典型故障的波形分析(一)

  仪器信息网 ·  2009-08-02 21:40  ·  8438 次点击
示波器在汽车维修行业已经应用了30多年,直到现在它在诊断发动机故障时仍然十分重要。现代汽车由于环保经济和安全的要求,从发动机控制到车身底盘控制到主、被动安全系统。都实现了电子智能化控制,这对汽修行业的诊断技术和诊断手段提出了更高的要求。使用示波器,可以快速准确地诊断出万用表和故障诊断仪难以发现的故障。笔者在日常工作中采集到一些典型故障的波形。以下就以这些波形为例来分析说明示波器在故障诊断与排除中的应用。
案例1:喷油器电阻过大
车型:1993年日产公爵轿车
发动机:VG30E多点顺序喷射
故障症状:怠速抖动。加速无力
故障诊断:先用故障诊断仪读取故障码,显示系统正常。再用“维修工作支持”功能进行断缸实验,发现5缸工作不明显。用示波器检查5缸点火波形,波形显示5缸点火正常。然后再用示波器检查5缸喷油器波形,所测波形如图1所示,正常的喷油波形如图2所示。VG30E电喷系统对喷油器的控制采用饱和开关型控制方式,当ECU接通喷油器电路,驱动喷油器喷油时,示波器上就会有一个接近0的电压降,并保持一段时间。这个电压降的时间就是喷油时间,当ECU切断电流关闭喷油器时,线圈产生的磁场就会消失。磁场发生的突变使线圈感生一个峰值电压,如图2中箭头所指部分。通过2个波形对比不难看出图1为故障波形。对5缸喷油器及其线路进行测量。发现5缸喷油器电阻。很大超过11k欧,正常的喷油器电阻为13~15欧。由于喷油器的限流作用,造成了如图1所示的故障波形,更换喷油器后故障排除。
案例2:喷油器供电线路虚接
车型:1990年丰田佳美
发动机:3S-FEEFI多点喷射
故障症状:发动机动力不足。加速有时回火无力
故障诊断:首先用点火正时灯检查点火正时,点火正时正常。然后检查汽油压力和进气歧管真空度,都在正常范围内。用示波器查看点火波形。波形显示各缸点火正常。再用示波器检查喷油器波形。当检查喷油器供电线路时,测得波形如图3所示,图中箭头所指部分表明喷油器供电电压,在喷油器工作时出现了过多的电压降,达到了5V。这说明供电电路中存在着虚接现象,致使喷油器在工作时。流过喷油器励磁线圈的电流太小而磁力下降。导致喷油器针阀打开速度变慢喷油量减小。由此导致发动机动力不足。加速无力的故障。对供电电路修理后故障排除。
案例3:喷油器线圈短路
车型:1989日产蓝鸟U12
发动机;SR18-GETBI单点喷射
故障症状:油耗过高,有时冒黑烟
故障诊断:鉴于上述故障现象,首先测量燃油压力,正常燃油压力为280~300kPa,所测压力为293kPa在正常范围内。由于该车没有数据流功能,无法使用故障诊断仪读取喷油数据,所以用示波器直接采集喷油器波形如图4所示。从波形可以看出该车对喷油器控制采用峰值保持型控制方式。这种控制方式的原理是,驱动器先用大约4A的大电流使喷油器打开,然后再通过对驱动器的高频开关控制,使电流减小到1A,让喷油器保持打开。
从图4可以看出喷油器的喷油时间大约是1.5ms,在正常范围内,但是在驱动器进行电流控制和关闭喷油器时,没有出现应有的喷油器线圈感应出的峰值电压,正常的波形如图5所示。通过2个波形的对比可以看出,驱动器的工作以及喷油器的电路是正常的,问题就出在喷油器激励线圈上。用万用表对喷油器线圈进行测量。阻值为1.2欧,正确的阻值应为1.8~2.2欧,说明喷油器线圈有短路现象。由于线圈短路后电感减小,所以图4中没有出现图5中那样的峰值电压。更换喷油器后故障排除。
案例4:ECU点火正时信号故障
车型:1994年丰田佳美VCVl0
发动机:3VZ-FEEFI顺序喷射系统
故障症状:发动机怠速或挂入D和R挡时突然熄火
故障诊断:首先对发动机的怠速马达,节气门位置传感器进行检查,结果正常。再用故障诊断仪读取故障码显示系统正常,读取数据流观察与怠速相关的数据。也没有发现问题。看来问题出在其他方面,根据以往的经验,没有征兆的突然熄火,一般是点火系统有问题。用示波器检查次级点火,波形显示点火系统正常,如图6所示,但在发动机突然熄火时点火波形同时消失,这说明发动机熄火和点火系统有关系。
根据次级波形来看点火系统本身不会有问题,怀疑是对点火系统影响最大的发动机转速信号和上止点信号有问题。丰田EFI电喷系统大多采用电磁式转速传感器。用示波器对发动机转速信号和上止点信号进行检查,两个信号均在发动机熄火时仍有信号输出,说明正常。点火系统是由ECU控制的,既然输入信号正常,那么ECU输出的点火正时信号是否有问题呢?于是用双通道示波器同时对发动机转速信号和点火正时信号进行比较,如图7所示,问题找到了。通过图7可以看出,在故障出现时2通道显示的发动机转速信号一直正常,而1通道显示的点火正时信号出现了间断现象,这就是发动机突然熄火的原因。问题就出在ECU内部。为了诊断的准确性,又对上止点信号和点火正时信号进行比较,如图8所示,同样显示上止点信号正常,点火正时信号有间断现象,这就可以肯定ECU有问题。更换ECU后故障排除。

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