畢業(yè)論文---汽車電控系統(tǒng)波形分析及故障診斷

1、<p><b>　　畢業(yè)論文</b></p><p><b>　?。?012 屆）</b></p><p>　　汽車電控系統(tǒng)波形分析及故障診斷</p><p>　　學生姓名 </p><p>　　學 號 </p><p&g

2、t;　　院 別 機電工程分院 </p><p>　　專 業(yè) 汽車檢測與維修技術 </p><p>　　班 級09汽車檢測與維修技術</p><p>　　指導教師 </p><p>　　完成日期 2012.5.10 </p><p>　　XX汽車

3、電控系統(tǒng)波形分析及故障診斷</p><p>　　摘要 當前世界范圍內已知的汽車品牌約6000余個，每年還在以數(shù)以千計的速度遞增,特別是近年來汽車電子技術發(fā)展十分迅猛，大量的新型電子裝備和新式控制方式在汽車上被廣泛采用，使得汽車電控故障診斷的技術含量越來越高。這就要求汽車故障診斷技術也向高新技術方向發(fā)展。傳統(tǒng)的故障診斷方式根本不能適用現(xiàn)代汽車故障診斷的要求，尤其對電控系統(tǒng)故障的診斷，必須采用先進的檢測設備，先進的工

4、作模式。</p><p>　　波形分析技術應用與汽車維修業(yè)，可以大大提高汽車故障診斷的速度與準確性，利用波形分析檢測時，示波器可以顯示電子信號的各種參數(shù)，利用這些參數(shù)就能夠判定這個電子信號的波形是否正常，然后，通過波形分析便可以進一步檢查出電路中傳感器，執(zhí)行器以及電路等各部分的故障，從而進行修理。</p><p>　　波形分析是用來對高檔汽車的電控系統(tǒng)進行系統(tǒng)檢測和故障診斷的，為要哈飛XX

5、的檢測維修水平，有效的為哈飛用戶做好售后服務工作，因此將波形分析及故障診斷技術應用到哈飛XX汽車電控系統(tǒng)上將能更好的對汽車進行檢測和診斷。</p><p>　　關鍵詞 電控系統(tǒng) 波形分析 示波器 傳感器 執(zhí)行器</p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　第一章 緒 論1</b></

6、p><p><b>　　1.1引言1</b></p><p>　　1.2 車用示波器的特點及操作說明1</p><p>　　1.3 本文研究的主要車型2</p><p>　　第二章 電控點火系統(tǒng)波形分析及故障診斷3</p><p>　　2.1 電控點火系統(tǒng)波形分析3</p>&

7、lt;p>　　2.2 次級點火波形分析4</p><p>　　2.3.1 單列波5</p><p>　　2.3.2 并列波7</p><p>　　2.4初級點火波形分析7</p><p>　　2.5XX汽車點火提前角信號波形分析9</p><p>　　2.6XX汽車電控系統(tǒng)故障診斷10</p&g

8、t;<p>　　第三章 傳感器波形分析及故障診斷11</p><p>　　3.1進氣歧管壓力傳感器11</p><p>　　3.2節(jié)氣門位置傳感器12</p><p>　　3.3爆震傳感器13</p><p>　　3.4溫度傳感器15</p><p>　　3.5曲軸位置傳感器17</p&

9、gt;<p>　　3.6車速傳感器19</p><p>　　第四章 執(zhí)行器波形分析22</p><p>　　4.1 噴油驅動器波形分析22</p><p>　　4.2 速度調節(jié)器24</p><p>　　4.3 碳罐控制閥TEV25</p><p>　　4.4 EGR電磁閥26</p&g

10、t;<p>　　第五章 XX汽車波形分析實例28</p><p>　　5.1XX汽車點火初級線圈電流波形分析28</p><p>　　5.2XX汽車壓力傳感器波形的測試30</p><p><b>　　致 謝32</b></p><p><b>　　參考文獻33</b>

11、</p><p><b>　　第一章 緒 論</b></p><p><b>　　1.1引言</b></p><p>　　在汽車誕生后的100多年間，汽車技術得到飛速的發(fā)展。從20世紀70年代初起，隨著電子技術的飛速發(fā)展，電腦技術的日益完善，電子技術進入了汽車制造領域，并且以驚人的速度向汽車結構內部擴展，使汽車的性能、質量

12、都得到了飛躍性的進步。</p><p>　　由于汽車電子化進程的飛速發(fā)展，給汽車維修界帶來前所未有的沖擊。汽車產品中大量引進電子技術，引起了汽車維修技術劃時代的變革。傳統(tǒng)的維修技術對當代的汽車維修已經(jīng)束手無策。時代在召喚新型的維修技術，即新的檢測方式、新的維修方式和工具、新的維修業(yè)的組織形式和管理體制。</p><p>　　隨著汽車的不斷智能化、高科技化，電子檢測診斷儀器也不斷采用最新科技

13、，并與電腦科技緊密聯(lián)系。要掌握現(xiàn)代汽車維修的技術，必須對電子檢測診斷儀器進行全面深入的了解和掌握。</p><p>　　本文論述的主要內容即是哈飛XX汽車電控系統(tǒng)波形分析及故障診斷技術的應用。</p><p>　　1.2 車用示波器的特點及操作說明</p><p>　　示波器通過在顯示屏上同時提供電壓和時間測量，解決了測量快速變化信號的難題。示波器所顯示的實際是根據(jù)

14、電壓信號隨時間的變化所描述的曲線圖，它提供給了我們對信號電壓變化趨勢、幅度、頻率、相關性等等比普通數(shù)字電壓表多得多的分析依據(jù)及方法。</p><p>　　示波器控制按照其功能可分為兩種。一種控制Y軸上的電壓，一種控制X軸上的時間。在示波器上，這些控制通過示波器上的開關和旋鈕實現(xiàn)，幫助技術人員確定信號位置，并在屏幕上進行調節(jié)。有些汽車專用示波器采用了先進的數(shù)字技術，控制調節(jié)可用屏幕上的菜單進行選擇，這種改進使示波器

