北京工業職業技術學院畢業論文用紙 | 北京工業職業技術學院北京工業職業技術學院 汽車檢測與維修專業汽車檢測與維修專業 畢畢 業業 設設 計計 系系別別機電工程系 專業班級專業班級汽車檢測與維修 0831 姓姓名名 學學號號 指導教師指導教師 聯系方式聯系方式 E-mail 北京工業職業技術學院畢業論文用紙 1 北京工業職業技術學院北京工業職業技術學院 汽車波形分析與檢驗汽車波形分析與檢驗 目目錄錄 摘要 - 3 第 1 章緒論- 5 1.1 波形分析法概念- 5 1.2 故障診斷機理- 5 1.3 信號的類型。- 5 1.4 信號特征- 6 1.5 波形診斷分析機理- 6 第 2 章波形分析- 7 2.1次級高壓電火波形分析- 7 2.11 分電器點火次級陣列波形- 7 2.12 分電器點火次級陣列波形（急加速）- 8 2.13 分電器點火次級單缸波形- 9 2.14 電子點火(EI)次級單缸波形-11 2.15 電子點火次級單缸急加速波形-13 2.16 無分電器/電子點火線圈壓力試驗-14 2.17 電子點火作功及排氣點火測試-16 2.2初級低壓點火波形分析-17 北京工業職業技術學院畢業論文用紙 2 2.21 點火初級閉合角波形-17 2.22 點火初級線圈電流波形-19 2.23 分電器點火初級陣列波形-21 2.24 分電器初級陣列波形(調整時基和觸發)-22 2.25 分電器初級單缸波形-23 2.26 電子點火初級單缸波形-24 2.27 點火正時及參考信號-24 第 3 章 故障案例-28 3.1 噴油器電阻過大-28 3.2 噴油器供電線路虛接-28 3.3 噴油器線圈短路-29 致謝-30 參考文獻-31 北京工業職業技術學院畢業論文用紙 3 摘要摘要 隨著汽車電子信息技術的迅速發展，汽車上裝用的電子設備越來越多，這 就對今天的汽車故障診斷提出了新的挑戰。如何快速、準確地診斷出汽車電子 控制系統故障，是現代許多汽車維修人員面臨的難題。 眾首周知，對電控系統的故障診斷大致有四種方式：萬用表診斷，故障碼 診斷，數據流分析和波形分析。目前，我國汽修行業對解碼器的使用已十分普 遍，大多數維修人員都掌握了利用解碼器對故障的診斷。但是，準確診斷汽車 故障只有解碼器是不夠的。有維修經驗的人都知道，絕大都數解碼器只能解決 當儀表板上的“故障燈”亮時系統所監測到的故障，但問題是系統故障燈不亮 時而故障碼存在情況，如汽車電子控制系統中的傳感器和執行器在長時間的使 用過程中會磨損、腐蝕、老化、變形等。它們的性能也隨之變差，此時電控單 元往往就不能判定它們有故障。此外，即使 “故障燈”亮時解碼器讀出了故 障碼，有時也很難判斷一個復雜電控系統的故障部位，此時利用檢測設備中的 示波器功能對所懷疑部位進行波形測試，便可使維修人員快速了解被檢測部件 的工作性能，從而快速找到故障零部件。 關鍵詞：波形分析故障診斷點火峰值 Abstract With the rapid development of automobile electronic information technology, Auto fit with a growing number of electronic devices, which in todays automobile fault diagnosis presented new challenges. How to fast, accurate diagnosis of automotive electronic control system, is the modern challenges faced by many automotive maintenance staff. The first known, on the fault diagnosis of electric control system there are basically four ways: multimeter diagnosis, diagnostic fault codes, data flow analysis and waveform analysis. At present, Chinas automobile repair industry on the use of decoders has been widespread, most maintenance staff