示波器在汽車電控系統(tǒng)故障診斷中的應(yīng)用

王偉

摘 要：汽車技術(shù)的飛速發(fā)展，使得其電子化程度越來(lái)越高，本文介紹了如何利用示波器對(duì)汽車電控系統(tǒng)元件進(jìn)行波形分析及故障診斷。

關(guān)鍵詞：示波器 故障診斷 波形分析

中圖分類號(hào)：U472 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2014）08（b）-0111-02

汽車電控系統(tǒng)紛繁復(fù)雜的連線使得維修人員對(duì)汽車的故障診斷難度越來(lái)越大，為了便于確定汽車的故障和原因，可以通過(guò)示波器對(duì)電控元件進(jìn)行監(jiān)測(cè)和診斷。

1 示波器的應(yīng)用

1.1 示波器的應(yīng)用方式

通過(guò)示波器可以確定系統(tǒng)的運(yùn)行工況，對(duì)系統(tǒng)工況進(jìn)行監(jiān)測(cè)和分析；通過(guò)示波器也可以針對(duì)某一電控元件或電路進(jìn)行分析，確定其運(yùn)轉(zhuǎn)是否正常。

1.2 示波器的特點(diǎn)

對(duì)汽車電控系統(tǒng)進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，常用的工具就是萬(wàn)用表和示波器，兩者在檢測(cè)時(shí)側(cè)重不同。萬(wàn)用表測(cè)量的是（如電壓或電流）在某一時(shí)刻的狀態(tài)數(shù)值：而示波器顯示的是被測(cè)量（如電壓或電流）隨時(shí)間的變化過(guò)程曲線。

2 現(xiàn)代車用傳感器

2.1 傳感器的組成

傳感器是由敏感元件、轉(zhuǎn)換元件和其他輔助元件三部分組成。傳感器利用敏感元件可以直接檢測(cè)被測(cè)量（一般為非電量），并輸出與被測(cè)量成確定關(guān)系的其他量（一般為電量）；傳感器利用轉(zhuǎn)換元件將敏感元件輸出的量轉(zhuǎn)換為電量輸出；傳感器利用信號(hào)調(diào)節(jié)與轉(zhuǎn)換電路把傳感元件輸出的電信號(hào)轉(zhuǎn)換為便于顯示、記錄、處理和控制的有用的電信號(hào)。

2.2 車用傳感器的種類

傳感器的分類方法很多，常見(jiàn)的如表1所示。

3 利用示波器故障分析實(shí)例

案例一：桑塔納轎車其怠速不穩(wěn)，加速時(shí)有進(jìn)氣回火、排氣放炮的現(xiàn)象，而且高速行駛時(shí)性能不良。

3.1 故障分析

利用解碼器讀取故障為發(fā)動(dòng)機(jī)的霍爾傳感器故障，首先考慮換件，換件后故障依舊。起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，拆下該霍爾傳感器，發(fā)動(dòng)機(jī)可運(yùn)轉(zhuǎn)；其次考慮是否火花塞跳火能量不足，更換火花塞后故障依舊；再次考慮燃油泵供油不正常，更換后故障還沒(méi)有排除。之后再用解碼器進(jìn)行故障碼讀取，無(wú)故障碼顯示，但故障沒(méi)有排除，利用示波器對(duì)進(jìn)氣系統(tǒng)傳感器進(jìn)行檢查，在對(duì)空氣流量傳感器檢測(cè)時(shí)，發(fā)現(xiàn)波形異常，因此將故障鎖定在空氣流量傳感器上。

3.2 利用示波器進(jìn)行檢測(cè)

該桑塔納轎車采用的是第四代熱膜式空氣流量計(jì)，其工作原理為：當(dāng)氣流經(jīng)過(guò)熱膜時(shí)會(huì)帶走其發(fā)出的熱量，為了保持平衡，通過(guò)對(duì)改變電流強(qiáng)度的測(cè)量對(duì)進(jìn)氣量進(jìn)行測(cè)量。