15、上的控制旋鈕數(shù)量減少，操作簡單快捷。</p><p>　　1.3 本文研究的主要車型</p><p>　　哈飛XX汽車是一款完全自主知識產權的三廂轎車，除裝備東安三菱的4G18（1.6L）發(fā)動機外，還可選裝沈陽航天三菱的4G3S4M（2.0L）發(fā)動機。電噴系統(tǒng)4G18發(fā)動機采用日本三菱技術的多點燃油噴射（MPI）系統(tǒng)和聯(lián)合電子M7.9.7系統(tǒng)，4G63發(fā)動機采用北京德爾福公司匹配的MT20

16、U電子控制系統(tǒng)。</p><p>　　本文以4G18電控系統(tǒng)為研究對象，進行波形分析及故障診斷。該系統(tǒng)采用多點順序噴油控制，其控制策略包括起動控制、怠速閉環(huán)控制、空燃比閉環(huán)控制、碳罐控制、過渡工況控制、點火角控制、爆震控制、空調控制、滑行斷油和超速斷油控制、三元催化器的加熱和保護控制、系統(tǒng)自診斷等。</p><p>　　第二章 電控點火系統(tǒng)波形分析及故障診斷</p><

17、p>　　傳統(tǒng)的點火系統(tǒng)，其點火時刻的調整是依靠機械離心式調節(jié)裝置和真空式調節(jié)裝置完成的，由于機械的滯后、磨損及裝置本身的局限性，故不能保證點火時刻在最佳值。而用ECU控制的點火系統(tǒng)，則可方便地解決以上問題。因為用微機可考慮更多的對點火提前角影響的因素，使發(fā)動機在各種工況下均能達到最佳點火時刻，從而提高發(fā)動機的動力性、經(jīng)濟性、改善排放指標。ECU控制點火系統(tǒng)主要有ECU、傳感器和執(zhí)行器三大部分組成。因此了解電控點火系統(tǒng)的診斷方法是很

18、重要的。</p><p>　　2.1 電控點火系統(tǒng)波形分析</p><p>　　哈飛XX4G18點火系統(tǒng)是雙火花線圈獨立點火系統(tǒng)（DFS），獨立點火系統(tǒng)是一種無分電器電子點火系統(tǒng)（DIS）,利用電子方法分配電火花，電控單元（ECU）結合傳感器的信號來控制點火正時和點火提前角，電控單元采集和處理數(shù)據(jù)，為不同條件下確定理想的點火提前角，曲軸和凸輪軸位置傳感器的信號提供電控單元，以控制點火線圈初

19、級電路的通電時間。如圖2-1。</p><p>　　圖2-1雙火花獨立點火系統(tǒng)</p><p>　　在這種獨立點火系統(tǒng)中，點火線圈是一種帶有兩個次級輸出端的點火線圈，即每個點火線圈與兩個火花塞相連，點火時。在相對應的兩個汽缸里同時產生兩個火花，其中一個在汽缸A的工作沖程內（主火花），而另外一個在汽缸B的排氣沖程內（輔助火花），反之也相同，且這兩個火花的極性相反：一個火花塞在正常方向跳火，從

20、中央電極到負的側電極；而另一個火花塞正好相反，從側電極到中央電極，使之形成側電路，由于排氣時火花塞間隙之間電阻很小，只要很低的電壓便能跳火，所以使主火花保證有足夠高的電壓。</p><p>　　發(fā)動機的點火線圈是由兩部分的線圈組成：低壓部分的初級線圈和高壓部分的次級線圈，XX車型初級線圈的電流被截止時，初級線圈會產生200V-300V的電壓，而在次級線圈上將產生高達15KV-20KV的電壓，所以高低壓兩者的波形有

21、所不同。</p><p>　　2.2 次級點火波形分析 </p><p>　　次級點火波形能夠提供有關各個汽缸點火和燃燒情況的非常有價值的資料。點火時，次級線圈產生很高的電壓，當電壓逐步升高到一定值，火花塞上產生火花，此電壓即是點火電壓。隨后電壓迅速下降到另一電壓值并維持一段時間，此電壓即是燃燒電壓，燃燒時間就是電壓維持在燃燒電壓值的時間。在燃燒時間結束時，點火線圈中的能量基本耗盡，殘余的

22、能量在線圈上形成阻尼振蕩。學會次級點火波形的觀察、分析方法，對診斷點火系統(tǒng)相關的故障是非常有用的。標準次級點火波形如下圖2-2。</p><p>　　圖2-2標準次級點火波形</p><p>　　次級點火波形分成三部分:</p><p>　　1、點火部分：點火部分有一條點火線圈和一條火花線，點火線是一條垂直的線，它代表克服火花塞空氣間隙所需要的電壓。火花線則是一條近

23、似水平的線，代表維持電流通過火花塞間隙所需的電壓。</p><p>　　2、中間部分：中間部分顯示點火線圈中剩余的能量，它會通過來回振蕩消耗能量，這時晶體管處于斷路狀態(tài)。</p><p>　　3、閉合部分：閉合部分代表線圈的通電時間，這段時間是電腦ECU內晶體管導通的時間。</p><p><b>　　2.3.1 單列波</b></p&g

24、t;<p><b>　　圖2-3故障波形</b></p><p>　　1、次級波形的火花線向下傾斜且不穩(wěn)定，有細小的多余波形出現(xiàn)，而火花線的持續(xù)電壓也不正常。如上圖2-3故障波形，其故障原因是火花塞上具有較多的積碳和油污。碳層是具有一定的電阻的導體，火花塞積碳就相當于在火花塞上并聯(lián)一個分路電阻，與次級電路閉合回路。當觸點打開時，次級電路內產生泄露電流，使擊穿電壓下降，火花塞的放

25、電過程不穩(wěn)定。</p><p><b>　　圖2-4故障波形</b></p><p>　　2、次級波形的火花線上下波動的現(xiàn)象。如圖（2-4）故障波形，其故障原因是電子燃油噴射系統(tǒng)中的噴油嘴工作不良，噴油不均，引起汽缸內混和氣的混合霧化不均勻，在做功沖程的燃燒不穩(wěn)定，致使火花線的持續(xù)階段電壓不穩(wěn)定，火花線出現(xiàn)緩慢上下波動現(xiàn)象。</p><p>&

26、lt;b>　　圖2-5故障波形</b></p><p>　　次級波形出現(xiàn)上下平移，其故障原因次級電路出現(xiàn)間歇性斷電，導致次級波形有上下波動。如上圖2-5故障波形。</p><p><b>　　2.3.2 并列波</b></p><p><b>　　圖2-6 故障波形</b></p><

