标签: 电磁阀

故障现象 一辆 2007款保时捷Carrera S车，搭载3.8 L自然吸气发动机，累计行驶里程约为7.8万km。车主反映，车辆行驶一段距离后，组合仪表上的发动机冷却液温度报警灯异常点亮。为此，在其他维修厂已更换过节温器、发动机冷却液温度传感器等，故障依旧。 故障诊断 接车后路试，发现发动机冷却液温度表长时间指示在最低刻度（ 40 ℃），发动机冷却液升温很慢；继续行驶一段时间，组合仪表上的发动机冷却液温度报警灯突然异常点亮（图1）。 图 1　发动机冷却液温度报警灯异常点亮 用故障检测仪检测，发动机控制单元（ DME）中存储有故障代码“P2181 节温器始终开启 信号不可靠” “P3081 冷却液温度不可靠 低于极限值”（图2）。结合故障现象和故障代码进行分析，推断发动机运行一段时间后，发动机冷却液温度没有按照设定的曲线升高，DME认为发动机冷却液温度传感器信号不可信或节温器卡滞在打开位置。既然节温器已更换，怀疑发动机冷却液温度传感器信号仍存在偏差或发动机冷却循环异常。 图 2　DME中存储的故障代码 用虹科 Pico汽车示波器测量发动机冷却液温度传感器信号电压波形（图3），可以看到，路试了约33 min，信号电压由3.6 V左右降低至1.8 V左右；刚开始信号电压缓慢下降，说明冷却液温度在缓慢升高（发动机冷却液温度传感器为负温度系数热敏电阻，温度越高对应的电阻越低，信号线上的电压越低；反之，温度越低对应的电阻越高，信号线上的电压越高）；从17 min开始，冷却液温度开始小幅度下降，持续时间约3 min（此时车辆为匀速行驶状态），异常；运行约25 min，故障出现，信号电压基本稳定在1.8 V左右。由于发动机冷却液温度传感器的信号电压变化比较平稳，且传感器本身已更换，暂时排除信号存在偏差的可能，怀疑发动机冷却循环异常。 图 3　故障车发动机冷却液温度传感器信号电压波形 进一步查看维修资料，发现在故障代码 P2181所列可能的故障原因中，除了节温器始终开启及发动机冷却液温度传感器存在故障以外，还提到冷却液切断阀打开或泄漏的可能。进一步检查发现，该车配备变速器冷却液切断阀（图4），且该阀由真空执行器驱动，真空执行器由变速器冷却液切断阀电磁阀控制。检查真空源，正常；人为驱动变速器冷却液切断阀电磁阀工作，发现无法向真空执行器提供真空，说明变速器冷却液切断阀电磁阀损坏。 图 4　变速器冷却液切断阀 故障排除　 更换变速器冷却液切断阀电磁阀后反复试车，故障现象不再出现，故障排除。 故障总结 故障排除后再次用虹科 Pico汽车示波器测量发动机冷却液温度传感器信号电压波形，与故障时的波形进行对比（图5）可知，从相同的信号电压（约为3.2 V，即相同的温度）开始，正常车的信号电压在8 min左右降低至1 V左右，此时节温器打开，温度不再升高；而此时故障车的信号电压为2.2 V左右，温度比正常车的要低，随后信号电压继续下降，即温度继续上升。 图 5　故障车与正常车发动机冷却液温度传感器信号电压波形对比 正常情况下，冷机时为了让发动机快速升温， DME控制变速器冷却液切断阀电磁阀工作，变速器冷却液切断阀在真空力的作用下关闭。该车故障为，变速器冷却液切断阀电磁阀损坏，变速器冷却液切断阀处于常开状态，使发动机升温缓慢，以致DME存储故障代码P2181 和P3081。 案例作者： 杭州捷盛行汽车服务有限公司　乐　翔 1月9日，下周四晚8点，全国技术能手林创创老师将做客我们虹科Pico直播间，与大家分享2016年捷豹XF高速抖动的故障案例，一起探寻高速抖动问题的可能答案。这也将是虹科Pico春节前的最后一场NVH诊断直播，千万不要错过咯！直播预约：https://olezi.xetslk.com/s/4CxuNT

