使用示波器修車案例

使用示波器修車案例作為修理人員，在診斷車輛故障時如何快速精確地捕獲到異樣現(xiàn)象并找到原由，是解決問題的關鍵，而示波器那末是援助修理人員解決這一問題的重要幫手（圖1）。在此結合示波器在修理診斷中的應用進行簡耍分析。.數(shù)字示波器在汽車修理中的作用汽車電子設備的有些信號改變速率是特殊快的，改變周期達到千分之一秒，通常測試儀器的掃描速度應當是被測信號的5?10倍。不少故障信號是間歇的，時有時無，這就需要儀器的測試速度高于故障信號的速度。數(shù)字示波器可以滿意這個速度要求，它不僅可以快速捕獲電路信號，還可以用較慢的速度來顯示這些波形，以便修理人員可以一面觀測，一面分析。它還可以用儲存的方式記錄信號波形，可以倒回來觀測已經(jīng)發(fā)生過的快速信號，這就為分析故障提供了極慷慨便。無論是高速信號（例如：噴油器信號），還是低速信號（如節(jié)氣門位置改變及氧傳感器信號），用示波器來觀測可以從波形中發(fā)覺端倪。示波器就像一把尺子，它可以測量計算機系統(tǒng)工作狀況，通過示波器可以觀測到汽車電子系統(tǒng)是如何工作的。.示波器在汽車故障案例中的應用當汽車的電子設備或者路線出故障時，就需要修理人員著手采集全部相關的數(shù)據(jù)。示波器能顯示電路中電子運動的軌跡，其方法是將電壓隨時間的改變以曲線的方式顯示出來，所示電壓的大小取決于電路中的電流和電阻。依據(jù)示波器上電壓隨時間改變的狀況，就可以判斷電路中究竟出了什么問題。要使示波器發(fā)揮出最大的功效，就需將所采集到的波形進行對照。在此列舉幾例，說明示波器是如何援助我們查找故障原由的。①東風本田思域間歇性熄火的診斷一輛2022年款的本田思域1.8VTi轎車，故障現(xiàn)象是間歇性熄火。將示波器連接到發(fā)動機掌握單元的幾條路線上。圖2中紅色線（通道2）是凸輪軸位置傳感器信號，-綠色線（通道3虎曲軸位置傳感揩信看藍線（通道4）、白線（通道5）、紫線（通道6）以及桔黃色線（通道7）分別是4個噴油器的掌握信號。這組波形是示波器在發(fā)動機即將熄火時記錄下來的。請留意，這時噴油器的噴油按次己經(jīng)亂了，紫色和桔黃色線顯示噴油器掌握信號涌現(xiàn)同時噴油的現(xiàn)象。此外，桔黃色線所代表的那一個噴油器相對于其他噴油器來說，在同一段時間里已經(jīng)開啟2次了。有一點很重要，這就是紅色線所代表的凸輪軸位置信號和綠色線所代表的曲軸位置信號此時并沒有問題。既然已經(jīng)有了這些信息，我們就來分析一下，以便為下一步的故障摒除找出線索。發(fā)動機掌握單元的2個主要的定時信號是凸輪軸位置和曲軸位置的輸入信號，這2個信號都正常，沒有故障，所以可以確定不是這2個信號導致噴油不正常故障的。一旦噴油器噴油按次錯亂以及開啟次數(shù)增加，就說明發(fā)動機掌握單元處于一種清零的狀態(tài)。掌握單元的清零是內(nèi)部時鐘或者定時信號的錯亂造成的。內(nèi)部時鐘或者定時信號是程序用來計時并在確定的時間內(nèi)發(fā)出工作指令的。當定時信號或者規(guī)律電路的時間信號出問題時，掌握發(fā)動機主耍功能元件的程序就會出錯，其結果就是涌現(xiàn)行駛性故障。