27、p>　　各缸并列波形中，一個或多個汽缸的擊穿電壓過高（平均值高出5kv以上），其故障原因是：a火花塞電極間隙過大造成擊穿電壓升高，如上圖2-6故障波形；b與火花塞連接的高壓分線斷路，相當于再次級電路中附近加一個間隙，這就造成要很高的擊穿電壓才能使擊穿電極之間的間隙放電。如下圖2-7故障波形。</p><p><b>　　圖2-7故障波形</b></p><p>

28、　　2.4初級點火波形分析</p><p>　　點火初級波形是跨接在控制單元上得到的。分析初級波形的作用1.由于點火初級燃燒的過程可以通過初級和次級點火線圈的互感返回到初級電路，所以點火線圈初級波形對故障診斷是非常有用的；2.點火初級波形主要用于檢查火花塞，高壓線的短路和斷路故障，或檢查火花塞污損的故障，這是造成點火不良的重要原因；3.XX汽車4G18發(fā)動機點火波形不易測試，測試初級點火波形就比較容易。</

29、p><p>　　標準初級點火波形，如圖2-8：</p><p>　　圖2-8標準初級點火波形</p><p>　　1、ab段：為ECU信號截止時，初級線圈上初級電壓的迅速增長，而這時次級線圈的電壓也迅速增長，當次級電壓達到擊穿電壓的時候，火花塞的電極間隙被擊穿。</p><p>　　2、bc段：當火花塞的電極間隙被擊穿時，兩電極之間要出現(xiàn)火花放電

30、，使次級電壓驟然下降，而由于點火線圈的初級和次級之間的變壓器效應，初級電壓也迅速下降。</p><p>　　3、abc段:當火花塞兩電極間出現(xiàn)火花放電時，會伴隨出現(xiàn)高頻振蕩，由于點火線圈的初級和次級之間的變壓器效應，初級波形中也會出現(xiàn)，也就是abc段，所以abc段稱為高頻振蕩波形。</p><p>　　4、cd段：在火花塞放電的持續(xù)時間里，初級線圈的電壓變化，也反映了火花塞的火花放電持續(xù)時

31、間。</p><p>　　5、de段:當次級火花放電完畢時，點火線圈和點火線圈電容器中的殘余能量要繼續(xù)釋放，初級電路中出現(xiàn)低頻振蕩波形，de振蕩終了時為一段直線，高于基線的距離表示施加于初級電路上的觸點兩端的電壓。而觸點在e點閉合。</p><p>　　6、fa段:當ECU信號導通后，有微弱的閉合振蕩，初級電壓幾乎降為零，顯示如一條直線，一直延續(xù)到ECU信號的下一次截止。</p>

32、;<p>　　2.5XX汽車點火提前角信號波形分析</p><p>　　點火提前角是指從火花塞電極間跳火開始，到活塞運行到上止點時的一段時間內曲軸所轉達的角度。</p><p>　　在測試時示波器不能直接測試出具體值，必須采用雙通道波形，分別列出初級點火波形與曲位信號波形，才能得出相對的點火提前信號值。</p><p>　　圖2-9點火提前角信號波形&

33、lt;/p><p>　　如圖2-9所示，A為初級點火波形，B為曲軸位置傳感器信號波形，因提前角讀數(shù)中包含一個60°的偏置，因此發(fā)動機在怠速時實際的點火提前角為11.3°。在加減速時，電子點火正時信號將發(fā)生改變，其實際改變量將影響點火閉合角(點火線圈通電時間)和點火提前角。</p><p>　　當啟動發(fā)動機時看到點火波形是一條平直的波形，也就是說發(fā)動機實際上沒有啟動著，可能說

34、明曲軸位置傳感器、控制電路、線路或插頭出了故障?？上日业近c火參考信號的起源處——曲軸位置傳感器，用示波器測試曲軸位置傳感器的信號，接著檢查點火初級電路或控制電路。</p><p>　　點火系統(tǒng)是發(fā)動機電控系統(tǒng)中最重要的部分，通過對點火系統(tǒng)波形的分析判斷，可以有效提高哈飛XX汽車故障解決的能力。</p><p>　　2.6XX汽車電控系統(tǒng)故障診斷</p><p>　　

35、（1）單缸次級點火波形可查明的故障如下：</p><p>　　1） 分析單缸的點火閉合角（點火線圈的充電時間分析）。</p><p>　　2） 分析點火線圈和次級高壓線路性能（燃燒線或點火擊穿電壓分析）。</p><p>　　3） 檢查單缸混合氣空燃比是否正常（燃燒線分析）。</p><p>　　4）查出造成汽缸斷火的原因（燃燒線分析，判斷污

36、損或破裂的火花塞）。</p><p>　　（2）多缸并列次級點火波形可查明的故障如下：</p><p>　　1） 診斷出各缸高壓線的漏電</p><p>　　2） 診斷出火花塞的漏電情況</p><p>　　第三章 傳感器波形分析及故障診斷</p><p>　　傳感器是指能夠感受規(guī)定的物理量，并按一定規(guī)律轉換成可用輸入

37、信號的器件或裝置。簡單的說，傳感器是把非電量轉換成電量的裝置。傳感器通常由敏感元件、轉換元件和測量電路三部分組成。</p><p>　　傳感器對電控系統(tǒng)是非常重要的，一旦傳感器出現(xiàn)故障，整個電控系統(tǒng)便處于癱瘓狀態(tài)。因此，對傳感器故障的診斷、檢查與維修，是現(xiàn)代汽車電控系統(tǒng)維修的關鍵，而利用示波器檢查傳感器的輸出信號波形，從而對傳感器的故障進行診斷和維修是一種非常有效的方法。以下介紹怎么利用汽車示波器檢查XX車各種傳

38、感器的輸出波形，從而對傳感器的故障進行診斷。</p><p>　　3.1進氣歧管壓力傳感器</p><p>　　進氣歧管壓力傳感器（MAP），是燃油噴射系統(tǒng)中通過測量進氣歧管的真空度變化從而測量進氣量的傳感器，是一種間接測量發(fā)動機進氣量的傳感器。其作用是通過檢測進氣歧管或動力腔內空氣的壓力變化來反映發(fā)動機的負荷狀況，并將發(fā)動機的負荷狀況轉變?yōu)殡娦盘栞斎氚l(fā)動機控制單元ECU。</p&g