功能描述： MAX22200是一个八通道36V串行通讯控制电磁阀驱动器。每个通道具有低阻抗(200mQtyp)推挽输出级与sink-andsource驱动能力和高达1ARMS 驱动电流。还提供了一个串行接口(SP)，支持菊花链配置，以单独控制每个通道器件半桥可以配置为低侧驱动器或高侧驱动器。，此外，对半桥可以并联到两倍的驱动电流，可以配置为全桥驱动到四个锁存阀(双稳定阀)或四个有刷直流电机。 支持电压驱动调节(V D R)和电流驱动调节CD R)两种控制方式。在V D R模式中，器件输出PW M电压，其中 占空比用S PI编程控制。对于给定的电源电压和螺 线管电阻输出 电流与程序占空比成正比。在CDR模式一个内部集成的无损耗电流检测(ICS)电路可检测输出电流并与内部可编程参考电流进行对比。 为优化 电源管 理在螺线管驱动应用励磁驱动电流(IHIT驱动保持 电流(HOLD),以及励磁驱动 时 间(tHIT) 每个通道可以被单独配置 MAX22200具有一整套保护和诊断功能。这包括过流保护(OCP),热关机(TSD),欠压锁定(UVLO),开路负载检测(OL)以及柱塞运动的检测(DPM)故障指示引脚FAULT)故障事件和诊断信息存储在故障寄存器中。 由于使用的灵活性，串行通讯控制;高 效 率 ，小尺寸MAX222 00特别适合 电磁驱动应用(阀门控制 ， 继 电器控制等)。 其中要求低功耗和高集成度的场合。 MAX22200的尺寸为5mmx5mm,32pin TQFN 封装，工作作温度为-40°C至+85%C。 优点和特性 八个半桥高达+36V 高性能: 低导通电阻: RDS(on): 200 m typical (TA =+25°C) 连续输出电流可达1Arms每个半桥(TA = +25C 电流驱动调节(CDR) 电压驱动调节(VDR) 集成无损电流检测(ICS) 高灵活性: 每个通道可独立编程的 HIT 和 HOLD电流(IHIT,IHOLD) 每 个通 道 独立可编程的 HIT Current Timing(tHIT) 支持全桥驱动配置 支持并行模式 高速串行接口(SPI)5MHz菊花链配置 10MHz非菊花链配置 保护和诊断 过电流保护(OCP)开路负载检测(OL) 柱塞运动检测(DPM)欠压锁定(UVLO) HIT电流未达(HHF)热关闭T = +145°C(TSD) 用于诊断的故障寄存器 Integration: 32 TQFN 5mm x 5mm Package 应用 继电器驱动器 电磁阀，阀门，电磁动器 通用的低侧和高侧开关 应用锁存(双稳定)电磁阀驱动器 有刷直流电机驱动器

螺线管在自动控制应用中的角色 变速器需要精确且平顺地控制施加在离合器的压力，以切换齿轮和控制锁定扭力转换器（locking torque converter）。 电子控制变速器可能有八个以上的线性螺线管，全部都要加以平顺和精确地控制。 当共轨（Common-rail）柴油喷射的压力超过2000 psi时，可能需要在每个汽缸和燃油泵都装一个线性螺线管，以准确调整压力来维持稳定的燃油喷射流量  范例：电子变速控制 由于电子控制具有较佳的驾驶品质和燃油效率，在自动变速系统中已经大幅取代机械控制的方式。 在以往锁定扭力转换器提供较佳的燃油效率和加速性，而近来结合软体和硬体（采用电子控制螺线管）的方式更容易调整换档步骤，而且有较好的变速－换档平顺度和品质。   整体而言，电子控制变速器是更加简单、可靠和便宜的机电系统。 电子变速控制系统比较不会出现突发的齿轮变换而且提升换档平顺度，因此有效改善了对变速换档点的控制程度。  此外电子控制的灵活度对于不断改变的路况，有较佳的适应性。电子控制换档点具有更细微的分辨率，能让驾驶人用最少的力气就能得到更好的加速性、更省油、更好的负载控制，与减少燃料散发。 另外电子控制也让变速器在不同的负载，和加速情况下换档更为平顺。   除了 ??换档速度、真空和驾驶人的输入因素外，电子控制系统能够纳入许多会影响换档控制演算步骤的输入条件。  部份因素包括预先点火、喷射器因素、输入速度感应器、由电线所作的换档选择、引擎速度、油门位置、扭力转换器速度/锁定、自动变速器机油温度、引擎温度、空转（wheel-slip ）感应器和惯性感应器等。 综合这些输入条件可以得到很多个适合整体操作情况的最适换档点。为了更有效利用这些输入条件，采用一个能够正确及任意电子控制调整换档点，和换档速度的系统是绝对必要的。 电子控制自动变速器仍然使用油压控制来变换齿轮。  相较于机械式系统（参见下文），机电系统采取的电子控制油压方式，是用线性螺线管改变施加在连结离合器组的制动器上的油压大小。 为了达到此目的，精确且可重复地控制螺线管的开端（opening）是非常重要的—施以正确的油压液体量就能精确且可重复地控制换档点。  

