電控汽車(chē)波形及點(diǎn)火正時(shí)及參考信號(hào)

1、電控汽車(chē)波形分析 氧傳感器波形分析基本概念 上流動(dòng)系統(tǒng)上流動(dòng)系統(tǒng)(Upstream System)(Upstream System) 上流動(dòng)系統(tǒng)是指位于氧傳感器前的，包括傳感器、執(zhí)行器和發(fā)動(dòng)機(jī)ECU的發(fā)動(dòng)機(jī)各系統(tǒng)(包括輔助系統(tǒng))，即在氧傳感器之前的影響尾氣的所有機(jī)械部件和電子部件，例如：進(jìn)氣系統(tǒng)、廢氣再循環(huán)系統(tǒng)和發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制系統(tǒng)等。 下流動(dòng)系統(tǒng)下流動(dòng)系統(tǒng)(Downstream System)(Downstream System) 下流動(dòng)系統(tǒng)是指位于氧傳感器后面的排氣系統(tǒng)部件，包括三效催化轉(zhuǎn)化器、排氣管和消聲器等。閉環(huán)閉環(huán)(Close Loop)(Close Loop)閉環(huán)是指發(fā)動(dòng)機(jī)ECU根據(jù)

2、氧傳感器的反饋信號(hào)不斷地調(diào)整混合氣的空燃比，使其值符合規(guī)定。根據(jù)氧傳感器的信號(hào)波形可以判斷系統(tǒng)是否已經(jīng)進(jìn)入閉環(huán)控制狀態(tài)。用波形測(cè)試設(shè)備測(cè)得的發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)后的氧傳感器輸出的信號(hào)電壓波形如圖所示。發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)后的氧傳感器輸出的信號(hào)電壓波形 由圖可以看出發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)后氧傳感器輸出的信號(hào)電壓先逐漸升高到450 mV，然后進(jìn)入升高和下降(混合氣變濃和變稀)的循環(huán)(右側(cè)圖形)，后者表示燃油反饋控制系統(tǒng)進(jìn)入了閉環(huán)狀態(tài)。 當(dāng)然，只有當(dāng)氧傳感器在無(wú)故障的時(shí)候氧傳感器的信號(hào)電壓波形才能反映燃油反饋控制系統(tǒng)的狀況； 如果氧傳感器有故障，那么它所產(chǎn)生的波形就不反映燃油反饋控制系統(tǒng)的狀況。氧傳感器信號(hào)波形的檢測(cè)氧傳感器信號(hào)波

3、形的檢測(cè) 測(cè)試氧傳感器信號(hào)波形有2種常用的方法： 丙烷加注法丙烷加注法和急加速法急加速法。 按照波形測(cè)試設(shè)備使用手冊(cè)連接好波形測(cè)試設(shè)備丙烷加注法檢測(cè)氧傳感器信號(hào)波形丙烷加注法檢測(cè)氧傳感器信號(hào)波形 氧傳感器信號(hào)測(cè)試中有3個(gè)參數(shù)(最高信號(hào)電壓、最低信號(hào)電壓和混合氣從濃到稀時(shí)信號(hào)的響應(yīng)時(shí)間)需要檢查，只要在這3個(gè)參數(shù)中有1個(gè)不符合規(guī)定，氧傳感器就必須予以更換。 更換氧傳感器以后還要對(duì)新氧傳感器的這3個(gè)參數(shù)進(jìn)行檢查，以判斷新的氧傳感器是否完好。測(cè)試步驟(氧化鈦型傳感器和氧化鋯型傳感器都適用)是： 1.連接并安裝加注丙烷的工具。 2.把丙烷接到真空管入口處(對(duì)于有PCV系統(tǒng)或制動(dòng)助力系統(tǒng)的汽車(chē)應(yīng)在其連接