39、t;<p>　　哈飛XX4G18發(fā)動機進氣歧管壓力傳感器是壓電型傳感器，可根據(jù)大氣壓力與進氣歧管壓力差提供給電控單元“負荷信號”。電控單元提供5V電壓給傳感器，傳感器根據(jù)進氣壓力的不同而反饋0-5V的電壓至電控單元。</p><p>　　哈飛XX汽車進氣歧管壓力傳感器是一個三線傳感器，輸出的是模擬信號。進氣歧管壓力傳感器在怠速時的輸出電壓為1.25V，當節(jié)氣門全開時略低于5V，全減速時接近0V。進氣

40、歧管壓力傳感器在真空度高時產生低的電壓信號（接近0V），而真空度低時將產生高的電壓信號（接近5V）。</p><p>　　一般故障現(xiàn)象：熄火、怠速不良等。</p><p>　　3.2節(jié)氣門位置傳感器</p><p>　　節(jié)氣門位置傳感器安裝在節(jié)氣門體上，它將節(jié)氣門開度轉換成電壓信號輸出，以便微機控制噴油量。XX汽車節(jié)氣門位置傳感器（TPS）安裝在節(jié)氣門軸上，在電子燃

41、油噴射系統(tǒng)中，是用于檢測節(jié)氣門開度的傳感器。節(jié)氣門位置傳感器的作用很重要，電腦利用其傳送過來的信號計算發(fā)動機負荷，作為點火時間控制，排氣再循環(huán)控制，怠速控制和制動變速器換擋等的重要參數(shù)。如果節(jié)氣門位置傳感器出現(xiàn)故障，將會引起加速滯后和怠速問題，以及駕駛性能問題和尾氣排放等問題。</p><p>　　從電腦的電源引來的5V電壓對傳感器的電阻材料供電，另一線連接電阻材料的另一端，為傳感器提供接地。第三根線連接至傳感器

42、的可動觸點，提供信號輸出至電腦。本傳感器實質是一個可變電阻（電位計），它的滑動觸點臂與節(jié)氣門軸相連，觸點臂作為節(jié)氣門電位計的滑動觸點，電阻材料上的每點的電壓由滑動觸點探測，并與節(jié)氣門角度成正比。</p><p>　　圖3-1節(jié)氣門位置傳感器</p><p>　　節(jié)氣門位置傳感器產生的是一個清晰連續(xù)的電壓波形，電壓應隨著節(jié)氣門的開度增大而圓滑地上升。傳感器的電壓應從怠速時低于1V到節(jié)氣門全開

43、時低于5V，波形上不應有任何斷裂，對地尖鋒和大跌落。應特別注意在前1/4節(jié)氣門開度中的波形，因為這段是駕駛中最常用的傳感器碳膜電位計上的部分，因此前1/8至1/3的碳膜通常首先磨損，從而使波形出現(xiàn)異?，F(xiàn)象。如上圖3-1</p><p>　　節(jié)氣門位置傳感器出現(xiàn)故障將會導致：行駛性能不良，動力不足；加速不暢；發(fā)動機熄火；怠速轉速不穩(wěn)定等。特別是傳感器中碳膜磨損或斷裂，不能向電腦提供正確的節(jié)氣門位置信息，電腦不能正確

44、為發(fā)動機計算混合氣命令，引起駕駛性能故障和排氣不良等。</p><p><b>　　3.3爆震傳感器</b></p><p>　　爆震是發(fā)動機運行中最有害的一種故障現(xiàn)象。如果發(fā)動機工作時持續(xù)產生爆震，</p><p>　　火花塞電極或活塞可能產生過熱、溶損等現(xiàn)象，因此必須防止爆震現(xiàn)象的出現(xiàn)。爆震現(xiàn)象的產生和點火時刻密切相關，同時還和汽油的辛烷值

45、有關。點火時刻提前，燃燒的高壓力就升高，因而容易產生爆震。而發(fā)動機使用的汽油的辛烷值過低，也容易造成爆震。</p><p>　　爆震控制的方式是采用爆震傳感器，哈飛XX汽車爆震傳感器安裝在汽缸體上，其工作原理是利用壓電晶體的壓電效應，把爆震傳到氣缸體上的機械震動轉換成電信號輸入ECU，ECU把爆震傳感器輸出的信號進行濾波處理并判定有無爆震及爆震強度的強弱，并推遲點火時間。爆震強，推遲點火角度大；爆震弱，推遲點火角

46、度小。每次調整都以一固定的角度遞減，直到爆震消失為止。以后又以一固定的角度提前，當發(fā)動機再次出現(xiàn)爆震時，ECU又使點火提前角再次推遲，調整過程如此反復進行。</p><p>　　爆震傳感器屬于交流信號發(fā)生器。當汽缸內發(fā)生振動時，它會產生一個小電壓峰值：汽缸產生的振動越大，爆震傳感器產生的峰值就越大。當達到一定高的頻率時表明是爆震。爆震傳感器設計為測量5至15千赫范圍內的頻率。另外，爆震傳感器十分耐用，通常只會因本

47、身的故障而失效。如圖3-2</p><p>　　圖3-2爆震傳感器波形</p><p>　　當發(fā)動機振動時，爆震傳感器的波形顯示為一條直線，在確定示波器與傳感器的連接正確，回路接地正確后，其故障原因可斷定為爆震傳感器因物理損失（即壓電晶體斷裂）而不產生信號。</p><p><b>　　3.4溫度傳感器</b></p><p

48、>　　為了解發(fā)動機的熱狀態(tài)，計算進氣的質量流量及進行排氣凈化處理，需要有能夠連續(xù)精確地測量冷卻液溫度、進氣溫度與排氣溫度的傳感器。哈飛XX汽車進氣溫度傳感器是一個熱敏電阻，為NTC型(負溫度系數(shù))傳感器，傳感器輸送給控制器一個表示進氣溫度變化的電壓。當進氣溫度低時（空氣密度大），熱敏電阻的阻值大，傳感器輸入電腦的信號電壓高；反之，當進氣溫度高時（空氣密度?。?，熱敏電阻的阻值小，輸入的信號電壓底。如圖3-3</p>&