具体细节详细见于百度云分享链接： http://pan.baidu.com/s/1sk62AvF

今天和几个朋友吃饭，席间请朋友们帮助推介我的业务，其中有几位大倒苦水，“现在经济危机呵，可靠性一直就想做，可拿不出钱来添置设备、增加产品的成本啊”，还都是曾经有过机电技术经历的人，有感而发，完成此文，展示给大家看，原来“可靠性设计是可以不花钱的”。 我们有时候会遇到一种情况，一块电路板在机器上装着的时候，机器工作不正常，拆下来后，单板工作正常，甚至摊在桌面上工作也是正常的，但装上就不好好工作，或者在厂子里烤几天机也是好的，或者在用户处前几个月也是没问题的，但就是长期使用下来就报故障，也能初步认定可能是虚焊，可到底是在哪里呢，让人一筹莫展。 看下图电路板的安装方式，如果电路板的安装机壳是开模具的，加工误差较小，这个问题不明显，如果是钣金或焊接的，四个固定柱的加工误差超过1mm是很正常的事情，于是就出现了左侧的翘曲，初期没事，长期应力下去，表贴器件的焊接力强度又不是很大，就容易出现焊盘脱落或虚开。这个问题的解决也容易，不在一条直线的三点决定一个平面，那就三点支撑；如果还是四点支撑，支撑柱弹性强一点，用尼龙或橡胶柱，使电路板翘曲没有那么大应力。 类似的问题在电路板布局上也会出现，一个可插拔的插座装在远离固定柱的地方，在插拔的时候，电路板会受力，这个应力也会产生虚焊的情况，解决方法不用多解释了吧，或者把插拔方向做成平行于电路板的而不是垂直的，或者把插座安装在固定柱的旁边，或者查做附近几厘米内只焊接直插器件，不放置表贴焊接器件，或者干脆就不设插座，把线缆焊在板上引出来，在漂浮的线上焊可插拔的插头插座等等。 前几天，我把MSN和QQ的签名改成了“降额设计是提升可靠性的最简手段之一”，此言不虚。器件降额也是不增加成本的，举个通俗的例子，一个人最多能背100斤的袋子，我就让他背100斤走路，常规情况下肯定没问题，但是在路灯口，突然来辆车，紧急避让下就会较慢可能会出事，前面有片水洼，背个100斤就蹦不动；如果他现在只背50斤，走起来就很轻松，即使遇到意外情况也会避让过去，水洼也能跳过去。这就是降额的最通俗解释，在设计的时候，就是我们必须要背100斤的话，我就选一个能背150斤的人来背，或者让2个能背100斤的人分着背。 拿个具体电路举例来说，1/8W，1%，510K电阻，额定耐压150V，用于电源系统，实际耐压140V，额定耐压和实际耐压很接近了，在启停或浪涌的时候，加在电阻上的耐压可能会瞬时超过150V，按照III级降额的设计方法，电压的降额因子是0.75，则140V / 0.75 =186V，选择耐压186V的电阻，后来发现这个耐压比较难选，就采用两只电阻串联，改用两个250k左右的电阻串联分压用。另一个类似的事例，用LM324驱动一小负载，用2路运放驱动一个负载，各分担1/2的电流。电阻、电容、IC、分立半导体器件、电感、继电器、开关、光纤器件、微波与声表面波器件、连接器、导线电缆、保险丝、晶体、灯泡、断路器等等均会涉及到这个问题，只是选择一个不同的器件差别，可靠性会增加很多。 在工艺上，接地线缆的焊点大都习惯加个热缩套管，这个习惯也挺好，如果是一个三孔的220V插座，安装时，地线在火零线的下面，且不加套管，结果会怎么样？就是火线万一没焊好，搭接在地线焊点上的概率会增大，可能能防范一起触电事故。 机箱内部的电线对，常见的是一匝匝的线缆散着，去流和回流信号在两块电路板之间形成环状，如果附近有大电流的变化而产生磁场，就会在这个环状线缆上产生感生电流，这个电流倒是不大，但叠加在一个弱信号上、或者叠加在一个被采样的模拟信号上，数据失真则在所难免，解决方法简单得很，将去流和回流的电线对拧结一下，有效减小环路面积，也可以将内部线缆改成带屏蔽层的也可以，都是举手之劳而已。 以上说的是机械和电路上的，其实软件上也有可以做工作的地方，如果一个单片机，输出一个控制信号给继电器，控制一个电磁阀工作，大电流的冲击就容易产生辐射和耦合干扰信号出来，这个时候总线上的信号容易被串扰到，如果在输出大电流信号的时候，程序控制上关闭总线上的数据传输，就比如知道今天刮大风，我们可以先不出门，这阵风过去再出去。 通过布局可以减少电磁干扰，电磁兼容有三个要素，干扰源、干扰路径、敏感电路，利用机架、空间布局，让干扰源和敏感电路远离一点，尤其是容易引入干扰或辐射干扰信号的线缆，就会在没有增加任何内成本的基础上，让干扰降低。 我们都知道温度高会对产品可靠稳定工作产生较大影响，这也可以通过布局解决，让怕热的器件远离热源，让热源的器件在出风孔附近，这样散出的热量只影响它自己。电路安装服从空气流动方向，进风口→放大电路→逻辑电路→敏感电路→集成电路→小功率电阻电路→有发热元件电路→出风口，构成良好散热通道；发热元器件在机箱上方，热敏感元器件在机箱下方，热源器件紧贴装在机箱金属壳体上散热等等。 不花钱的可靠性设计方法还有挺多，但确实需要花些脑细胞，也需要些时间的积累和实践的经历经验体会，这些倒还好办，最怕的还是畏难情绪，怕没有专业的人，怕没有资深的经验和水平，怕没有钱来做可靠性，怕是没用的，我们唯一的选择就是勇敢地去实践，只要努力了，我们就会有机会。如果这个过程需要技术上的帮助，该知道找谁吧？