發(fā)動機掌握單元進入清零狀態(tài)通常有以下幾種原由：內(nèi)部時鐘錯誤、輸入定時信號錯誤、供電或者接地電路故障以及干擾信號進入發(fā)動機掌握單元。為了找出被清零的原由，需用示波器對噴油和點火信號同時進行監(jiān)測。圖3中，黃色、紅色、綠色和藍色的波形線是噴油器的掌握信號，白色、紫色、桔黃色和棕色的波形線是獨立式點火線圈（COP）掌握點火的信號。在這組波形中，噴油器的信號與發(fā)動機點火信號同步，這一點是關鍵。從這組波形中可以看出故障的原由，請留意黃色線，在靠右邊的位置有一個負的尖峰脈沖信號。為了正確地分析這一尖峰脈沖信號，需將示波器設置為雙通道顯示模式，這樣就可以使波形疊加起來，從而能更簡單地看出波形信號之間的相互關系（圖4）。現(xiàn)在.，訶以清晰地看出白色線（通道5）與黃色-線（通道1）上的尖峰脈沖信號是對齊的，白色方波信號的下降沿是掌握線圈點火的信號。該車的故障原由是點火線圈的初級繞組和次級繞組之間有炭痕。當火花塞電極間的電阻大于炭痕的電阻時，電流就會走捷徑，也就是說從初級繞組的炭痕流過。由于點火線圈的初級繞組與供電電路、掌握電路相連，所以，次級繞組中產(chǎn)生的感應高壓電可以從發(fā)動機掌握單元的集成電路中找到回路。進入發(fā)動機掌握單元的高壓電會影響處理器中內(nèi)部時鐘的工作，其結果是打亂噴油器的噴油按次和噴油時間，從而造成行駛性故障。請留意：負的尖峰脈沖信號只在一個噴油器的掌握電路中涌現(xiàn)，當點火線圈的初級繞組和次級繞組間有炭痕時，這個問題很常見。這種負的尖峰脈沖信號通常都涌現(xiàn)在噴油器的波形信號中。點火線圈是負極放電，由于其繞線方法是使火花塞的中心電極其負極，側電極其正極。原由是絕緣的中心電極可以保持很高的工作溫度，高溫簡單使電子在火花塞電極間擊穿間隙點火。在查看波形中雜波或者尖峰脈沖時，通常要將所測得的波形信號疊加或者用帶狀圖（或者叫曲線圖）的方式顯示信號，這樣就可以與其他波形信號進行實時對照，從而找出故障原由。示波器在觸發(fā)模式下顯示不出尖峰脈沖信號，圖3中的尖峰脈沖信號是在噴油脈沖信號結束后涌現(xiàn)的。波形信號中涌現(xiàn)負的尖峰脈沖信號大多是點火線圈有問題時造成的。該車故障就是由于有1個點火線圈異樣，換了點火線圈后故障就摒除了。②別克君威行駛中熄火的故障診斷一輛2022款別克君威2.5L轎車，其故障為間歇性熄火故障。這輛車的發(fā)動機在車輛行駛時會熄火，過后又能著車，圖5中發(fā)動機掌握單元的數(shù)據(jù)是在發(fā)動機即將熄火時采集的。黃色線是IC掌握信號（在點火模塊與發(fā)動機掌握單元之間，正常運行狀況下向發(fā)動機提供燃油掌握和計算?點次提前角所需的伯號），紅色線是旁路掌握信號怵起動或者IC電路涌現(xiàn)異樣時，向發(fā)動機掌握單元提供燃油掌握和計算點火提前角所需的信號），綠色、藍色、白色、紫色、枯黃色以及棕色的波形線都是噴油器的掌握信號。這組波形顯示：噴油器起初工作正常，接著就出了問題，而且噴油脈寬增大了。這就說明發(fā)動機掌握單元進入了清零模式。到底是什么原由導致發(fā)動機掌握單元進入清零狀態(tài)的?這一點很重要。將這組波形設置為疊加的模式，就可以看出它們之間的相互關系（圖6）。將故障發(fā)生前的波形放大，請留意旁路掌握信號（紅色線）先出問題，然后是IC掌握信號（黃色線）出問題。