have mastered the use of a decoder to fault diagnosis. However, accurate fault diagnosis of automobile only 北京工業職業技術學院畢業論文用紙 4 decoder is not enough. Maintenance experience knows that, most of the vast number decoder can only be resolved when the dashboard fault light light failure detected by the system when, but the problem is the system fault light to be lit and fault code existence, such as sensors and actuators in automotive electronic control system in use for a long time wear, corrosion, ageing, during deformation. Their performance also variation, electronic control units often cannot determine at this time they failed. In addition, even if fault light light decoder when read out of the trouble code, sometimes its difficult to tell a complex electronic control system fault, oscilloscope features in using detection devices at this time to wave the suspect parts test, it can be detected so that maintenance personnel quickly understand is part of work performance to quickly isolate the failing component. Keyword:Waveform analysisFault diagnosisIgnition peak 北京工業職業技術學院畢業論文用紙 5 第第 一一 章章緒論緒論 一、波形分析法概念一、波形分析法概念 波形分析法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（即電壓隨時間的變化的電信號） ，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，分析指出其中的差異，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，還可以用緩慢顯示這些波形信號方法，以便 我們一邊觀察一邊分析。 二、故障診斷機理二、故障診斷機理 汽車電子控制系統的工作原理是電控單元通過接收各個傳感器輸入的電子信 號， 識別其電子信號特征， 并依據 CPU 內存信息和這些電子信號特征不同來控 制執行器動作，從而保證汽車的正常運行。當某些電子信號發生異常時，表明 汽車存在著與之相對應的某些故障，因此可以通過汽車示波器檢測這些電子信 號，并分析其信號特征變化來進行汽車故障的診斷。 三、信號的類型三、信號的類型 1、直流信號。 直流電壓信號主要有蓄電池電壓或控制電腦輸出的傳感器參考電壓等。傳感器 信號主要有發動機冷卻水溫度、進氣溫度傳感器、節氣門位置傳感器。 、交流信號。 在汽車中產生交流信號的傳感器和裝置有：車速傳感器、輪速傳感器、 電磁式曲軸轉角傳感器和凸輪軸轉角傳感器等。 、頻率調制信號。 在汽車中產生頻率調制信號的傳感器和裝置有：數字式空氣流量計、霍爾式曲 軸和凸輪軸轉角傳感器、數字式進氣壓力傳感器等。 北京工業職業技術學院畢業論文用紙 6 、脈寬調制信號。 在汽車中產生脈寬調制信號的傳感器和裝置有：初級點火線圈、電子點火 正時電路、噴油器、控制電磁閥、怠速控制馬達等。 四、信號特征四、信號特征。 