4、完好的條件下進(jìn)行測(cè)試)。 3.接上并設(shè)置好波形測(cè)試設(shè)備。 4.起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，并讓發(fā)動(dòng)機(jī)在2 500 r/min下運(yùn)轉(zhuǎn)2 min3 min。 5.使發(fā)動(dòng)機(jī)怠速運(yùn)轉(zhuǎn)。 6.打開(kāi)丙烷開(kāi)關(guān)，緩慢加注丙烷，直到氧傳感器輸出的信號(hào)電壓升高(混合氣變濃)，此時(shí)一個(gè)運(yùn)行正常的燃油反饋控制系統(tǒng)會(huì)試圖將氧傳感器的信號(hào)電壓向變小(混合氣變稀)的方向拉回； 然后繼續(xù)緩慢地加注丙烷，直到該系統(tǒng)失去將混合氣變稀的能力； 接著再繼續(xù)加注丙烷，直到發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速因混合氣過(guò)濃而下降100 r/min200 r/min。這個(gè)操作步驟必須在20 s25 s內(nèi)完成。 7.迅速把丙烷輸入端移離真空管，以造成極大的瞬時(shí)真空泄漏(這時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)失速

5、是正?，F(xiàn)象，并不影響測(cè)試結(jié)果)，然后關(guān)閉丙烷開(kāi)關(guān)。8.待信號(hào)電壓波形移動(dòng)到波形測(cè)試設(shè)備顯示屏的中央位置時(shí)鎖定波形，測(cè)試完成。接著就可以通過(guò)分析信號(hào)電壓波形來(lái)確定氧傳感器是否合格。 一個(gè)好的氧傳感器應(yīng)輸出如圖所示的信號(hào)電壓波形，其3個(gè)參數(shù)值必須符合表所列的值。氧傳感器標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)電壓波形 氧傳感器信號(hào)波形參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)氧傳感器信號(hào)波形參數(shù)標(biāo)準(zhǔn) 序號(hào) 測(cè)量參數(shù) 允許范圍 1 最高信號(hào)電壓 850mV （左側(cè)波形） 2 最低信號(hào)電壓 75175mV （右側(cè)波形） 混合氣從濃到稀的 100ms(波形中在300 3 最大允許響應(yīng)時(shí)間 600mV之間的下降 （波形的中間部分） 段應(yīng)該是上下垂直的） 一個(gè)已損壞的氧傳

6、感器可能輸出如圖所示的信號(hào)電壓波形，其中，最高信號(hào)電壓下降至427 mV，最低信號(hào)電壓0 V，混合氣從濃到稀時(shí)信號(hào)的響應(yīng)時(shí)間卻延長(zhǎng)為237 ms，所以這3個(gè)參數(shù)均不符合標(biāo)準(zhǔn)。已損壞的氧傳感器信號(hào)電壓波形 用汽車(chē)波形測(cè)試設(shè)備對(duì)氧傳感器進(jìn)行測(cè)試時(shí)可以從顯示屏上直接讀取最高和最低信號(hào)電壓值，并且還可以用波形測(cè)試設(shè)備游動(dòng)標(biāo)尺讀出信號(hào)的響應(yīng)時(shí)間(這是汽車(chē)波形測(cè)試設(shè)備特有的功能)。 汽車(chē)波形測(cè)試設(shè)備還會(huì)同時(shí)在其屏幕上顯示測(cè)試數(shù)據(jù)值，這對(duì)分析波形非常有幫助。 如果在關(guān)閉丙烷開(kāi)關(guān)之前，發(fā)動(dòng)機(jī)怠速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間(即混合氣達(dá)到過(guò)濃狀態(tài)的時(shí)間)超過(guò)25 s，則可能是氧傳感器的溫度太低，這不僅會(huì)使信號(hào)電壓的幅值過(guò)低而且還會(huì)

