使用WPS500X压力传感器进行压缩测试

汽车诊断

使用WPS500X压力传感器进行压缩测试

作者：Steve Smith

一般情况下，当我们在PicoScope 6 Automotive软件上通过WPS500X压力传感器进行压缩测试时，对于压力传感器或压缩软管的体积增大这个问题，我们是没有自动添加补偿这个功能的。（与Pico Diagnostics软件不同）

由于我们做柴油机压缩测试时向气缸燃烧室增加了约7 ml的容积，为了能准确查看柴油压缩测试结果，补偿功能发挥着重要作用。WPS500X内部容积约为1.22毫升，Pico压缩软管内部容积是2毫升。再加上压缩软管接头（用于连接火花塞）的内部容积，传感器、压缩软管和火花塞接头的内部总容积通常是5mL左右。除此之外还有预热塞适配器的容积也要加入到传感器总容积中（该量根据预热塞的长度而变化）。

为了解决这个问题，我已经添加了一个新的补偿功能请求供软件团队评估。但是目前，如果我们要使用PicoScope软件而不是Pico Diagnostics软件来测量峰值压力的话，我们可以使用数学通道来校正补偿压力峰值。

如果您只需要通过压力传感器测气缸压力峰值，那么使用Pico Diagnostics软件进行绝对压缩测试即可，如图1。在测试过程中，您只需要卸下1个火花塞或预热塞即可测量所有气缸的峰值压力。

图1 未补偿的压力峰值

使用Pico Diagnostics软件做绝对压缩测试是可以选用补偿功能的，该功能需要输入发动机的尺寸以及测量工具的容积等参数，具体设置参考图2。

图2 补偿后的压力峰值

当使用PicoScope 6 Automotive软件时，为了补偿压力传感器和压缩软管等，我们需要根据气缸容积、压缩比和传感器/软管总容积设置一个倍增系数。

本文记录的是一个沃克斯豪尔·阿斯特拉柴油车，1.7L四缸发动机，压缩比为18：1，压力传感器总容积为7 ml（传感器和软管等）。

使用WPS500X压力传感器时，PicoScope 6 Automotive软件测量气缸压力峰值时所需的补偿公式计算过程为：

• 单个气缸排量/（压缩比-1）=燃烧室容积
• （燃烧室容积+传感器总容积值）/燃烧室容积=倍增系数
• 然后使用倍增系数乘以WPS500X得出的压力结果。
  

例如：4缸发动机排量1686 cc，压缩比18:1，

每缸排量：1686/4=421.50 cc

燃烧室容积：421.50 /（18-1）=24.79 cc

倍增系数：（24.79 cc +7 mL）/ 24.79 cc =1.28

所以1.28是补偿气缸压力峰值所需的倍增系数。

倍增系数*压力传感器处的压力值=补偿后的气缸压力峰值，补偿过程中考虑了压力传感器、压缩软管和预热塞适配器的内部容积。

捕捉的WPS气缸压力连接到了B通道上，所以补偿公式为：压力*倍增系数=B*1.28。

图3 补偿公式

请注意，温度也会影响我们的补偿值，因此如果有需要的话，可将温度纳入到公式当中。您可以下载这个例子中使用的psdata文件，补偿数学通道也在文件当中。 Example waveform.psdata (1.7 MB, 下载次数: 648)

2020-8-17 17:04 上传

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Example waveform.psdata

现在我们得到了补偿后的气缸压力峰值，如图4：

图4 补偿前后对比

如果我们用传统的气缸压力表对上述同样的发动机和气缸测量压力，压力表读数显示约为32.5bar，是什么原因导致相差这么大呢？

图5 传统气缸压力表

其实在用传统压力表测量的过程中，采集到的汽缸压力是经过发动机反复运转后的数据，所以可能会测出偏差比较大的数值。传统的气缸压力表中有一个防止压力泄露的美式气门嘴（美嘴），因此我们可以通过长时间稳定起动机来恒定一个压力数值，从而确保自己测量的压力数值可靠准确。

对于PicoScope软件，由于Pico压缩软管不包含美嘴，因此我们测出气缸完整的压力数据，也就是说我们还能看到做功冲程期间峰值压力的衰减。

在本文的介绍中，我们只能测量汽缸在单个冲程产生足够压力的能力，同时将其与相邻汽缸进行比较。除了峰值压力以外，PicoScope软件还可以评估四冲程发动机正时和进排气情况。

总结一下，如果需要测量所有气缸的峰值压力（压力传感器只需要连接一个气缸），请使用具有补偿功能的Pico Diagnostics软件（绝对压缩测试），并使用PicoScope软件来判断找出某个气缸峰值压力低的原因。