汽車發動機電控單元是通過分辨各類電子信號的特征來識別各個傳感器 電路的各種信息，并根據這些特征來發出各種命令，指揮不同的執行器動作。 當這些電子信號的特征發生變化時，電控單元即可準診斷出汽車的故障部位。 我們把這些汽車電子信號的基本特征幅度、頻率、脈沖寬度、形狀和陣列， 稱為“依據”用來評定故障現象。具體內容如下： 1、幅度。電子信號在一定點上的瞬時電壓，用于識別電信號峰值要求。 2、頻率。信號的循環時間，即電子信號在兩個事件或循環之間的時間， 一般每秒的循環次數，識別電信號在規定時間帶的變化次數、變化的快慢。 3、脈沖寬度。電子信號所占的時間或占空比， 4、形狀。電子信號的外形特征，如它的曲線、輪廓、上升沿、下降沿等。 5、陣列。組成專門信息信號的重復方式，如同步脈沖或串行數據等。 五、波形診斷分析機理。五、波形診斷分析機理。 汽車中的每個電子信號都可以用以上評定依據中的一個或多個特征組成。 電子信號類型與評定依據之間的關系如表所示。每個電子信號必然與一個或 多個評定依據相對應，以便計算機系統確定是什么類型的電子信號。 北京工業職業技術學院畢業論文用紙 7 2.12.1 次級高壓電火波形分析次級高壓電火波形分析. . 一一. .分電器點火次級陣列波形分電器點火次級陣列波形 通過測試分電器點火次級陣列波形可以有效地檢查車輛行駛性能及排放 問題產生的原因，該波形主要用來檢查短路極開路的火花塞高壓線及由于積炭 而引起的點火不良的火花塞。由于點火次級波形明顯的受到各種不同發動機. 燃油系統和點火條件的影響，所以它能夠有效的檢查出發動機機械部件和燃油 系統部件以及點火系統部件的故障。而且一個波形的不同部分還分別能夠指明 在氣缸中的那個部件或那個系統有故障。 實驗方法：啟動發動機或路試汽車，使行駛故障火電不良等情況出現，并 調整觸發電平直到波形穩定，使發動機轉速數值可以清楚的顯示在顯示屏上。 并確定幅值.頻率.形狀和脈沖寬度等判定性尺度。 波形分析見圖 2-1 第一缸點火峰值顯示在最左邊，其余的點火波形顯示按 發動機點火順序一次從左至右排列。觀察各缸點火波形是否一致，各缸的點火 峰值電壓高度是否一致，各缸之間任何的差別都表示有故障。如果有一缸的點 火峰值明顯比其它缸高，說明點火次級系統中存在較高的電阻。這說明點火高 壓線可能開路或電阻太大。反之如果有一個缸的點火波形峰值比其它缸的低， 則可能是點火高壓線短路或火花塞間隙過小.火花塞受污染或壞損。 北京工業職業技術學院畢業論文用紙 8 圖 2-1分電器點火次級波形 二二. .分電器點火次級陣列波形（急加速）分電器點火次級陣列波形（急加速） 點火次級急加速高壓測試是為了判定最大電壓或確定在一組氣缸中某一 給定氣缸的點火電壓，這個測試可以幫助查出在重負荷或急加速時的點火不 良，它能夠提供關于各缸的點火和燃燒質量非常有價值的資料。由于點火次級 波形明顯地受到不同發動機、燃油系統和點火狀況的影響，所以它能夠有效地 檢測出發動機機械部件和燃油系統部件以及點火系統部件的故障，波形的不同 表明任一特定氣缸中的部件或系統的故障。 試驗方法：起動發動機或駕駛汽車使行駛性能故障或點火不良等情況出 現，確定幅值、頻率、形狀和脈沖寬度等判定性尺度是各缸一致的，特別是在 急加速或高負荷時。 波形分析見圖 2-2 各缸之間點火峰值電壓高度應基本相等，在急加速或高 負荷條件下由于氣缸壓力的增加，所有點火峰值高度都將增加，任何其它的信 號峰值高度的實際偏離都意味著故障，一個高出很多的峰值說明這個氣缸的點 北京工業職業技術學院畢業論文用紙 9 火次級電路中有高電阻，這可能意味著點火高壓線開路或電阻太大，一個低的 峰值指示出點火高壓線短路或火花塞間隙過小、火花塞污損或破裂，在有負荷 或急加速時點火不良，同時還出現所有氣缸的點火峰值高度都低，這可能意示 著點火線圈性能差。 圖 2-2分電器點火次級波形（急加速） 三三. .分電器點火次級單缸波形分電器點火次級單缸波形 單缸波形測試主要用來： a.分析單個氣缸的點火閉合角(點火線圈充電時間)； b.分析點火線圈和次級高壓電路性能(從點火線至點火電壓線)； c.查出單缸不適當的混合氣空燃比(從燃燒線)； 北京工業職業技術學院畢業論文用紙 10 d.分析電容性能(白金或點火系統)； e.查出造成氣缸失火的火花塞(從燃燒線)。 這個測試能為提供關于每個氣缸的燃燒質量非常有價值的資料。如果有必 要甚至可以有行駛條件進行此項測試。