7、使輸出信號(hào)下降的時(shí)間延長(zhǎng)，造成氧傳感器不合格的假象。 因此，在檢測(cè)前應(yīng)將氧傳感器充分預(yù)熱(即讓發(fā)動(dòng)機(jī)在2 500 r/min下運(yùn)轉(zhuǎn)2 min3 min)。 如果發(fā)動(dòng)機(jī)僅怠速運(yùn)轉(zhuǎn)5 s，就可能有1個(gè)或多個(gè)參數(shù)不合格，而這個(gè)不合格并不說(shuō)明氧傳感器是壞的，只是測(cè)試條件沒(méi)有滿(mǎn)足的緣故。 多數(shù)損壞的氧傳感器都可以從其信號(hào)電壓波形上明顯地分辨出來(lái)。 如果從信號(hào)電壓波形上還無(wú)法準(zhǔn)確地?cái)喽ㄑ鮽鞲衅鞯暮脡?，則可以用波形測(cè)試設(shè)備上的游動(dòng)標(biāo)尺讀出最大和最小信號(hào)電壓值以及信號(hào)的響應(yīng)時(shí)間，然后用這3個(gè)參數(shù)來(lái)判斷氧傳感器的好壞。急加速法檢測(cè)氧傳感器信號(hào)急加速法檢測(cè)氧傳感器信號(hào)電壓波形電壓波形 對(duì)有些汽車(chē)，用丙烷加注法測(cè)試

8、氧傳感器信號(hào)電壓波形是非常困難的，因?yàn)檫@些汽車(chē)的發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)具有真空泄漏補(bǔ)償功能(采用速度密度方式進(jìn)行空氣流量的計(jì)量或安裝了進(jìn)氣壓力傳感器等)，能夠非?？斓匮a(bǔ)償較大的真空泄漏，所以氧傳感器的信號(hào)電壓決不會(huì)降低。 這時(shí)，在測(cè)試氧傳感器的過(guò)程中就要用手動(dòng)真空泵使進(jìn)氣壓力傳感器內(nèi)的壓力穩(wěn)定，然后再用急加速法來(lái)測(cè)試氧傳感器。 急加速法測(cè)試步驟如下： 1.以2 500 r/min的轉(zhuǎn)速預(yù)熱發(fā)動(dòng)機(jī)和氧傳感器2 min6 min。 然后再讓發(fā)動(dòng)機(jī)怠速運(yùn)轉(zhuǎn)20 s。 2.在2 s內(nèi)將發(fā)動(dòng)機(jī)節(jié)氣門(mén)從全閉(怠速)至全開(kāi)1次，共進(jìn)行5次6次。 特別提醒：不要使發(fā)動(dòng)機(jī)空轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速超過(guò)4 000 r/min，只要用節(jié)氣門(mén)

9、進(jìn)行急加速和急減速就可以了。氧化鈦型氧傳感器氧化鈦型氧傳感器 氧化鈦型氧傳感器是用于輸出信號(hào)為5 V或1 V的可變電阻，其工作原理與發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液溫度傳感器(ECT)和進(jìn)氣溫度傳感器(IAT)相似。 ECT和IAT都是一個(gè)可變電阻器，其電阻值隨著溫度的變化而變化；氧化鈦型氧傳感器的電阻值則隨其周?chē)鹾康淖兓兓?發(fā)動(dòng)機(jī)電控單元為讀取這個(gè)可變電阻兩端的電壓降，通常都要給它提供一個(gè)參考工作電壓，一般是1 V(也有的是5 V)，氧化鈦型氧傳感器輸送給發(fā)動(dòng)機(jī)電控單元的是一個(gè)稍低的反映混合氣空燃比變化的變化電壓(信號(hào)電壓)。 大多數(shù)氧化鈦型氧傳感器用在多點(diǎn)燃油噴射系統(tǒng)中，氧傳感器用5 V電源，在其他

10、汽車(chē)上用1 V電源。 除了少數(shù)5 V氧化鈦型氧傳感器系統(tǒng)以外，多數(shù)汽車(chē)氧化鈦型氧傳感器都具有與氧化鋯型氧傳感器相同的性能。 少數(shù)與氧化鋯型氧傳感器信號(hào)波形不同的5 V氧化鈦型氧傳感器信號(hào)波形有2個(gè)特點(diǎn)： 1.信號(hào)電壓的變化是從0 V到5 V，而不是從0 V到1 V。 2.信號(hào)電壓與其他氧傳感器的信號(hào)電壓相反：混合氣濃時(shí)電壓低，混合氣稀時(shí)電壓高(圖)。 氧化鈦型氧傳感器和氧化鋯型氧傳感器的信號(hào)響應(yīng)時(shí)間一般是相同的。氧化鈦型氧傳感器的信號(hào)電壓波形不同燃油噴射系統(tǒng)中的氧傳感器波形 通常有2種不同的燃油噴射系統(tǒng)：節(jié)氣門(mén)體燃油噴射(TBI)系統(tǒng)和多點(diǎn)式燃油噴射(MFI)系統(tǒng)。由于它們的結(jié)構(gòu)、原理不同，其