結合該車點火系統(tǒng)工作原理，這種按次說明該故障是由發(fā)動機掌握單元內(nèi)部故障引起的，或者是由供電電路，或者接地電路的故隙引起的。假如IC掌握電路先于旁路掌握電路出故障，就說明是傳感器出了問題。要判定發(fā)動機掌握單元進入清零狀態(tài)的原由，就需將示波器的探針連接到發(fā)動機掌握單元的供電電路或者接地電路上，并將發(fā)生故障時的波形記錄下來。假如供電和接地電路上沒有干擾信號或者尖峰脈沖信號，那末故障的原由是發(fā)動機掌握單元壞了。假如供電和接地電路上有干擾信號或者尖峰脈沖信號，那末就需將出問題的電路修復。該車在故障發(fā)生時供電和接地電路都沒有問題，換一個發(fā)動機掌握單元并進行匹配就解決問題了。本文只是運用示波器的2個例子，示波器在修理中還有許多用途。路線中只要有電壓存在，示波器就可以派上用場。一旦運用示波器，它就可以使你明白不少有關電學和電子學方面的東西。示波器能使你快速地了解電子電路的工作狀態(tài)。更重要的是，當電子電路出問題時，它能幫你找出問題的根源。運用示波器修車案例對于國內(nèi)的大部份汽車修理人員而言，利用示波器進行車輛的故障診斷好像還帶有一層奇妙的面紗。習慣于換件修理的他們，一方面由于不具備相應的硬件條件，因此接觸示波器的機會較少:另一方面，?由于未掌控波形分析的相關知識，因此也欠缺利用波形診斷故障的技能。他們對于故障診斷設備的運用，尚局限于"讀讀故障碼，看看數(shù)據(jù)流’的階段。為此，本刊特開辟“專家教你運用示波器修車欄目，為廣闊汽車修理人員提供一個學習運用示波器修車的平臺。赫茲的含義為每秒的循環(huán)次數(shù)，它是頻率的單位。如圖11所示。頻率信號為ON和OFF的循環(huán)。我們看到其電壓以一個固定的比率向上或者向下觸發(fā)。這里的問題是，它們的改變有多快，這也是計算機要關注的。該信號的一半時間處于高電壓，另一半時間處于低電壓。例如一個空氣流量計在發(fā)動機怠速運轉時的循環(huán)次數(shù)約2000Hz,而在大負荷狀況下可升至超過6000Hzo如某款車的進氣壓力傳感器在進氣歧管處于普通空氣壓力下顯示159Hz,而在怠速真空狀況下顯示為109Hz,計算機僅計算電壓向上或者向下有多久時間。如圖12所示，左側的波形上下循環(huán)的速度很慢，它有一個較低的頻率;右側的波形上下循環(huán)的速度較快，它有一個較高的頻率。上面的2個波形都具有50%的工作循環(huán)（占空比），它們都一樣，有一半時間處于高電壓，一半時間處于低電壓。（2）工作循環(huán)或者占空比這是與頻率信號不同的信號，它表示一個完整循環(huán)中有多長時間是處于低電壓，接通時間（ontime）是低電壓的時間（圖13）。這是由于通常將電磁閥掌握電路一端（另一端接電源）接地使其工作。假設我們觀測低電壓時間的百分比（％），我們就知道電磁閥接通了多久。如有一個電磁閥，它被或者長或者短的接地，以掌握不同的真空輸送到廢氣再循環(huán)（EGR）閥，或者在EVAP（燃油蒸發(fā)）系統(tǒng)中掌握多大的清除量?？赡苡行┤诉€記得用閉合角測量儀測量通用汽車上的電控反饋式化油器，一個較高值的閉合角值表示化油器被減稀較多。