由于點火次級波形明顯受不同發動機、 燃油系統和點火條件影響，它對檢測發動機機械部分和燃油系統部件及點火系 統部件的故障是有用的。波形的不同部分能指明任一特定氣缸的某些部件和系 統的故障。參照波形各部分的指示看波形特定段的相關部件運行狀況。汽車示 波器屏上用數字的方式顯示出波形各部分的判定參數。 試驗方法：按照行駛性能故障或點火不良等情況出現的要求來起動發動機 或駕駛汽車。確認各缸幅值、頻率、形狀和脈沖寬度等判定性尺度的一致性， 檢查對應特定部件的波形部分的故障。 波形分析見圖 2-3流入點火線圈的電流：觀察點火線圈在開始充電時， 保持相對一致的波形的下降沿，這表明各缸一致的閉合角及點火正時的精確。 點火線：觀察跳火電壓的高度一致性，一個太高的跳火電壓(它甚至超過 了示波器的顯示屏)表明在點火次級電路中存在著高電阻(例如開路或損壞的 火花塞、高壓線或是火花塞過大時間隙)，一個太短的跳火電壓線，表明點火 次級電路電阻低于正常值(污濁和破裂的火花塞和漏電的火花塞高壓線等)。 火花或燃燒電壓：觀察火花或燃燒電壓保持相對一致性，這表明火花塞工 作的一致性和各缸空燃比，如果混合比太稀，燃燒電壓就比正常值低一些。 燃燒線：觀察火花或燃燒線應十分“干凈” ，沒有過多的雜波在燃燒線上， 過多的雜波表明氣缸點火不良，由于點火過早、噴油器損壞、污濁火花塞或其 它原因。燃燒線的持續時間長度表明汽車缸內異常稀或異常濃的混合比。過長 的燃燒線(通常超過 2 毫秒)表示混合氣濃， 過短的燃燒線(通常少于 0.75 毫秒) 表示混合氣稀。 點火線圈振蕩：觀察在燃燒線后面最少兩個，最好多于三個的振蕩波，這 北京工業職業技術學院畢業論文用紙 11 表明點火線圈和電容器(在白金或點火系統)是好的。 動態峰值檢查顯示方式對發現各缸點火過程中的間歇性故障十分有用。 圖 2-3 分電器點火次級單缸波形 四四. .電子點火電子點火(EI)(EI)次級單缸波形次級單缸波形 a.分析單個氣缸的點火閉合角(點火線圈充電時間)； b.分析點火線圈和次級高壓電路性能(從點火線至點火電壓線)； c.查出單缸不適當的混合氣空燃比(從燃燒線)； d.分析電容性能(白金或點火系統)； e.查出造成氣缸失火的原因(污濁或破裂的火花塞，從燃燒線)。 這個測試能提供關于每個氣缸的燃燒質量非常有價值的資料。如果有必要 甚至可以在行駛條件進行此頂測試。由于點火次級波形明顯受不同發動機、燃 油系統和點火條件影響，它對檢測發動機機械部分和燃油系統部件及點火系統 部件的故障是有用的。波形的不同部分能指明任一特定氣缸的某些部件和系統 北京工業職業技術學院畢業論文用紙 12 的故障。參照波形圖的指示點看波形特定段的相關部件運行狀況。汽車示波器 顯示屏上用數字的方式顯示出波形各部分判定參數。 試驗方法：按照行駛性能故障或點火不良等情況出現的要求來起動發動機 或駕駛汽車，在排氣行程火花塞點火系統，調整示波器電壓比例在 5 千伏至 10 千伏/格之間，這樣可以保持作功行程點火的正常顯示。確認各缸幅值、頻率、 形狀和脈沖寬度等判定性尺度的一致性，檢查對應特定部件的波形部分的故 障，在加速或高負荷下。 波形分析見圖 2-4 點火線：觀察各缸跳火電壓高度的一致性，在急加速或 高負荷時，由于燃燒壓力的增加，跳火峰值電壓將會增高。任何與其它信號峰 值高度的實際偏差都可能意味著故障。 火花或燃燒電壓：觀察火花或燃燒電壓保持相對一致性，這表明火花塞工 作的一致性和各缸空燃比，如果混合比太稀，燃燒電壓就比正常值低一些。 燃燒線：觀察火花或燃燒線應十分“干凈” ，沒有過多的雜波在燃燒線上， 過多的雜波表明氣缸點火不良，由于點火過早噴油器損壞，污濁火花塞或其它 原因。燃燒線的持續時間長度表明氣缸內異常稀或異常濃的混合比。過長的燃 燒線(通常超遠 2 毫秒)表示混合氣濃，過短的燃燒線(通常少于 0.75 毫秒)表 示混合氣稀。 點火線圈振蕩：觀察在燃燒線后面最少兩個，最好多于三個的振蕩波，這 表明點火線圈和電容器(在白金或點火系統)是好的。 動態峰值檢測顯示方式對發現各缸點火過程中的間歇性故障十分有用。 北京工業職業技術學院畢業論文用紙 13 圖 2-4 電子點火(EI)次級單缸波形 五五. .電子點火次級單缸急加速波形電子點火次級單缸急加速波形 電子點火次級單缸急加速測試用于確定最大擊穿電壓或指定氣缸燃燒峰 值電壓與其它缸的關系。這個測試最初用來診斷當大負荷或急加速時是否出現 斷火現象。這個測試能提供關于單缸燃燒和點火質量的有用信息。