Meten aan een brandstofdruksensor en brandstofdoseerklep

Download meting

Sensor- en actuatorinformatie

Sensortype: Brandstofdruksensor
Voeding: 5 V en massa vanuit ECU
Signaaltype: Amplitudevariërend
Signaalniveau: 0,5 V tot 4,5 V
Actuatortype: Brandstofdoseerklep
Voeding: 12 V vanaf systeemrelais
Signaaltype: Duty cycle-variërend, massageschakeld
Signaalniveau: 0 V tot 12 V, accuspanning

Werking van de brandstofdruksensor en brandstofdoseerklep

Brandstoftoevoersystemen op moderne motoren gebruiken een adaptieve brandstofdruk, waar de druk wordt aangepast aan het vermogen dat de motor moet leveren. De combinatie van brandstofdruk en injectoropeningstijd bepaalt de hoeveelheid ingespoten brandstof in de cilinder. Dit soort adaptieve brandstofdrukbesturing bestaat uit een mechanische hogedrukbrandstofpomp met doseerklep, zie figuur 1, en een brandstofrail met brandstofdruksensor. De hoge brandstofdruk die wordt gebruikt in deze systemen zorgt ook voor een betere brandstofverneveling bij het injectormondstuk.

Mechanische hogedrukbrandstofpomp

Figuur 1: Mechanische hogedrukbrandstofpomp

  1. Spoel
  2. Plunjer

Voor aanpassing van de brandstofdruk in de rail regelt de brandstofdoseerklep op de mechanische brandstofpomp de hoeveelheid brandstof die de pomp in gaat. De plunjer (2) wordt helemaal open gehouden door een veer om brandstof door te laten. Om de hoeveelheid brandstof te verlagen, wordt de opening kleiner gemaakt door de plunjer tegen de veerdruk in te bewegen met gebruik van een magnetisch veld, opgewekt door de spoel (1) te bekrachtigen. De plunjerpositie wordt bestuurd door de ECU, gebaseerd op het benodigde vermogen van de motor en de huidige brandstofdruk, gemeten door de brandstofdruksensor.

De brandstofdoseerklepspoel is gevoed vanuit een systeemrelais aan de positieve kant en de ECU schakelt de negatieve kant naar massa. De duty cycle van het signaal bepaalt de positie van de plunjer, een verhoging van de duty cycle verhoogt de brandstofdruk, een verlaging in duty cycle verlaagt de brandstofdruk. Het brandstofdruksensorsignaal geeft de druk in de rail weer, de signaalspanning verhoogt wanneer de brandstofdruk verhoogt.

Aansluiten van labscoop

De werking van de brandstofdruksensor en brandstofdoseerklep kan worden gecontroleerd door de volgende signalen te meten, zie figuur 2:

Kanaal Probe Spanning Meetbereik
1 Red probe Brandstofdruksensor signaalspanning 8 V
Black probe Massa op accuklem
2 Yellow probe Brandstofdoseerklep signaalspanning 20 V
Black probe right Massa op accuklem
Meetschema
Figuur 2: Meetschema
Meten aan een werkende brandstofdruksensor en brandstofdoseerklep
Figuur 3: Meten aan een werkende brandstofdruksensor en brandstofdoseerklep

De labscoop is aangesloten op de brandstofdruksensor en brandstofdoseerklep, beide met een Meetsnoer TP-C1812B en Backprobe TP-BP85.

De labscoop is in recordermodus gezet. In recordermodus wordt een stream-meting uitgevoerd, waarbij de signalen continue live op het scherm worden getoond. Omdat de te meten signalen langzaam variëren, wordt de Automotive scope ATS5004D op een lage meetsnelheid ingesteld.

Meten

In figuur 4 is het signaal te zien van de brandstofdruksensor en brandstofdoseerklep, gemeten onder de volgende omstandigheden: contact aan, starten van motor, 2000 RPM en 3000 RPM, met een motor op werktemperatuur. Dit signaal kan worden gedownload en gebruikt om de labscoop op de juiste manier in te stellen of als referentiesignaal.

