汽車電噴發動機的故障設計及波形分析

充分結合實車（豐田佳美2.0）對發動機的典型傳感器進行故障設計，并運用發動機綜合分析儀檢測所設的故障波形，進而得出汽車故障的檢測診斷思路。

電控技術故障設計波形分析汽車電控技術的發展，要求汽車故障診斷技術向高新技術方向發展，用于汽車電控系統的診斷儀器——電腦故障診斷儀（解碼器），在某些電控系統的故障診斷上已經顯得無能為力，由于電控系統技術的特殊性及電腦故障診斷儀（解碼器）功能的局限性，使用故障診斷儀無法將電控系統的故障全部診斷出來。波形分析能“看”到電子元件間的交流信號，不僅能診斷汽車上如點火系統的問題，還可以幫我們查出許多電子和機械方面的故障。它就是利用汽車示波器獲得汽車電子控制系統中的傳感器、執行器等電子設備的波形信號（即電壓隨時間變化的電信號），然后把這些實測信號與這些電子設備的正常波形信號進行對比，分析找出其中的差異，最后操作者根據自己的理論知識找出故障發生部位的方法。利用檢測設備中的示波器功能不僅可以快速捕捉汽車電路信號，還可以用較慢的速度來顯示這些波形信號，以便我們一邊觀察，一邊分析。此外，汽車示波器還具有存儲功能，可以顯示已發生過的信號波形，這就為我們分析判斷故障提供了極大方便。

設計一：空氣濾清器濾芯用布將其堵塞，觀察發動機的啟動情況

（一）理論知識鋪墊

1.熱線（熱膜）式空氣流量傳感器波形檢測方法

（1）連接好波形測試設備，探針接信號輸出端子，鱷魚夾搭鐵；

（2）關閉所有附屬電氣設備，起動發動機，并使其怠速運轉，當怠速穩定后，檢查怠速時輸出信號電壓；

（3）將發動機轉速從怠速加至節氣門全開（加速過程中節氣門應以緩中速打開），節氣門全開后持續2s，但不要使發動機超速運轉；

（4）再將發動機降至怠速運轉，并保持2s；

（5）再從怠速工況急加速發動機至節氣門全開，然后再關小節氣門使發動機回至怠速；

（6）定住波形，仔細觀察空氣流量傳感器波形。

2.波形分析

（1）從維修資料中找出輸出信號電壓參考值進行比較，通常熱線（熱膜）式空氣流量傳感器輸出信號電壓范圍是從怠速時超過0.2V變至節氣門全開時超過4V，當急減速時輸出信號電壓應比怠速時的電壓稍低。

（2）發動機運轉時，波形的幅值看上去在不斷地波動，這是正常的，因為熱線式空氣流量傳感器沒有任何運動部件，因此沒有慣性，所以它能快速對空氣流量的變化做出反應。在加速時所看到的雜波實際是在低進氣真空之下各缸進氣口上的空氣氣流脈動引起的，發動機ECU中的超級處理電路讀入后會清除這些信號。

（3）不同的車型輸出電壓將有很大的差異，在怠速時信號電壓是否為0.25V也是判斷空氣流量傳感器好壞的辦法，另外，從燃油混合氣是否正常或冒黑煙也可以判斷空氣流量傳感器的好壞。

（4）如果信號波形與上述情況不符，或空氣流量傳感器在怠速時輸出信號電壓太高，而節氣門全開時輸出信號電壓又達不到4V，則說明空氣流量傳感器已經損壞；如果在車輛急加速時空氣流量傳感器輸出信號電壓波形上升緩慢，而在車輛急減速時空氣流量傳感器輸出信號電壓波形下降緩慢，則說明空氣流量傳感器的熱線（熱膜）臟污。出現這些情況，均應清潔或更換熱線（熱膜）式空氣流量傳感器。

（二）故障設計

豐田佳美2.0進氣系統上裝的是進氣壓力傳感器和進氣溫度傳感器，為模擬進氣不暢的故障，在節氣門前的進氣管中塞布；并檢測進氣管真空度。如圖1、2所示。

（三）故障現象分析

根據故障波形可以明顯看出，進氣真空度在發動機急加速過程中并沒發生相應的變化，基本是一條直線，說明是進氣管堵塞所造成的。

設計二：在進氣溫度傳感器連接至發動機電控單元的線路上串聯一個滑變電阻，使傳感器到電控單元的電壓值可以人工調節

調節滑變電阻，從而改變進氣溫度傳感器至發動機電控單元的電壓值，檢測氧傳感器和噴油器的工作狀態。

（一）理論知識鋪墊

對有些汽車，用丙烷加注法測試氧傳感器信號電壓波形是非常困難的，因為這些汽車的發動機控制系統具有真空泄漏補償功能（采用速度密度方式進行空氣流量的計量或安裝了進氣壓力傳感器等），能夠非常快地補償較大的真空泄漏，所以氧傳感器的信號電壓決不會降低。

（二）急加速法測試步驟如下

1.以2500r/min的轉速預熱發動機和氧傳感器2min～6min。然后再讓發動機怠速運轉20s。

2.在2s內將發動機節氣門從全閉（怠速）至全開1次，共進行5次～6次。

特別提醒：不要使發動機空轉轉速超過4000 r/min，只要用節氣門進行急加速和急減速就可以了。

3.定住屏幕上的波形，接著就可根據氧傳感器的最高、最低信號電壓值和信號的響應時間來判斷氧傳感器的好壞。

在信號電壓波形中，上升的部分是急加速造成的，下降的部分是急減速造成的。

故障設計：由于實驗室所處的環境溫度變化不大，導致進氣溫度變化不大，為模擬實際情況，在進氣溫度傳感器連接至發動機電控單元的線路上串聯一個滑變電阻。所測波形如圖3、4所示。

故障現象分析：隨著進氣溫度的增加，噴油的脈寬會減小，也就是說噴油的時間縮短。

通過上述實例可以看出，波形分析法是診斷汽車電控系統故障的一種非常直觀、非常重要的方法。在今后的教學中可以多設置與此類似的故障，可以使實驗室整車即可以作為正常汽車使用，也可以設置為故障車。

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