49、lt;p>　　圖3-3進氣溫度傳感器波形</p><p>　　進氣溫度傳感器的波形是：傳感器的電壓應在3V-5V（完全冷車狀態(tài)）之間，在汽車運行溫度范圍內電壓降大約1V-2V范圍，這其實是一個直流信號，關鍵是電壓幅度，在各種不同溫度下傳感器必須輸出對應的電壓信號。</p><p>　　當進氣溫度傳感器電路開路時，將出現(xiàn)電壓向上直至參考電壓值的峰尖（5V）；當進氣溫度傳感器電路對地短路

50、時，將出現(xiàn)電壓向下直至接地電壓值的峰尖（0V）。</p><p>　　（1）不正常波形產生原因分析：</p><p>　　1）空氣濾清器是否有堵塞。</p><p>　　2）檢查線束和插接線有無松動或污損。</p><p>　　3）確認傳感電源是否有5V。</p><p>　　4）電腦本身輸出電壓是否正常，接地是否良好

51、。</p><p>　　5）參考電壓（或電阻）與溫度對應表進行分析。</p><p>　　XX車型發(fā)動機冷卻液溫度（ECT）傳感器感和進氣溫度（IAT）傳感器采用相同方式工作，所以試驗步驟相似，同進氣溫度和燃料溫度傳感器一樣，都是負溫度效應的熱敏元件，即當溫度增加時電阻減少的二線模擬傳感器。</p><p>　　冷卻液溫度傳感器用5V參考電源信號供電，向控制電腦返回

52、與溫度成正比的電壓信號，發(fā)動機冷卻液溫度傳感器用來探測在水套中的發(fā)動機冷卻液的溫度。當你將示波器或數(shù)字萬用表與從溫度傳感器來的信號相接時，它們的電阻（和電壓）是高的，當溫度上升時，它們的電阻（和電壓）是低的。如下圖3-4</p><p>　　圖3-4冷卻液溫度傳感器波形</p><p>　?。?）不正常波形產生原因分析：</p><p>　　1）是否有過熱現(xiàn)象；&l

53、t;/p><p>　　2）冷卻水位是否正常；</p><p>　　3）參考電壓（或電阻）與溫度相對表；</p><p>　　4）傳感器電源是否有5V電壓；</p><p>　　5）電腦本身輸出電壓是否正常，接地是否良好。</p><p>　　多數(shù)車型燃油溫度傳感器（FT）、發(fā)動機冷卻液溫度（ECT）和進氣溫度傳感器(IAT

54、)是以相同的方式工作的，其測量方法也相同。</p><p>　　3.5曲軸位置傳感器</p><p>　　曲軸位置傳感器亦稱點火信號發(fā)生器，用于點火正時控制。XX汽車4G18發(fā)動機曲軸位置傳感器有兩種形式，聯(lián)電系統(tǒng)采用磁電式曲軸位置傳感器，三菱系統(tǒng)采用霍爾效應式曲軸位置傳感器，現(xiàn)對三菱系統(tǒng)采用霍爾效應式曲軸位置傳感器波形進行分析，磁電式曲軸位置傳感器占不做介紹。</p>&l

55、t;p>　　霍爾效應式曲軸位置傳感器由兩個部件組成。一個部件是與分火頭制成一體的定時轉子即所謂的觸發(fā)葉輪;另一個部件是霍爾信號發(fā)生器，觸發(fā)葉輪由導磁材料制成。</p><p>　　其上的葉片數(shù)與發(fā)動機缸數(shù)相同觸發(fā)葉輪由分電器軸帶動?；魻栃盘柊l(fā)生器由霍爾集成電路、永久磁鐵等組成，兩者之間留有一個空隙，以便葉輪的葉片能在隙內轉動。</p><p>　　工作原理：觸發(fā)葉輪由分電器軸帶動旋轉

56、，每當葉片進入永久磁鐵與霍爾集成電路之間的空氣隙時，永久磁鐵的磁場被葉片旁路，霍爾集成電路表面無磁場作用，它內部的霍爾元件不產生霍爾電動勢。當葉片離開空氣隙時，永久磁鐵的磁場經(jīng)導磁板、空氣隙形成磁路并作用在霍爾集成電路上，其內部的霍爾元件產生霍爾電動勢輸出。這樣隨著葉輪的旋轉，每個葉片都會使霍爾集成電路產生脈沖輸出。該脈沖或經(jīng)電子點火組件控制點火或經(jīng)ECU點火。如圖3-5</p><p>　　圖3-5霍爾曲軸位置

57、傳感器波形</p><p><b>　　波形分析：</b></p><p>　　（1）波形頻率應與發(fā)動機轉速相對應，當同步脈沖出現(xiàn)時占空比才改變，能使占空比改變的唯一理由是不同寬度的轉子葉片經(jīng)過傳感器。除此之外脈沖之間的任何其他變化都意味著故障。</p><p>　　（2）查看波形形狀的一致性、檢查波形上下沿部分的拐角。由于傳感器供電電壓不變，

58、因此所有波峰的高度（幅值）均應相等。實際應用中有些波形有缺憾或上下各部分有不規(guī)則形狀，這是正常的，關鍵要求保持一致。</p><p>　?。?）如果在波形檢測設備0V電壓處顯示一條直線，則應：確認波形檢測設備和傳感器連接良好；確認相關的零件（曲軸）都在轉動；用示波器檢查傳感器的電源電路和發(fā)動機ECU的電源及接地電路；檢查電源電壓和傳感器參考電壓。</p><p>　?。?）如果在波形檢測設

59、備上顯示傳感器電源電壓處顯示一條直線，則應檢查傳感器接地電路的完整性；確認相關的零件都在轉動；如果傳感器的電源和接地良好，波形檢測設備顯示在傳感器供電電源電壓處一條直線，則很可能是傳感器損壞。</p><p>　　（5）如果有脈沖信號存在，應確認從一個脈沖到另一個脈沖的幅度、頻率和形狀等判定性依據(jù)。</p><p>　　數(shù)字脈沖的幅值必須足夠高（通常在起動時等于傳感器供電給電壓），兩個脈沖

