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汽车电喷发动机故障诊断与分析,示波器在故障检测中的优势

时间:2023-09-22 理论教育 版权反馈
【摘要】:示波器波形向上移动,表示电压上升;示波器波形向下移动,表示电压下降。故障诊断仪可以确定故障的范围,但很难确定故障的点,而示波器则有这方面的优势。用示波器检查时,可以模拟发生故障的工况,查找瞬时出现的间歇故障。当自动变速器出现频繁换档时,用示波器检测车速传感器的波形,往往会发现波形已经杂乱无章。用示波器检测,在故障出现时空气流量传感器出现时断时续近似方波的故障。

汽车电喷发动机故障诊断与分析,示波器在故障检测中的优势

1.示波器的工作原理和测试方法

根据示波器屏幕上波形的变化和所显示出的电压值,可以对电器部件进行很多测试。示波器内有一个阴极射线管,它能反映出电器部件工作电压的波形,能快速捕捉到瞬间的电压和电流的变化,而这是其他检测仪器所不具备的。

示波器波形向上移动,表示电压上升;示波器波形向下移动,表示电压下降。示波器上有一个旋钮或按钮用来根据所测电器部件的工作电压变化量,选择理想的电压量程。电压波形横移过程,表明特定的间隔时间长度。屏幕上水平量程以ms为单位划分。

控制单元自诊断系统读取的故障码,通常是现行或历史故障码,即硬性故障码。瞬时出现的偶发性故障码,控制单元自诊断系统很难得到。故障诊断仪可以确定故障的范围,但很难确定故障的点,而示波器则有这方面的优势。读取数据流显示的工作状态和显示的信号参数,并不一定准确;而示波器的检测则是非常准确的。

用示波器检查时,可以模拟发生故障的工况,查找瞬时出现的间歇故障。每一种电器总成都有自己特定的波形,如波形不符,则说明有故障。示波器可以记录下传感器或执行器在故障发生瞬间所显示的波形,将其和正常的波形比较,从而判定故障原因;还可以将同类电器部件的波形相比较,迅速查出其中不良的电器部件。例如,发现某个喷油器的工作波形与其他喷油器的工作波形存在明显差异,就可以判定这个喷油器的控制线路中一定有故障存在;又如,发动机出现间歇性无法起动,就可以用示波器分别检查凸轮轴位置传感器和曲轴位置传感器的工作波形,以便迅速作出正确的诊断。

2.示波器测试方法

1)通过自身的无损探针在被测线路上直接测量。

2)利用和控制单元连接检测盒的多孔诊断插座的接口进行分析后计算出波形。这类波形的致命缺点是:如果读取数据流在模块内部计算错误,或者检测仪自身存在问题,均会导致波形错误,使之作出误诊断。

3.示波器设定内容

1)设定电压:设定屏幕上每一格刻度表示多少伏电压,与万用表电压最大量程选择相似,主要是为了波形垂直长度合适,波形显示清楚。1为通道1(CH1),2为通道2(CH2)。

2)时间设定:主要是指屏幕横坐标方向可显示时间间隔长短的设定。每一格刻度表示多少秒(格/s)。时间设定用来反映电压随时间变化过程的曲线。时间设定主要考虑水平方向宽窄要合适。

3)触发设定:主要指选择被测波形在显示屏垂直高度和水平位置上的定位

4.示波器其他功能键

1)光标键(CURSOR):起动光标功能时,可移动两条垂直光标至波形的任意位置,测量所需数据。

2)自动量程(AUTO RANGE):起动自动量程,自动设定最佳的时机和量程,同时在屏幕右上方显示ATUO字样。关闭此功能,则必须手动设定量程。

3)主菜单(MENU):按此键可显示主菜单。在测试中要改变功能时,均需先按此键。

4)锁定屏幕(SAVE RECALL):按此键时锁定目前所显示的屏幕(屏幕右上方显示HOLD字样),显示存储、调用及打印菜单。

下面给出汽车示波器测试功能、主菜单和子菜单内中英文的对照。

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5.车速传感器的波形检查

光电式车速传感器和霍尔式车速传感器的波形都是方波,磁电感应式车速传感器的波形是钉形波。当自动变速器出现频繁换档时,用示波器检测车速传感器的波形,往往会发现波形已经杂乱无章。光电式车速传感器的波形见图2-3。