影響點火次 級波形的因素有發動機機械部分，燃燒系統和點火條件。所以，通過點火次級 波形的測試可診斷發動機機械部件，燃燒系統部件以及點火系統部件存在的故 障。波形的不同部分能對于應判斷指定氣缸的部件或系統存在的故障。 試驗方法：按照行駛性能故障或點火不良等情況出現的要求來啟動發動機 或路試汽車。 在無分電器的點火系統中調節示波器電壓比例在 510kw/格之間， 這樣可以保證發動機氣缸做功行程點火的正常顯示。確定各缸幅值頻率形狀和 脈沖寬度等判定性尺寸的一致性，在加速或高負荷下檢查對應特定部件的波形 部分的故障。 波形分析見圖 2-5 為電子點火次級單缸急加速波形。觀察各缸擊穿電壓高 北京工業職業技術學院畢業論文用紙 14 度是否一致。在急加速或高負荷時，由于燃燒壓力的增加，其峰值電壓將隨之 增高，當與其他缸信號峰值高度出現偏差時，意味著此缸想對系統存在故障。 過高的峰值電壓表明在該缸點火次級電路中存在高電阻，它意味著電路斷路， 火花塞線電阻過高，火花塞間隙過大。如果峰值電壓太低，表明點火高壓線短 路，火花塞間隙過小，火花塞破裂和火花塞油污。出現有負荷時斷火或急加速 時所有氣缸的峰值都低的情況，意味著點火線圈不良。 見圖 2-4 電子點火次級單缸急加速波形 六六. .無無分電器分電器/ /電子點火線圈壓力試驗電子點火線圈壓力試驗 這個測試步驟在最苛刻的工作方式下-曲軸旋轉但不送燃油噴射進氣缸 時，測試點火線圈最大輸出，在許多不同情況和壓力條件下(混合比變化，燃 燒室紊流，極大的燃燒壓力等)，點火線圈都必須有能力提供必要的點火電壓， 點火線圈被設計成在任何正常發動機工作方式下，都有能力提供超出所需要的 最大電壓。然而，振動、熱疲勞、點火高壓線圈的高電阻和其它因素可能導致 北京工業職業技術學院畢業論文用紙 15 點火線圈旱期損壞，這個試驗對發現點火線圈在有負荷的情況下(例如加速)， 出現時間歇性點火不良或起動困難及無法起動是有用的。 這個試驗即可在分電器點火系統也可在無分電器點火系統中執行，在分電 器點火系統中只需要用汽車示波器的一個通道，而對無分電器點火系統(一個 點火線圈給兩個氣缸點火)汽車示波器上的兩個通道都要用，一個用于作功行 程火花塞上，另一個用于排氣行程火花塞上，當起動時，火花塞在無燃料的情 況下，在氣缸內點火，這時它需要最大值的點火電壓“跳火” ，最大點火電壓 將會顯示在示波器上。 試驗方法：噴油器不工作或切斷燃油輸送系統(燃油泵等)，以防止起動發 動機發動著車，然后起動發動機，觀察示波器法形。 波形分析見圖 2-6 確定波形上點火峰值電壓，通常在新式或高能點火系統 中，波形上點火電壓大約在 15 千伏附近到超過 30 千伏，點火電壓因火花塞間 隙，發動機氣缸壓縮比和混合氣空燃比不同而有所差異，在雙火花塞(EI)系統 中，在排氣行程的火花塞峰值電壓要比在作功行程的火花塞峰值電壓低接近于 5 千伏。 在判斷低峰值電壓的點火線圈是否可用時，應先確認火花塞和高壓線是否 完好，在測試時，短路的火花塞高壓線或低電阻火花塞(間隙上、污損)可能導 致點火線圈輸出電壓低。 北京工業職業技術學院畢業論文用紙 16 圖 2-6 無分電器/電子點火線圈壓力試驗 七七. .電子點火作功及排氣點火測試電子點火作功及排氣點火測試 如圖圖 2-7 點火次級作功及排氣點火波形顯示對測試電子式點火線圈是有 效的方法，點火次級作功及排氣點火波形顯示可以用于測試電子點火系統工作 狀況的幾個方面： a.分析單個氣缸的點火閉合角(點火線圈充電時間)； b.分析點火線圈和次級高壓電路性能(從點火線至點火電壓線)； c.查出單缸不適當的混合氣空燃比(從燃燒線)； d.分析電容性能(白金或點火系統)； e.查出造成氣缸失火的原因(污濁或破型的火花塞，從燃燒線)。 北京工業職業技術學院畢業論文用紙 17 圖 2-7 電子點火作功及排氣點火測試 2.2.2 2 初級低壓點火波形分析初級低壓點火波形分析 一一. .點火初級閉合角波形點火初級閉合角波形 自從點火系統發明以來，點火初級閉合角測試是必不可少的調整步驟，現 在，有了先進的便攜式汽車示波器技術，能夠在示波器屏幕上觀察波形的同時 看到點火初級閉角的數字顯示，所有的一切操作都在的手掌中，如果必要，甚 至可以在路試之中進行操作。 然而，電子點火控制系統的出現，使閉合角調整已不存在了，它改由發動 機控制電腦來控制。