Download brandstofdruksensor en brandstofdoseerklepmeting

Labscoopmeting aan brandstofdruksensor en brandstofdoseerklep

Figuur 4: Labscoopmeting aan brandstofdruksensor en brandstofdoseerklep

Kanaal 1 (rood) in figuur 4 laat het brandstofdruksensorsignaal zien. Het duty cycle-signaal van kanaal 2 is omgezet in een duty cycle-percentage met een duty cycle-I/O en is in de grafiek geplaatst, paarse signaal. Wanneer het contact is aangezet laat de brandstofdruksensor een lage spanning zien, dit betekent dat er weinig of geen brandstofdruk is. De lage brandstofdruk zorgt er voor dat de ECU een hoog duty cycle-signaal op de doseerklep zet. Zodra de motor draait, gaat de mechanische brandstofpomp werken en verhoogt de brandstofdruk. Wanneer de benodigde brandstofdruk om de motor stationair te laten draaien is behaald, verlaagt de duty cycle en stabiliseert rond een waarde die de brandstofdruk creëert om de motor draaiende te houden. Gedurende de meting wordt twee keer gas gegeven tot 2000 en 3000 RPM en wordt vervolgens weer naar stationair gegaan. Het verhoogde duty cycle-signaal wordt gevolgd door een verhoging in brandstofdruk, die nodig is om de motor draaiende te houden bij de hogere toerentallen.

Diagnose

Signalen kunnen afwijken bij andere typen motormanagementsystemen, brandstofdruksensoren en brandstofdoseerkleppen. Raadpleeg ATIS voor informatie over specifieke motormanagementsystemen, brandstofdruksensoren en brandstofdoseerkleppen.

Onderstaande brandstofdruksensorafwijkingen (kanaal 1) van meetwaarden kunnen wijzen op een probleem:

  • Geen signaal:
    Oorzaken: meetpennen geen verbinding (voer connectietest uit), geen voeding, sensor defect
  • Te lage of te hoge signaalspanning:
    Oorzaken: scoop is niet in gelijkspanningskoppeling gezet: DC, slechte of geen voeding, sensor defect
  • Signaal vertoont veel meer ruis dan voorbeeldsignaal:
    Oorzaken: bedrading van signaaldraad beschadigd, slecht contact in stekeraansluitingen, sensor defect
  • Signaal vertoont een offset te opzichte van het voorbeeldsignaal:
    Oorzaken: scoop is niet in gelijkspanningskoppeling gezet: DC, slecht contact in stekeraansluitingen, sensor defect

Onderstaande brandstofdoseerklepafwijkingen (paarse duty cycle signaal) van meetwaarden kunnen wijzen op een probleem:

  • Geen signaal:
    Oorzaken: meetpennen geen verbinding (voer connectietest uit), geen voeding, actuator defect
  • Te lage signaalspanning:
    Oorzaken: bedrading van signaaldraad beschadigd, slecht contact in stekeraansluitingen, actuator defect
  • Signaal vertoont een offset ten opzichte van het voorbeeld signaal:
    Oorzaken: scoop is niet in gelijkspanningskoppeling gezet: DC, actuator defect

GERELATEERDE ARTIKELEN

Directe injectie servo-hydraulische spannings- en stroommeting
Labscoopmeting aan een servo-hydraulische injector tijdens stationair toerental met een warme motor. Het signaal wordt getoond en kan ook worden gedownload. Verschillende mogelijke afwijkingen van het signaal worden genoemd, waarmee kan worden vastgesteld of de servo-hydraulische injector goed werkt.
Disclaimer

Dit document is onderhevig aan veranderingen en kan zonder voorafgaande mededeling worden aangepast. Aan dit document kunnen geen rechten worden ontleend.

De informatie in deze applicatie-note is gecontroleerd en wordt als betrouwbaar beschouwd. TiePie engineering kan echter niet verantwoordelijk worden gesteld voor eventuele onjuistheden.

Veiligheidswaarschuwing:

  • Controleer voor het meten dat bronnen van gevaarlijk hoge spanning zijn uitgeschakeld of afgeschermd tegen aanraking. Spanningen boven 30 V AC RMS, 42 V AC piek of 60 V DC worden als gevaarlijk beschouwd.
  • Zorg tijdens het meten voor een schone en overzichtelijke werkplek.
  • Deze metingen en procedures dienen als voorbeeld / meetsuggestie en zijn geen voorgeschreven standaard.
  • TiePie engineering kan niet anticiperen op de benodigde veiligheidsmaatregelen voor de bescherming van personen en apparatuur. Ga alvorens te meten eerst na welke veiligheidsmaatregelen van toepassing zijn.