60、間的時間不變（同步脈沖除外），并且形狀是重復可預測的。曲軸位置傳感器的正常波形：輸出電壓的幅值不變，頻率隨發(fā)動機轉速的變化而變化；電壓的水平上線達到參考電壓；電壓的水平下線幾乎到達接地電壓，若離地太高說明電阻太大或接地不良；電壓的水平上下線均為平滑直線；電壓的幅值等于參考電壓；波形為方形，電壓的轉變?yōu)榇怪敝本€。</p><p><b>　　3.6車速傳感器</b></p>&l

61、t;p>　　車速傳感器是用于檢測汽車車速的傳感器。XX汽車的車速傳感器是磁電式。磁電式車速傳感器是一個模擬交流信號發(fā)生器，它是由帶兩個接線柱的線圈及磁芯組成。這兩個線圈接線柱是傳感器的輸出端子，當鐵制的環(huán)狀翼輪（有時稱為磁組輪）隨車速轉動經(jīng)過傳感器時，便在傳感器的線圈中感應出一個交變循環(huán)的電壓信號。</p><p>　　其工作原理：磁組輪上的每個齒輪都將產生一個對應的脈沖，其形狀是一樣的，輸出信號的振幅（幅

62、值電壓）與磁組輪的轉速成正比（車速），信號的頻率大小表現(xiàn)與磁組輪的轉速大小。如圖3-6</p><p>　　圖3-6車速傳感器波形</p><p><b>　　波形分析：</b></p><p>　　上圖是XX汽車在車速大約50km/h時測試的車速傳感器信號波形。車輪轉動后，波形信號開始在示波器顯示中心線上下跳動，其波形信號的幅值和頻率與車速成

63、正比。所以，振幅、頻率和形狀是判定磁電式車速傳感器是否有故障的關鍵。</p><p>　　若磁電式車速傳感器的振幅正常，兩脈沖之間的時間不變及形狀相對固定，則磁電式車速傳感器沒有故障。若波形的形狀上出現(xiàn)尖峰高低不平，可能是傳感器的磁芯與磁組輪相碰造成，其原因可能是由于傳感器的軸襯或傳動部件失圓造成的；若波形信號的尖峰丟失，其故障原因可能是傳感器的磁組輪損壞或有缺陷造成。</p><p>　

64、　不同形式的傳感器，其波形的峰值電壓和形狀有輕微的差異。另外，</p><p>　　由于傳感器內部是一個線圈，所以故障是還往往與溫度有關。隨著溫度升高，波形會變得短很多，形狀變化也很大。一般情況下。車速傳感器最常見故障是根本不產生信號，如果汽車行駛，車速信號波形是一條水平的直線，則說明傳感器沒有信號。那么應該先檢查示波器和傳感器的連線，確定電路有沒有對地搭鐵，再確認運動部件是否轉動，確認傳感器氣隙是否正常，然后再

65、斷定傳感器的問題。</p><p>　　傳感器波形檢測是車輛波形檢測的重要組成部分，只有深刻領會傳感器波形的真正含義，才能在波形分析中，對故障產生原因有一個清醒的認識，提高哈飛汽車的故障診斷維修水平。</p><p>　　第四章 執(zhí)行器波形分析</p><p>　　汽車電控系統(tǒng)由發(fā)動機ECU控制，它是系統(tǒng)的核心控制元件，發(fā)動機ECU收集各種傳感器的數(shù)據(jù)，然后計算最佳

66、的燃油最佳的燃油噴射正時、噴油量、點火正時和怠速校正系數(shù)。最后，把計算結果和駕駛信號都提供給執(zhí)行器。</p><p>　　執(zhí)行器負責執(zhí)行發(fā)動機ECU計算出的結果，執(zhí)行器出現(xiàn)故障，會使整個系統(tǒng)工作紊亂。利用示波器檢查執(zhí)行器的波形，從而對執(zhí)行器的故障進行診斷和維修是一種非常有效的方法，下面介紹怎么利用汽車示波器，檢查XX汽車各種執(zhí)行器的波形，從而發(fā)現(xiàn)執(zhí)行器的故障并進行診斷。</p><p>　

67、　4.1 噴油驅動器波形分析</p><p>　　電子燃油噴射器由ECU通過一個驅動三極管提供一個路徑給噴射器，當三極管導通時，電流流經(jīng)噴射器與三極管至地，形成磁場力。當磁場力上升到足以克服回味彈簧的壓力、針閥的重力和摩擦的合力時，針閥開始升起，噴油過程開始，燃油噴射的時間可以表示為毫秒（ms）級的脈沖寬度。當噴油脈沖截止時，回味彈簧的壓力使針閥重新關上。</p><p>　　哈飛XX汽車

68、采用飽和型噴油驅動器，電控系統(tǒng)是多點燃油噴射，控制方式是順序噴射。</p><p>　　具體波形如下圖4-1，發(fā)動機控制電腦接地電路接通時，驅動三極管打開，吸起噴油器中的針閥，開始噴油。當控制電腦斷開控制電路時，驅動三級管被切斷，噴油停止。同時電磁場發(fā)生突變，由噴油器線圈的磁場衰減產生峰值電壓。噴油時間和峰值電壓在波形圖上很清楚地反映出來。</p><p>　　噴油驅動器出現(xiàn)故障，主要存在

69、以下現(xiàn)象：怠速不良、加速不良、不能起動（起動困難）等。</p><p><b>　　圖4-1噴油器波形</b></p><p><b>　　噴油器啟動試驗：</b></p><p>　　在發(fā)動機不能起動的情況下，可以通過測試噴油器波形觀察起動時ECU是否工作以及噴油的變化情況。如果噴油驅動器有故障，就可能沒有一點脈沖信號，

70、是條0V或12V的水平線。</p><p>　　對不能啟動的發(fā)動機，一旦排除機械故障后，用示波器快速檢查噴油器電路、曲軸和凸輪軸位置傳感器以及點火初級電路，就可以斷定故障產生的原因。這是示波器的重要應用。</p><p><b>　　4.2 速度調節(jié)器</b></p><p>　　哈飛XX汽車怠速調節(jié)器采用步進電機型式</p>&