現代發動機控制電腦含有最優化的點火控制圖，它對點火 正時、閉合角等其它因素的控制比傳統的白金-電容系統要精確的多，這對發 動機性能和尾氣排放都很有益。 但發動機控制電腦以及它們的線路系統和點火控制模塊都可能出故障，所 以初級點火閉合角測試仍然是有用的，由于點火初級和次級線圈的互感作用， 在點火次級發生跳火狀態會反饋給初級電路，因此點火初級波形顯示就平常有 北京工業職業技術學院畢業論文用紙 18 用。初級點火閉合角顯示主要用來： a.分析單個氣缸的點火閉合角(點火線圈充電時間)； b.確定平均閉合角的度數或毫秒數； c.分析點火線圈和初級電路性能(從點火高壓線)； d.分析電容性能(白金或點火系統)。 這個試驗能提供關于發動機控制電腦(或白金)的閉合角控制和精確等方 面的有用資料，如果有必要，甚至在行駛條件也可以提供。由于點火初級波形 非常容易受到不同的發動機、燃油系統和點火條件的影響，因此它對控制發動 機和燃油系統部件以及點火系統的部件的問題分析是有價值的。波形的不用部 分能表明任一特定氣缸中確定的部件或系統的故障，參見波形圖中對波形特定 部分和相關元件運行的說明框，汽車示波器在顯示屏上可以用數字顯示出波形 的特征值。 試驗方法：使發動機怠速運轉，再加速發動機或按照行駛性能出現故障或 點火不良發生的條件來起動發動機或駕駛汽車。確認各缸幅值、頻率、形狀和 脈沖寬度等判定性尺度的一致性，觀察對應特定部件的波形部分的問題，核實 初級點火閉合角是否在廠家資料規定的范圍內。 波形分析見圖 3-1 總體來說，應該密切注意當發動機負荷和轉速變化的閉 合角(脈沖寬度)的變化情況。動態峰值檢測顯示方式對發現各缸點火過程中的 間歇性故障非常有效。 北京工業職業技術學院畢業論文用紙 19 圖 2.2-1 點火初級閉合角波形 二二. .點火初級線圈點火初級線圈電流波形電流波形 如果懷疑點火線圈短路或點火模塊開關晶體管(或白金)有故障，可以用幾 種方法進行診斷。制造廠商規范可提供點火初級線圈的電阻范圍，這是對初級 點火線圈靜態測量。 對點火初級線圈更精確的動態測量包括：用分析電流波形的方式在工作狀 態下測試電流值(安培)，另外，在點火初級線圈電流測試中，可以對點火模塊 開關晶體管的工作狀態進行檢查，點火模塊電流級限的測試能夠確認在點火模 塊的開關晶體管中的電路運行級限電流是否合適。 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。汽車示波器還在顯示波形的同時用數字的方式顯示最大電流值。 試驗方法：起動發動機并怠速運轉，在使故障重復的條件下，加速發動機或駕 駛汽車。如果發動機不能起動，就打起動機讓發動機轉動，然后觀察示波器顯 北京工業職業技術學院畢業論文用紙 20 示。 波形分析見圖 2.21 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，波形上升的斜率是關鍵所在，通 常點火初級線圈電流波形會以 60 度角升(在 10 毫升/格時基下)，大多數新式 點火初級電路先提供 5-6 安培電流給點火線圈， 當到達允許最大電流的(5-6 安 培)，在點火模塊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。在每一 個點火循環中，這個過程在重復著。 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大小了(短路)，這可能 造成行駛性能故障，并損壞點火模塊中開關晶體管。 這個電流波形的初始上升相當于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)。 發動機控制電腦(逼迫點火模塊)增加或減少點火線圈的導通時間。 北京工業職業技術學院畢業論文用紙 21 圖 2.2-2 點火初級線圈電流波形 三三. .分電器點火初級陣列波形分電器點火初級陣列波形 點火線圈初級信號在動力傳動管理系統中是一個重要的診斷信號，點火線 圈初級信號一直是一個有價值的診斷項目。對于行駛性能故障，這個信號的應 用是最有效診斷的一部分。例如，不能起動、怠速熄火或行駛中熄火、點火不 良、喘抖等。當行駛性能故障僅僅發生在行駛或是間歇性出現時，由于便捷式 汽車示波器能夠隨車進行路試，所以它對點火初級信號就特別有用。 幾十年來，初級點火陣列波形一直是有效的對行駛性能故障的診斷內容。 