（1）波形采集：空氣流量傳感器標(biāo)準(zhǔn)波形如圖1所示，利用示波器對(duì)熱膜式空氣流量計(jì)進(jìn)行檢測(cè)，首先起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)并關(guān)閉所有電器設(shè)備，怠速穩(wěn)定后做緩加速（即加速過(guò)程中緩慢打開(kāi)節(jié)氣門，持續(xù)2秒）；之后恢復(fù)怠速狀態(tài)，持續(xù)2秒；再急加速到油門全開(kāi)，然后恢復(fù)怠速，讀取其波形如圖2所示。

（2）波形分析：通過(guò)維修手冊(cè)查閱該傳感器輸出電壓范圍0.2～4.5 V之間，怠速時(shí)應(yīng)該略超0.2 V，油門全開(kāi)高于4 V，全減速輸出電壓比怠速0.2 V略低。發(fā)動(dòng)機(jī)在怠速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，波形的幅值有所波動(dòng)是正常現(xiàn)象。如果在車輛急加速時(shí)空氣流量傳感器輸出信號(hào)電壓波形上升緩慢，而在急減速時(shí)空氣流量傳感器輸出電壓波形下降緩慢，說(shuō)明該傳感器熱膜臟污。從采集的圖3來(lái)看，其電流大小隨進(jìn)氣流量、空氣溫度和密度的變化不明顯，由此可判斷該空氣流量傳感器故障。更換該空氣流量計(jì)，故障排除。

案例二：有一輛桑塔納轎車怠速不穩(wěn)，加速性能不良，3000 r/min時(shí)現(xiàn)象尤為明顯，有時(shí)甚至出現(xiàn)熄火現(xiàn)象。

（1）故障分析。

該車高速性能不良，首先檢查火花塞，發(fā)現(xiàn)火花塞電極沒(méi)有燒蝕，觀測(cè)火花塞跳火正常；再檢測(cè)汽車的供油情況，檢查油路壓力26KP，壓力正常；檢查發(fā)動(dòng)機(jī)空氣供給情況，發(fā)現(xiàn)空氣流量傳感器工作正常，計(jì)量準(zhǔn)確；檢查節(jié)氣門位置傳感器，發(fā)現(xiàn)其信號(hào)存在異常。

（2）利用示波器對(duì)節(jié)氣門位置傳感器進(jìn)行故障檢測(cè)。

①波形采集：節(jié)氣門位置傳感器是用來(lái)檢測(cè)踏板開(kāi)度，其信號(hào)尤為重要，ECU依賴該信號(hào)進(jìn)行負(fù)荷、怠速控制、廢氣再循環(huán)控制、點(diǎn)火正時(shí)控制，因此當(dāng)它出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)會(huì)引起高速性能不良、加速不良、怠速不穩(wěn)等故障。節(jié)氣門位置傳感器標(biāo)準(zhǔn)波形如圖3所示。再利用示波器檢測(cè)節(jié)氣門位置傳感器輸出信號(hào)波形，其波形圖4所示。

②波形分析：幾乎所有的節(jié)氣門位置傳感器的原理都是一樣的，當(dāng)節(jié)氣門處于關(guān)閉狀態(tài)時(shí)，其電壓信號(hào)低于1 V，而當(dāng)節(jié)氣門全開(kāi)狀態(tài)時(shí)，其電壓信號(hào)接近5 V。故障波形中的尖峰說(shuō)明其電壓信號(hào)不連續(xù)，有中斷，此時(shí)傳感器不能傳遞正常的油門信號(hào)，因此可能造成發(fā)動(dòng)機(jī)怠速不穩(wěn)，加速性能不良的故障。更換該節(jié)氣門位置傳感器，故障排除。

參考文獻(xiàn)

[1] 李東江，宋良玉.現(xiàn)代汽車用傳感器及其故障檢修技術(shù)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1999.

[2] 董輝.汽車用傳感器[M].北京：北京理工大學(xué)出版社，2000.

[3] 陳志恒，胡寧.汽車電子控制技術(shù)[M].北京：高等教育出版社，2003.endprint