11、氧傳感器的信號(hào)也稍有不同。 節(jié)氣門(mén)體燃油噴射系統(tǒng)氧傳感器信號(hào)電壓節(jié)氣門(mén)體燃油噴射系統(tǒng)氧傳感器信號(hào)電壓波形波形 節(jié)氣門(mén)體燃油噴射系統(tǒng)(又稱(chēng)單點(diǎn)式燃油噴射系統(tǒng))只有一個(gè)噴油器，由于系統(tǒng)的機(jī)械元件少了，所以它只需用較少的時(shí)間就可以響應(yīng)系統(tǒng)的燃油控制命令，較迅速地改變噴油器的噴油量。 因此，在相同的時(shí)間內(nèi)，該系統(tǒng)氧傳感器信號(hào)電壓變化的頻率較高，其頻率為0.2 Hz(怠速時(shí))3 Hz(2 500 r/min時(shí))，如圖所示。典型單點(diǎn)式燃油噴射系統(tǒng)氧傳感器的信號(hào)電壓波形 因此，該系統(tǒng)對(duì)燃油的控制更精確，氧傳感器的信號(hào)電壓波形更標(biāo)準(zhǔn)，三效催化轉(zhuǎn)化器的效果更好。 但因該系統(tǒng)分配至各氣缸的燃油也不完全相等，所以氧

12、傳感器的信號(hào)電壓波形會(huì)產(chǎn)生雜波或尖峰。典型多點(diǎn)式燃油噴射系統(tǒng)氧傳感器的信號(hào)電壓波形 通常，氧傳感器的位置越靠近燃燒室，燃油控制的精度就越高，這主要是由尾氣氣流的特性(例如尾氣的流動(dòng)速度，排氣通道的長(zhǎng)度和傳感器的響應(yīng)時(shí)間等)決定的。 許多制造廠在每個(gè)氣缸的排氣歧管中都安裝1只氧傳感器，這就使汽車(chē)維修人員容易判斷出工作失常的氣缸，減少判斷失誤。 在許多情況下只要能迅速地判斷出大部分無(wú)故障的氣缸(至少為氣缸總數(shù)的1/2以上)，就能縮短故障診斷時(shí)間。 雙氧傳感器信號(hào)電壓波形及分析如圖所示雙氧傳感器信號(hào)電壓波形分析雙氧傳感器信號(hào)電壓波形分析 當(dāng)三效催化轉(zhuǎn)化器損壞時(shí)，三效催化轉(zhuǎn)化器的轉(zhuǎn)化效率喪失，這時(shí)在其

13、前后的排氣管中的氧氣量十分接近(幾乎相當(dāng)于沒(méi)有安裝三效催化轉(zhuǎn)化器)，前、后兩氧傳感器的信號(hào)電壓波形就趨于相同(圖b)，并且電壓波動(dòng)范圍也趨于一致。 駕考寶典網(wǎng) http:/ 駕駛寶典 出現(xiàn)這種情況應(yīng)更換三效催化轉(zhuǎn)化器。氧傳感器的雜波分析氧傳感器的雜波分析 雜波可能是由于燃燒效率低造成的，它反映了發(fā)動(dòng)機(jī)各缸工作性能以及三效催化轉(zhuǎn)化器工作效率降低的狀況。 對(duì)雜波的分析是尾氣分析中最重要的內(nèi)容，因?yàn)殡s波會(huì)影響燃油反饋控制系統(tǒng)的正常運(yùn)行，使反饋控制程序失去控制精度或“反饋節(jié)奏”，導(dǎo)致混合氣空燃比超出正常范圍，從而影響三效催化轉(zhuǎn)化器的工作效率以及尾氣排放和發(fā)動(dòng)機(jī)性能。 雜波信號(hào)的幅度越大，各個(gè)燃燒過(guò)程中