但閉合角僅只能顯示0?60,而運用工作循環(huán)（占空比）也可做同樣的測量，只是運用了百分比而已。這樣我們就有從0%到100%的范圍用以顯示多少，100%表示該電磁閥始終接地，20%表示接地時間是整個循環(huán)時間的1/5。(3)脈沖寬度脈沖寬度是以毫秒(ms)測量的時間，它通常也測量低電壓接地的接通時間(ontimc)。我們用脈沖寬度測量噴油器(圖14)。如圖14所示，該波形為實際車輛噴油器的信號波形，其表示的噴油脈寬為2ms;如圖15所示，其信號波形表示的是噴油脈寬為9ms。四、示波器的運用1.運用中的一些考前須知(1)表筆的連接示波器通常用1支黑色表筆和1支紅色表筆(有些示波器帶有藍色、綠色、灰色或者黃色測試表筆)連接至你要測試的信號，你需要同時連接2支表筆。一支是正極(通常是紅色，也可能是其他顏色)，另一根是黑色，這是負極或者接地表筆。①黑色測試表筆我們通常是將黑色測試表筆接至發(fā)動機或者底盤上的良好接地點,且最好是挨近你所測試的信號點。抱負狀況下，應運用傳感器本身的接地線以得到最正確讀值。是的，可以這樣做，但通常是想在最短的時間讀取到信號的數(shù)值。普通為節(jié)約時間，可將接地點選擇在最方便的地方，對大多數(shù)信號都可以這樣做。然后再測試接地線上的電壓降。固然，你也可以徑直接在蓄電池負極上，但這樣時常會帶來電氣噪聲。②紅色測試表筆不論測試者想測試什么，這都是連接至信號線的表筆中，測試才只需要找到信號線。這里需要留意，假設你不當心，會有各種方式傷害到你自己。雖然測試中絕大多數(shù)電路的電壓不會高于蓄電池電壓，所以多年以來，測試者都可以暴露著手隨處檢查和接觸電氣系統(tǒng)任何點，除了點火系統(tǒng)次級?，F(xiàn)在不同了，各種車的發(fā)動機艙內(nèi)是各不相同的。計算機掌握的柴油機和電動混合動力汽車的涌現(xiàn)已經(jīng)轉變了以前的一切，所以在連接至高電壓時(通常將高于50V-的電壓稱為而電壓)需耍當心和確廿E-好絕緣。不要使自己暴露著手，要用絕緣手套。對于計算機掌握的柴油機，如共軌系統(tǒng)，它可能會傷害你。由于在打開噴油器時，會有超過100V的電壓，同時也存在很強的電流，這會使人致死。采用電動混合動力的本田乘用車的某些位置具有超過100V的電壓，豐田普銳斯(PRIUS)轎車的電壓接近300V,新型號甚至超過500V。在任何時候;都不要徑直插入點火次級電路(如火花塞、高壓線)。(2)觀測掌握單元的輸入信號如氧傳感器或者節(jié)氣門位置傳感器(TPS),你可在傳感器線束上就能找到要測試的信號線。普通在傳感器線束上有3或者4根線，但你可能不知道哪一根是要測量的。不必太耽憂，有許多方法來解決。你可以通過各種資料來確定?？赡苁窃瓘S電路圖或者售后資料，也可能在實耐寶(Snapon)的Vantage示波器，或者OTCPerception中找到電路圖。這些儀器中會裝有某些電路圖，每年需要花一些錢去更新。但你也可以利用探針從插接件暗地里插入。由于我們采用的是并聯(lián)方式連接且示波器內(nèi)阻很大，當連接每根線時不耍損傷路線，除非你已確認找到的線是正確的。在上面節(jié)氣門位置傳感器的例子中，你可能在一根線上測到5V電壓(這可能是傳感器的參考電壓)。你可再測量另一根線，并得到0。假設你沒