由于點火次級燃燒的過程，可以通過初級和次級線圈的互感返回到初級電路， 所以從點火級上顯示的波形是非常有用的。 點火初級陣列波主要用于查出火花塞、高壓線的短路或斷路故障，或是查 出污損的火花塞，它是造成點火不良的主要原因，當點火級不易測試時(例如， 無火花塞高壓線的汽車)，測試點火初級波形就比較容易了。 這個試驗可以提供關于各缸燃燒質量非常有價值的資料，因為點火初級波 形受不同發動機、燃油系統和點火條件的影響，所以用它檢測發動機機械部分 和燃油系統部件及點火系統部件的故障是有用的。波形的不同部分指示出任一 氣缸相應部件或系統的故障。參照波形圖中相關部件相對應的波形特定段。氣 車示波器在顯示屏上可以用數字的方式顯示出波形的特征值。 試驗方法：讓發動機怠速運轉，按照行駛性能故障或點火不良發生的需要 來加速或駕駛汽車。確認各缸信號的幅值、頻率、形狀和脈沖寬度等判定性尺 度的一致性。 波形分析：見圖 2.23 跳火電壓線：觀察跳火峰值電壓高度各缸是否相對 一致。任何與其它信號相比高度發生實際改變的信號都意味著故障。一個比其 它氣缸低下很多峰值可能說明這個氣缸點火次級電路中存在著高電阻，這可能 意味著開路或火花塞高壓線電阻太高；一個比其它氣缸低很多的峰值可能說明 北京工業職業技術學院畢業論文用紙 22 氣缸火花塞高壓線短路、火花塞間隙小、火花塞破裂或污濁。 第一缸點火峰值顯示在最左側，其它各缸按點火順序從左至右排列。 圖 2.2-3 分電器點火初級陣列波形 四四. .分電器初級陣列波形分電器初級陣列波形( (調整時基和觸發調整時基和觸發) ) 如圖 2.2-4 這個波形的測試內容， 項目和方法與前面的分電器次級陣列波 形完全相同，只是在測試時要確認閉合角隨發動機的負荷及轉速的變化而改 變，還要根據缸數(4，6，8 缸)來調整時基(水平軸比例)使得所有氣缸峰值都 能同時顯示在屏幕上。 圖 2.2-4 分電器初級陣列波形(調整時基和觸發) 五五. .分電器初級單缸波形分電器初級單缸波形 如圖 2.2-5 點火初級單缸波形測試一直是行駛性能檢查的有效手段，由于 北京工業職業技術學院畢業論文用紙 23 點火次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 以點火初級波形是非常有用的。 這個波形的測試的內容、項目和方法與前面分電器次級單缸波形完全相 同，只是測試時要確認閉合角隨發動機的負荷和轉速變化而改變。 圖 2.2-5 分電器初級單缸波形 六六. .電子點火初級單缸波形電子點火初級單缸波形 如圖 2.2-6 電子點火初級波形測試對查出對應電子點火線圈的點火故障是 有效的測試。由于點火次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，所以點火初級是非常有用的，電子點火初級單缸波形的測試內 容、項目和方法與前面分電器初級單缸波形完全相同，只是在測試時要確認閉 合角隨發動機的轉速和負荷變化而改變的情況，另外還需要這個測試每個點火 線圈。 北京工業職業技術學院畢業論文用紙 24 圖 2.2-6 電子點火初級單缸波形 七七. .點火正時及參考信號點火正時及參考信號 波形點火系統需要幾個輸入信號才能正常工作， 它需要知道什么時候點火、 點火線圈通電的多長以及點火正時提前多少。在早期點火裝置中這些信息則是 由分電器，真空提前前點裝置和白金來提供，因此檢測部件的物理手段是最主 要診斷方法之一。 現在真空提前點火裝置， 分電器和白金幾乎不復存在了， 這當然是件好事， 點火系統仍然可以通過示波器的“眼睛”來檢查，電子點火正時(EST)從設計 上講是一個復雜系統， 但它并不是難以診斷的。 發動機控制電腦發出一個(EST) 信號給點火模塊或直接給點火線圈， 這個 EST 信號含有老式真空提前點火裝置， 分電器和白金所提供的全部信息，發動機控制電腦(PDM)只是收集并傳送不同 的信息。 電子點火正時(ECT)信號的頻率代替了老式的分電器和白金裝置-它告訴 點火線圈什么時候點火，電子點火正時信號的導通時間或脈沖寬度包含著閉合 角的信息， 這決定了每次點火時點火線圈充電時間的長短。 點火提前角信息(像 北京工業職業技術學院畢業論文用紙 25 老式的真空提前點火裝置)也由一個新的方法，即信號的導通時間或脈沖寬度 來提供。 發動機控制電腦用來自點火模塊的點火參號信號和其它輸入信號(例如： MAP，TPS，ECT 等信號)產生了電子點火正時信號。