汽車發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)的實(shí)際工況可以通過專用示波器進(jìn)行觀察,動(dòng)態(tài)信號(hào)發(fā)生改變的過程及展現(xiàn)出的規(guī)律變化可以通過電控發(fā)動(dòng)機(jī)執(zhí)行器與傳感器傳輸出來的信號(hào)波形進(jìn)行觀察與了解,加之這些規(guī)律的歸納總結(jié)需要采取波形分析的方式,以更好更快地發(fā)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)的故障之處、故障原因并加以排除。但當(dāng)前汽車技術(shù)的發(fā)展較快,電控化應(yīng)用比例較高,發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)生故障的幾率也有所提高,因此,本文主要就波形分析在發(fā)動(dòng)機(jī)故障診斷中的應(yīng)用進(jìn)行了詳細(xì)探討。
【關(guān)鍵詞】示波器 電控發(fā)動(dòng)機(jī) 波形分析 故障 診斷 應(yīng)用
當(dāng)前,汽車檢測(cè)診斷的設(shè)備較多,且各具特色,其中較為有效的方式是波形分析法。一般而言,示波器作為一種電壓表,不僅可以快速展示與讀取電壓參數(shù),而且可以快速獲取故障電信號(hào),并有效記載波形加以分析,執(zhí)行器和傳感器的信號(hào)波形甚至可以快速發(fā)現(xiàn)故障原因。為了更好地分析波形,需要詳細(xì)分解汽車電子信號(hào)類型,主要涉及模擬信號(hào)與數(shù)字信號(hào),基于對(duì)這些信號(hào)波形特征的判定而診斷發(fā)動(dòng)機(jī)的故障,本文將介紹一些使用波形分析法診斷發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)故障的具體案例。
1 汽車發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)故障診斷方法特點(diǎn)分析
1.1 故障自診斷系統(tǒng)
目前,市場上絕大多數(shù)發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)均具有進(jìn)行故障自診斷的基本功能,所謂的故障自診斷是指系統(tǒng)自身會(huì)將監(jiān)測(cè)到的動(dòng)態(tài)信號(hào)數(shù)據(jù)與預(yù)先設(shè)定好的參數(shù)值相比較,進(jìn)而判斷發(fā)動(dòng)機(jī)是否存在故障問題,并且將這些故障以代碼的形式存儲(chǔ)起來,以便維修人員進(jìn)行故障檢修。一方面簡化了工作人員診斷發(fā)動(dòng)機(jī)故障的操作程序,但另一方面也存在著一些不足之處,例如:信號(hào)異常的原因很多,而系統(tǒng)自診斷出來的信息只是一種可能性的范圍,還需借助其他的檢測(cè)手段來進(jìn)一步確定故障位置;自診斷系統(tǒng)只能檢測(cè)缺失的信號(hào)或者一些超界的信號(hào),對(duì)于未超出設(shè)定值的異常信號(hào)則無法做出準(zhǔn)確的故障判斷等等。
1.2 專用故障診斷設(shè)備
專用故障診斷設(shè)備會(huì)對(duì)故障自診斷系統(tǒng)存儲(chǔ)的故障代碼進(jìn)行讀取,測(cè)量發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)的一些動(dòng)態(tài)參數(shù),輸入模擬信號(hào)檢測(cè)故障,重新設(shè)定某些參數(shù)或者將系統(tǒng)初始化處理,有利于維修人員更加準(zhǔn)確、快讀地診斷發(fā)動(dòng)機(jī)故障信息,但也存在一些固有的缺點(diǎn),如:部分故障診斷的原始信息來源于自診斷系統(tǒng),所以會(huì)存在著故障自診斷系統(tǒng)的不足之處;專用故障診斷設(shè)備價(jià)格較為昂貴,且適用性弱,一般只能針對(duì)某一種或某幾種特定的車型進(jìn)行故障診斷。
1.3 波形分析法
波形分析法是指利用示波器將被檢測(cè)信號(hào)的電壓波形顯示出來,能夠形象直觀地呈現(xiàn)出動(dòng)態(tài)信號(hào)變化的全過程,并且還能夠準(zhǔn)確地反應(yīng)出一些偶發(fā)不連續(xù)的信號(hào),彌補(bǔ)了傳統(tǒng)的儀表檢測(cè)法的不足。波形分析法對(duì)維修人員的專業(yè)素質(zhì)要求較高,工作人員在診斷發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)故障時(shí),除了要熟練掌握各種動(dòng)態(tài)信號(hào)的正常波形,還要了解他們各自的異常波形所對(duì)應(yīng)的信號(hào)波動(dòng)情況,進(jìn)而準(zhǔn)確地分析出導(dǎo)致信號(hào)波形異常的故障原因,找出故障點(diǎn)。
2 波形分析法診斷發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)故障示例
2.1 檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速與曲軸位置傳感器信號(hào)
