波器監(jiān)測(cè)信號(hào)輸出，ECU檢測(cè)接收信號(hào)），見(jiàn)圖4。

試驗(yàn)結(jié)果，見(jiàn)表2：

試驗(yàn)結(jié)論：

通過(guò)整車(chē)試驗(yàn)驗(yàn)證ECU和示波器監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)一致，信號(hào)輸出真實(shí);耐久件和新件，P2值均有超差，非耐久性能衰減導(dǎo)致;無(wú)水坑洼路面，反復(fù)驗(yàn)證，故障無(wú)法復(fù)現(xiàn);涉水路面，P2數(shù)據(jù)超差。

4.2.2 臺(tái)架試驗(yàn)驗(yàn)證，見(jiàn)表3

經(jīng)過(guò)整車(chē)和臺(tái)架試驗(yàn)，可得出壓差傳感器在經(jīng)過(guò)涉水路況時(shí)，會(huì)導(dǎo)致壓差傳感器透氣膜封堵，繼而引發(fā)后運(yùn)行Offset檢查值不合理，發(fā)動(dòng)機(jī)故障燈點(diǎn)亮問(wèn)題。而壓差傳感器透氣膜封堵的主要原因在于壓差傳感器布置位置高度及壓差傳感器透氣膜有無(wú)自身防護(hù)護(hù)措施，見(jiàn)圖5。

5 故障對(duì)策

通過(guò)對(duì)標(biāo)上汽、長(zhǎng)城、五菱、奇瑞等主機(jī)廠壓差傳感器布置位置及單件是否增加防護(hù)，同時(shí)考慮變更布置位置后零部件變動(dòng)量，并通過(guò)驗(yàn)證分析確定在壓差傳感器上增加防護(hù)，避免涉水后壓差傳感器運(yùn)行Offset檢查值不合理，發(fā)動(dòng)機(jī)故障燈點(diǎn)亮問(wèn)題。

5.1 方案-

將透氣膜蓋板直接延伸到傳感器下表面，中間筋去除，使得透氣膜腔體增大，各方向間隙按照當(dāng)前樣件間隙0.3mm，見(jiàn)圖6。

將壓差傳感器安裝在整車(chē)上，按照整車(chē)試驗(yàn)測(cè)試方法，對(duì)優(yōu)化方案進(jìn)行三次測(cè)試，測(cè)試結(jié)果為P2輸出值在0.0 KPa左右浮動(dòng)，符合設(shè)計(jì)要求，見(jiàn)圖7。

5.2 方案二

在當(dāng)前樣件結(jié)構(gòu)不變的基礎(chǔ)上給透氣膜安裝面整體增加防水支架，見(jiàn)圖8。

將壓差傳感器安裝在整車(chē)上，按照整車(chē)試驗(yàn)測(cè)試方法，對(duì)優(yōu)化方案進(jìn)行三次測(cè)試，測(cè)試結(jié)果為原方案件P2輸出值超標(biāo)，優(yōu)化方案二P2輸出值在0.15KPa左右浮動(dòng)，符合設(shè)計(jì)要求。

通過(guò)方案一和方案二驗(yàn)證結(jié)果對(duì)比及整改時(shí)間，最終確定選用優(yōu)化方案一，以解決壓差傳感器由于涉水導(dǎo)致后運(yùn)行Offset檢查值不合理，發(fā)動(dòng)機(jī)故障燈點(diǎn)亮問(wèn)題。

6 結(jié)語(yǔ)

本文通過(guò)調(diào)查分析、故障再現(xiàn)、實(shí)車(chē)驗(yàn)證確認(rèn)了壓差傳感器后運(yùn)行Offset檢查值不合理，發(fā)動(dòng)機(jī)故障燈點(diǎn)亮的根本原因。同時(shí)壓差傳感器作為顆粒捕捉器再生循環(huán)使用的重要信號(hào)監(jiān)測(cè)器，性能穩(wěn)定性至關(guān)重要。通過(guò)對(duì)此問(wèn)題的整改，不僅可以降低售后市場(chǎng)由于發(fā)動(dòng)機(jī)故障燈點(diǎn)亮引發(fā)的客戶抱怨率，還能為研發(fā)人員在新車(chē)型總布置和零部件設(shè)計(jì)方案確定提供參考依據(jù)。

參考文獻(xiàn)：

[1]錢(qián)偉，陳燁.壓差傳感器信號(hào)不可信問(wèn)題探討[J].中國(guó)汽車(chē)，2019（03）：46-48.

[2]劉后明，荊堤，黃春霞.車(chē)輛排氣系統(tǒng)壓差傳感器布置設(shè)計(jì)要點(diǎn)[J].輕型汽車(chē)技術(shù)，2018，（Z1）：9-11+14.

[3]宋偉.壓差傳感器在柴油商用車(chē)上的應(yīng)用研究[J].汽車(chē)器，2017（12）：29-13.