霍尔式车速传感器的波形见图2-4。

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图2-3 光电式车速传感器的波形

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图2-4 霍尔式车速传感器的波形

磁电感应式车速传感器的波形见图2-5。

6.爆燃传感器的波形检查

爆燃发生时,爆燃传感器(KS)会发出钉状电压波形,爆燃程度越大,KS所产生的钉状波形也越大,如手工敲击气缸体,数字式动态示波器的屏幕上会立即出钉状波形,敲击越重,波形也越大。通常KS耐久性较好,最常见的KS故障是根本不产生信号电压,敲击KS周围的缸体,而波形还是保持一条水平线。

7.氧传感器的波形检查

连接好示波器,连续两次迅速开启和关闭节气门,即迅速把加速踏板完全踩到底,待发动机转速上升到3000r/min以上时,迅速放松加速踏板,连续两次。(www.xing528.com)

1)当节气门迅速开启后,大量的空气瞬时进入气缸,使混合气变稀,所以氧传感器一个采样点电压信号波形为0(混合气过稀),氧传感器电压信号波形为低电压。

2)随即喷油器根据节气门位置传感器的输入信号,迅速增加喷油量,喷油量增加后,由于随后迅速关闭节气门,进气受阻,混合气过浓,氧传感器电压信号波形为高电压。

连续两次迅速开启和关闭节气门时氧传感器的信号波形见图2-6。2500r/min稳定运转时的氧传感器波形见图2-7。

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图2-5 磁电感应式车速传感器的波形

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图2-6 连续两次迅速开启和关闭节气门时氧传感器的信号波形

3)用示波器检测时,氧传感器信号波形上杂波多的原因是发动机缺缸,而不是氧传感器自身故障。

4)在闭环状态下,用示波器测试三元催化转化器(TWC)上游和下游的氧传感器,上游的氧传感器波形令人满意,下游氧传感器的波形小得多,说明TWC有故障,见图2-8。

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图2-7 2500r/min时氧传感器波形

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图2-8 上游氧传感器和下游氧传感器波形的比较

a)下游 b)上游

8.空气流量传感器

空气流量传感器的波形是近似方波,见图2-9。

有的汽车车速在120~140km/h时出现突然熄火,另一些汽车车速在120~140km/h时出现喘振。用示波器检测,在故障出现时空气流量传感器出现时断时续近似方波的故障。空气流量传感器正常的波形和突然熄火(喘振)的波形见图2-10。

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图2-9 空气流量传感器正常的波形

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图2-10 在120~140km/h出现喘振故障时的波形

9.点火系统的波形检查

将示波器和第一缸高压阻尼线相连可检查各缸点火情况。点火系统波形主要是看击穿电压和燃烧电压。击穿电压是指火花塞电极跳火的电压,电喷发动机击穿电压最高时通常为25~30kV。燃烧电压是指点燃混合气所需的电压,电喷发动机点燃混合气需10kV电压。击穿电压和燃烧电压之差为储备电压,储备电压越高,发动机的工作稳定性就越好。燃烧电压明显低于10kV时,会造成发动机怠速不稳;低于5kV时,会造成无法起动。过于光滑的燃烧曲线表明没有电弧产生,通常是由于对地短路。燃烧曲线在终点升起时,气缸内的燃烧也就结束了。

造成燃烧线过短的原因有以下两项:

①混合气过稀。

②次级电阻过高。

在初级点火波形中燃烧的时间是最重要的指标。火花塞火花在燃烧室中维持的时间称为火花持续时间,以ms计算,典型的火花持续时间在0.8~3ms之间,具体数值与线圈和发动机型号有关,要保证混合气正常点火,足够的火花持续时间是必要的。

10.示波器应用范围的总结

示波器可用于检测空气流量传感器、进气歧管绝对压力传感器、喷油器、车速传感器、轮速传感器、进气温度传感器、发动机冷却液温度传感器、自动变速器油温传感器、燃油温度传感器、机油温度传感器、凸轮轴位置传感器、曲轴位置传感器、点火初级信号波形、点火次级信号波形、怠速步进电动机、发动机涡轮增压系统、炭罐系统,以及自动变速器、ABS、ASR等系统的各种控制电磁阀等,并可辅助检查线路是否断路或短路。

示波器可以对点火线圈的充电闭合角和燃烧电压的持续时间进行精确的显示。示波器还可以计算电器部件的脉冲数、工作频率、周期和脉宽等。

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