71、lt;p>　　功能：提供怠速旁通空氣道，并通過改變通道截面積控制旁通空氣量，實現(xiàn)發(fā)動機怠速工況時轉速的閉環(huán)控制。</p><p>　　原理：步進電機實際上是一個微型電機，其定子是一個多相線圈繞組，轉子是一個永久磁鐵，同時有一根螺線軸穿過永久磁鐵，兩者是螺紋接觸。將由永久磁鐵構成的轉子的旋轉運動變成直線運動的進給絲桿，然后帶動閥心運動，控制通道面積的大小，從而達到調節(jié)旁通空氣截面的目的。ECU根據(jù)節(jié)氣門開啟角

72、度和車速信號判定發(fā)動機處于怠速工況，按一定順序使晶體管依次導通，分別向怠速步進電動機4個繞組線圈供電，驅動步進電動機旋轉，調節(jié)旁通空氣通道的開度，從而調節(jié)旁通空氣量，使發(fā)動機轉速達到目標怠速。如圖4-2</p><p>　　圖4-2怠速控制器波形</p><p>　　怠速由發(fā)動機轉速傳感器來檢測，并反饋給電控單元，電控單元控制怠速在預定的程序設定的保持范圍內?？刂齐娔X從例如空調壓縮機的開關

73、、蓄電池充電指示、動力轉向開關和空擋/停車檔開關等附屬設備中接受數(shù)字開關的輸入信號，每個開關都會觸發(fā)預定設定的怠速補償命令并傳送給怠速控制器，當節(jié)氣門關閉、發(fā)動機轉速至最低值以下或穩(wěn)定車速時，怠速控制系統(tǒng)通常開始起作用，電控怠速閥允許空氣繞過節(jié)氣門流動，產生類似與微微打開節(jié)氣門效果。</p><p>　　4.3 碳罐控制閥TEV</p><p>　　功能：控制蒸發(fā)排放控制系統(tǒng)中再生氣流的流

74、量。</p><p>　　原理：蒸發(fā)排放控制系統(tǒng)中的碳罐吸收來自油箱的油蒸汽，直至油蒸汽飽和。電子控制器控制碳罐控制閥打開，新鮮空氣與碳罐中飽和油蒸汽形成再生氣流，重新引入發(fā)動機進氣管。閥內設有電磁線圈，根據(jù)發(fā)動機不同工況，電子控制器改變輸送給電磁線圈脈沖信號的占空比，從而改變閥的開度。此外，閥的開度還受閥兩端壓力差的影響。</p><p>　　圖4-3碳罐清洗電磁閥波形</p>

75、;<p>　　如上圖示4-3，汽車達到預定的車速（25km/h），控制電腦開始用可變的脈寬調制信號推動電磁閥去打開清洗閥。當減速時，這個信號停止，同時電磁閥關閉。汽車只要滿足上述條件的，那么這個過程都會發(fā)生。</p><p>　　當看到碳罐清洗電磁閥的尖峰高度變短，則說明碳罐清洗電磁閥可能短路；或發(fā)生完全沒有信號（一條直線），這說明可能控制電腦故障，也可能控制電腦沒有接受到“清洗”條件信號，或是連線

76、或插頭的故障。</p><p>　　XX車起步后，沒有達到25km/h車速的，則不進行清洗碳罐電磁閥（沒有控制電腦給清洗罐的信號）。另外，一旦ECU無法控制清洗碳罐電磁閥時，就會使混合氣非常濃，從而引起行駛性能和排放故障。</p><p>　　4.4 EGR電磁閥</p><p>　　當發(fā)動機燃燒溫度過高時，EGR系統(tǒng)將廢氣引入進氣歧管，沖談空氣燃油混合比，降低燃燒

77、溫度，限制氮氧化物的形成與排放。廢氣再循環(huán)閥系統(tǒng)何時開始工作以及流量多少，對排放和行駛性是非常重要的。</p><p>　　EGR控制電磁閥是一種由電磁線圈操縱的真空開關閥，用來調節(jié)傳到EGR閥的真空信號。它由電腦控制，根據(jù)工作循環(huán)信號(ON/OFF)進行工作。當接通點火開關時，EGR控制電磁閥與電瓶接通，當發(fā)動機達到正常工作溫度時，ECU根據(jù)與之對應的傳感器信號，如：冷卻液溫度傳感器、進氣溫度傳感器、節(jié)氣門位置

78、傳感器、轉速傳感器，送來的信號，確定發(fā)動機目前的工況，輸出指令，循環(huán)開關電磁閥，從而控制EGR打開或關閉，使廢氣再循環(huán)進行或停止。如下圖4-4</p><p>　　圖4-4EGR電磁閥波形</p><p>　　發(fā)動機達到廢氣再循環(huán)工作的條件，控制電腦開始用變化的脈寬調制信號推動電磁閥，加速時會加大廢氣再循環(huán)需求，在怠速和減速時，信號中斷閥關閉，不需要廢氣在循環(huán)，在任何時候，只要條件適合，這

79、個過程隨時都可能發(fā)生。</p><p>　　出現(xiàn)故障時，波形信號尖峰高度變短，說明廢氣再循環(huán)電磁閥線圈短路。若發(fā)現(xiàn)完全沒有信號，這可能是控制電腦故障，控制電腦的廢氣再循環(huán)控制條件沒有滿足，或連接線和插頭的故障。</p><p>　　XX汽車要在汽車開始行駛和無制動的駕駛中，才能進入廢氣再循環(huán)流動，否則控制電腦就不會給廢氣再循環(huán)真空電磁閥信號。</p><p>　　本

80、章進行了XX汽車的各種執(zhí)行器的波形分析，包括噴油驅動器、怠速調節(jié)器、碳罐控制閥、EGR電磁閥，通過測試常見故障的波形，及執(zhí)行器正常時的波形特點。只有正確理解波形信號的含義，才能對利用波形分析技術進行故障診斷有所幫助。</p><p>　　第五章 XX汽車波形分析實例</p><p>　　5.1XX汽車點火初級線圈電流波形分析</p><p>　　對XX汽車，如果懷疑