電子點火正時信號是返送給 點火模塊中另一個一開關晶體管的信號。這個開關晶體管用于控制點火線圈初 級電路，隨著發動機轉速的增減，電子點火正時信號頻率與點火參號信號頻率 同步變化。 發動機控制電腦主動不斷地控制電子點火正時信號的脈寬，而這個脈寬又 提供了初級點火閉合角和點火正時提前角的信息。 點火模塊根據曲軸位置傳感器信號產生數字信號就是點火參考信號。點火 模塊向發動機控制電腦發送點火參考信號，發動機控制電腦用這個信號正確的 控制噴油時間和電子點火正時輸出信號。點火參考信號是頻率調制數字信號， 這個信號的頻率隨發動轉速變化而變化。 試驗方法：起動或運轉發動機，使發動機怠速運轉，加速發動機或按行駛 性能故障發生時所需要的條件駕駛汽車。在加減速時，電子點火正時信號的脈 沖寬度將發生改變，脈沖寬度實際的改變量影響點火閉合角(點火線圈通電時 間)和確定點火提前量。 波形分析：見圖 2.2-7 確認脈沖和脈沖之間幅值、頻率和形狀等判定性尺 度的一致性，這就要求數字脈沖幅值足夠高，脈沖間隔時間和形狀是一致的， 同時也要注意下列因素： 觀察波形的一致性， 注意波形底部和頂部的直角， 觀察波形幅值的一致性， 所有的波形都應該是等高的，這是因為供電電壓不變的緣故。這些就是所一致 性的關鍵所在，確認波形對地電壓不會過高，因為電壓過高可能表明電阻或點 火模塊、控制電腦的接地不良。 觀察波形隨發動機異響及行駛故障的異常變化，這是為了證實信號出現的 北京工業職業技術學院畢業論文用紙 26 問題與顧客反映情況和行駛故障是否有關系。 如果出現在示波器上的波形異常，先檢查線路、接頭及示波器的連接。當 故障出現在示波器上的時候，搖動線束，這可以進一步確認電子點火正時信號 電路是否是問題的根源。 當起動發動機時看到一條平直的波形，也就是說沒有起動，這可能說明曲 軸位置傳感器、點火模塊、控制電腦、線路或插頭出了故障，如果看到不好的 或平直線信號，按順序找到信號起源處-曲軸位置傳感器，用示波器測試曲軸 位置傳感器的信號， 并從點火初級電路到點火模塊， 如果所有的地方都是好的， 那么就檢查點火模塊和控制電腦之間的信號，然后再檢查控制電腦返回點火模 塊的信號，最后檢查從點火模塊到點火線圈的初級信號。 在少數例子中，控制電腦內部將電子點火正時電路或點火參考電路接地， 產生一平直線波形(無信號)。 圖 2.2-7 點火正時號 北京工業職業技術學院畢業論文用紙 27 案例分析案例分析 案例案例 1 1：噴油器電阻過大 車型：2010 年日產天籟 發動機：VG30E 多點噴射 故障癥狀：怠速抖動。加速無力 故障診斷：先用故障診斷儀讀取故障碼，顯示系統正常。再用“維修工作 支持”功能進行斷缸實驗，發現 5 缸工作不明顯。用示波器檢查 5 缸點火波形， 波形顯示 5 缸點火正常。 然后再用示波器檢查 5 缸噴油器波形， 所測波形所示， 正常的噴油波形所示。VG30E 電噴系統對噴油器的控制采用飽和開關型控制方 式，當 ECU 接通噴油器電路，驅動噴油器噴油時，示波器上就會有一個接近 0 的電壓降，并保持一段時間。這個電壓降的時間就是噴油時間，當 ECU 切斷電 流關閉噴油器時，線圈產生的磁場就會消失。磁場發生的突變使線圈感生一個 峰值電壓，中箭頭所指部分。通過 2 個波形對比不難看出為故障波形。對 5 缸 北京工業職業技術學院畢業論文用紙 28 噴油器及其線路進行測量。發現 5 缸噴油器電阻。很大超過 11k 歐，正常的噴 油器電阻為 1315 歐。由于噴油器的限流作用，造成了所示的故障波形，更 換噴油器后故障排除。 案例案例 2 2：噴油器供電線路虛接 車型：2008 年豐田 卡羅拉 發動機：3SFE EFI 多點噴射 故障癥狀：發動機動力不足。加速有時回火無力 故障診斷：首先用點火正時燈檢查點火正時，點火正時正常。然后檢查汽 油壓力和進氣歧管真空度，都在正常范圍內。用示波器查看點火波形。波形顯 示各缸點火正常。再用示波器檢查噴油器波形。當檢查噴油器供電線路時，測 得波形所示，圖中箭頭所指部分表明噴油器供電電壓，在噴油器工作時出現了 過多的電壓降，達到了 5V。這說明供電電路中存在著虛接現象，致使噴油器在 工作時。流過噴油器勵磁線圈的電流太小而磁力下降。導致噴油器針閥打開速 度變慢噴油量減小。由此導致發動機動力不足。加速無力的故障。對供電電路 修理后故障排除。 案例案例 3 3：ECU 點火正時信號故障 車型：2008 年豐田卡羅拉 發動機：3VZFE EFI