正常工況下,當(dāng)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)后,傳感器的信號(hào)電壓幅值一般會(huì)在0.5V以上,并且隨著發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的不斷上升,幅值也會(huì)相應(yīng)地變大。在利用示波器檢測(cè)時(shí),如果無法顯示出電壓波形信息或者信號(hào)很弱,電壓波形的幅值非常小,則有可能是傳感器的信號(hào)線路或感應(yīng)線圈發(fā)生故障、觸發(fā)轉(zhuǎn)子與鐵心之間氣隙不合理等情況;如果信號(hào)電壓幅值發(fā)生波動(dòng),出現(xiàn)忽大忽小的情況,可能是因?yàn)閭鞲衅鬏S與襯套之間的間隙太大,從而導(dǎo)致觸發(fā)轉(zhuǎn)子在轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)發(fā)生擺動(dòng),而對(duì)于利用發(fā)動(dòng)機(jī)飛輪的齒圈作為信號(hào)觸發(fā)轉(zhuǎn)子的傳感器,則有可能是因?yàn)榘惭b螺釘松動(dòng);如果在電壓波形中如果只有特定的幾個(gè)信號(hào)脈沖信息異?;蛘邿o法顯示,則有可能是信號(hào)觸發(fā)齒圈損壞了。
2.2 檢測(cè)汽油噴射器驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)
理論上而言,汽油噴射控制信號(hào)的波形是方形波,但是在實(shí)際噴射過程中,由于電磁線圈的自感作用,示波器顯示的波形并非是方波,如果始終顯示的是一條水平的直線,則可能的發(fā)生故障為:噴油器電源不良、線圈斷、控制器內(nèi)部短路、信號(hào)中斷、搭鐵不良等;如果波形中斷或者產(chǎn)生一些雜形波,很有可能是插接器接觸不良、搭鐵不良、噴油器閥卡滯等原因。
2.3 檢測(cè)ECU與ICM信號(hào)
對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制器中的各個(gè)部件,可以通過檢測(cè)其輸入、輸出端相關(guān)連的電壓波形來分析相關(guān)故障。
2.3.1 檢測(cè)ECU輸入與輸出信號(hào)
維修人員檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)在啟動(dòng)前后各個(gè)段子的電壓波形時(shí),如果發(fā)現(xiàn)Ne、G信號(hào)正常,而IGt、IGdA、IGdB等信號(hào)異?;騺G失,則可以確定電子控制單元內(nèi)部存在故障。
2.3.2 檢測(cè)ICM輸入與輸出信號(hào)
當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)或者開始工作時(shí),維修人員可以分別對(duì)ICM的點(diǎn)火線圈控制端以及IGf端的電壓波形進(jìn)行檢測(cè)分析,如果點(diǎn)火線圈控制端的電壓波形顯示正常,而后者的電壓波形出現(xiàn)缺失、異常等現(xiàn)象,則說明,ICM內(nèi)部出現(xiàn)故障。
2.4 檢測(cè)進(jìn)氣管壓力傳感器信號(hào)
當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)處于穩(wěn)定怠速工況下,檢測(cè)到的進(jìn)氣管壓力傳感器信號(hào)應(yīng)當(dāng)是一條水平的電壓波形,如果節(jié)氣門的開度突然加大,則波形也會(huì)隨之上升,波形傾斜度較大,而當(dāng)節(jié)氣門開始放松時(shí),電壓波形會(huì)呈現(xiàn)為平緩的斜線。如果在這幾段波形折線中出現(xiàn)斷點(diǎn)或雜波現(xiàn)象,則可能發(fā)生以下故障:傳感器電路接觸不良、搭鐵不良、敏感元件失靈等;而如果在節(jié)氣門開合時(shí),波形始終為一條水平的直線,則有可能是電源不良、傳感器信號(hào)線路發(fā)生斷路或斷路等原因。
3 結(jié)束語
綜上所述,由于部分汽車電子設(shè)備具有信號(hào)變化速率快,故障信號(hào)間歇不連續(xù)等特點(diǎn),所以要想準(zhǔn)確診斷出發(fā)動(dòng)機(jī)故障,所使用儀器的測(cè)試速度必須要高于故障信號(hào)的速度。而數(shù)字示波器憑借著遠(yuǎn)超于其他汽車檢測(cè)儀的高取樣速度,完全可以勝任這項(xiàng)任務(wù)。利用波形分析法不僅直觀地觀察到發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)中各部件和線路的運(yùn)轉(zhuǎn)情況,還能幫助工作人員快速找出問題所在,對(duì)故障點(diǎn)進(jìn)行精確定位,進(jìn)而有效提高汽車發(fā)動(dòng)機(jī)故障診斷處理的工作效率。
參考文獻(xiàn)
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作者簡介
孟祥磊(1984-),男,山東省濰坊市人。柳州職業(yè)技術(shù)學(xué)院汽車檢測(cè)與維修技術(shù)在職研究生,柳州職業(yè)技術(shù)學(xué)院講師。
作者單位
1.桂林電子科技大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院 廣西壯族自治區(qū)柳州市 541004
2.柳州職業(yè)技術(shù)學(xué)院 廣西壯族自治區(qū)柳州市 545006