81、點火線圈短路或ECU點火開關晶體管有故障，可以用幾種方法進行診斷。</p><p>　　（1）使用萬用表檢測點火初級線圈的電阻值，這是對初級點火線圈靜態(tài)測量,檢查是否在規(guī)定范圍內。</p><p>　?。?）對點火初級線圈更精確的動態(tài)測量包括：用分析電流波形的方式在工作狀態(tài)下測試電流值。另外，在點火初級線圈電流測試中，可以對ECU點火開關晶體管的工作狀態(tài)進行檢查，能夠確認在ECU點火開關晶

82、體管中的電路運行極限電流是否合適。</p><p>　　進行這個試驗需要示波器的附件--電流鉗，汽車示波器的內部設置可以不做任何的改動就能直接插上電流鉗，只需要做初始設置就可以使用了，在任何時候，這種電流鉗都可以用來檢查任何電磁閥線圈(噴油器等)、點火線圈或開關電路。</p><p><b>　　試驗方法：</b></p><p>　　起動發(fā)動

83、機并怠速運轉，在使故障重復的條件下，加速發(fā)動機或駕駛汽車。如果發(fā)動機不能起動，就打開起動機讓發(fā)動機轉動，然后觀察示波器顯示。</p><p><b>　　波形結果：</b></p><p>　　當電流開始流入點火初級線圈時，由于線圈特定的電阻和電感特性，引起波形以一定的斜率上升，點火初級電路先提供0-6安培電流給點火線圈，當?shù)竭_允許最大電流時(5-6安培)，在點火模塊

84、中的限流電路就開始起作用。這使得波形頂部變平，在點火初級線圈的“導通時間”(或閉合角)內電流波形的頂部保持平直。當點火模塊關斷電流時，電流波形幾乎是垂直下降，點火線圈的電流將下降至0安培。在每一個點火循環(huán)中，這個過程都重復出現(xiàn)。</p><p>　　重要的是，當電流開始流入點火線圈時，觀察點火線圈的電流波形，如果在其左側幾乎是垂直上升的，這就說明點火線圈的電阻太小了(短路)，這可能造成行駛性能故障，并損壞ECU中

85、開關晶體管。</p><p>　　電流波形的初始上升達到峰值的時間通常是不變的，這是由于充滿一個好的點火線圈的電流所用的時間是保持不變的(隨溫度有輕微變化)。發(fā)動機控制電腦增加或減少點火線圈的導通時間，從而控制流入點火線圈的電流的大小。如圖5-1</p><p>　　圖5-1點火初級線圈電流波形</p><p>　　5.2XX汽車壓力傳感器波形的測試</p&g

86、t;<p>　　關閉有附屬電氣設備，啟動發(fā)動機，并使其怠速運轉，怠速穩(wěn)定后，檢查怠速輸出信號電壓。做加速和減速試驗，得到圖5-2中的波形出現(xiàn)。</p><p>　　將發(fā)動機轉速從怠速加到節(jié)氣門全開（加速過程中節(jié)氣門緩加速打開），并持續(xù)約2秒鐘，不宜超速。</p><p>　　再減速回到怠速狀況，持續(xù)約2秒鐘；</p><p>　　再急加速至油門全開，然

87、后再回到怠速；</p><p>　　將波形定位在屏幕上，觀察波形并進行分析。</p><p>　　圖5-2進氣歧管壓力傳感器波形</p><p><b>　　波形分析結果：</b></p><p>　　從XX轎車資料中可查到在不同的真空度下的輸出電壓值，將這些參數(shù)與示波器顯示的波形進行比較。通常進氣壓力傳感器的輸出電壓在

88、怠速是1.25V，當節(jié)氣門全開時略低于5V，全減速時接近0V。如果波形雜亂或干擾太大，在傳送到發(fā)動機ECU后，發(fā)動機ECU中的信號處理電路會清除雜波干擾。</p><p>　　XX轎車進氣壓力傳感器在真空度高時（全減速時80KPa）產生低的電壓信號（接近0V），而真空值低時（全負荷時接近10KPa）產生高的電壓信號（接近5V）。有些其它車型電控系統(tǒng)進氣壓力傳感器設計成相反方式，即當真空度增高時輸出電壓也增高。&l

89、t;/p><p>　　當進氣壓力傳感器有故障時，可以查閱維修手冊，波形的幅度應保持在接近的真空度范圍內，波形幅度的變化不應有較大的偏差。當傳感器輸出電壓不能隨發(fā)動機真空度變化時，在波形圖上可以明顯看出來，同時發(fā)動機將不能正常工作。</p><p>　　本章介紹了XX汽車點火初級線圈波形及進氣壓力傳感器波形的測試方法。了解了波形的測試方法方能更加快速有效的對車輛進行檢測與維修。</p>

90、;<p><b>　　致 謝</b></p><p>　　時間過的很快，兩年的大學生活就這么結束了，有些匆忙、有些不舍，卻也很充實。感謝我的母校讓我有一段值得回憶的快樂充實的大學生活。</p><p>　　感謝我的論文XX導師，指正了我論文中的諸多不足，使我的論文得以順利完成，在此對導師的細心指導表示衷心感謝！</p><p&g

91、t;　　在兩年的大學生活中還有很多老師和同學給予我學習和生活上的幫助，在此我向他們表示我衷心地感謝！</p><p>　　最后，祝母校蒸蒸日上！祝所有老師工作順利！</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　1].魯植雄.汽車電噴發(fā)動機波形分析圖解.江蘇科學技術出版社.2001-2.</p><p&g

92、t;　　[2].朱軍.電子控制發(fā)動機電路波形分析.機械工業(yè)出版社.2004-5.</p><p>　　[3].張建俊.汽車檢測與故障診斷技術.機械工業(yè)出版社.1999-10.</p><p>　　[4].哈飛XX轎車維修手冊.哈飛汽車研發(fā)中心.2005.</p><p>　　[5].陳華中.發(fā)動機電子控制系統(tǒng).吉林科技出版社.2002-2.</p>&

93、lt;p>　　[6].宋福昌.汽車傳感器識別與檢測圖解，電子工業(yè)出版社.2003-6.</p><p>　　[7].李涵武.汽車電器與電子技術.哈爾濱工業(yè)大學出版社.2003.</p><p>　　[8].李東江.汽車電控系統(tǒng)的萬用表檢測，機械工業(yè)出版社.2003-4.</p><p>　　[9].趙學敏.汽車電氣系統(tǒng)構造與維修，國防工業(yè)出版社.2003-1.