14、氧氣量的差別越大。 在加速方式下，能夠與碳?xì)浠衔?HC)相對(duì)應(yīng)的氧傳感器雜波（波形的峰值毛刺）是一種非常重要的信息，因?yàn)樗硎景l(fā)動(dòng)機(jī)在加大負(fù)荷的情況下出現(xiàn)了斷火現(xiàn)象。 雜波還說(shuō)明由于進(jìn)入三效催化轉(zhuǎn)化器的尾氣中的氧含量升高而造成NOx的增加，因?yàn)樵跐庋醐h(huán)境(稀混合氣條件)下三效催化轉(zhuǎn)化器中的NOx無(wú)法減少。 在燃油反饋控制系統(tǒng)完全正常時(shí)，氧傳感器信號(hào)電壓波形上的少量雜波是允許的，而大量雜波則是不能忽視的。 需要學(xué)會(huì)區(qū)分正常的雜波和不正常雜波的方法，而最好的學(xué)習(xí)方法就是觀察在不同行駛里程下不同類(lèi)型轎車(chē)氧傳感器的信號(hào)電壓波形。 一張所修轎車(chē)的標(biāo)準(zhǔn)氧傳感器信號(hào)電壓波形圖，能幫助維修人員了解怎樣的雜波

15、是允許的、正常的，而怎樣的雜波是應(yīng)該注意的。 關(guān)于雜波的標(biāo)準(zhǔn)是：在發(fā)動(dòng)機(jī)性能良好狀態(tài)下(沒(méi)有真空泄漏，尾氣中的HC和氧含量正常)，氧傳感器信號(hào)電壓波形中所含的雜波是正常的。 雜波產(chǎn)生的原因雜波產(chǎn)生的原因 氧傳感器信號(hào)電壓波形上的雜波通常是由發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火不良、結(jié)構(gòu)原因(如各缸的進(jìn)氣管道長(zhǎng)度不同)、零件老化及其他各種故障(如進(jìn)氣管堵塞、進(jìn)氣門(mén)卡滯等)引起的。其中，由點(diǎn)火不良引起的雜波呈高頻毛刺狀，造成點(diǎn)火不良的原因有： 1.點(diǎn)火系統(tǒng)本身有故障(如火花塞、高壓線、分電器蓋、分火頭和點(diǎn)火線圈一次側(cè)繞組的損壞等)。 2.混合氣過(guò)濃(空燃比約為13)或過(guò)稀(空燃比約為17)。 3.發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)械故障(如氣門(mén)燒

16、損、活塞環(huán)斷裂或磨損、凸輪磨損和氣門(mén)卡住等)引起氣缸壓力過(guò)低。 4.1個(gè)氣缸或幾個(gè)氣缸有真空泄漏故障。(真空泄漏會(huì)造成混合氣過(guò)稀。) 元貝駕考網(wǎng) http:/ 元貝駕考科目一 5.在多點(diǎn)式燃油噴射發(fā)動(dòng)機(jī)中各噴油器噴油量不一致(噴油器堵塞或卡死)，造成個(gè)別氣缸內(nèi)的混合氣過(guò)濃或過(guò)稀。 在判斷點(diǎn)火不良的原因時(shí)，應(yīng)首先檢查點(diǎn)火系統(tǒng)本身是否有故障，然后檢查氣缸壓力是否正常，再檢查是否有氣缸真空泄漏現(xiàn)象。如果這三項(xiàng)均正常，則對(duì)于多點(diǎn)式燃油噴射發(fā)動(dòng)機(jī)來(lái)說(shuō)，點(diǎn)火不良的原因一般就是各噴油器的噴油量不一致。 點(diǎn)火系統(tǒng)本身的故障和氣缸壓力過(guò)低故障可以用汽車(chē)示波器檢查，而氣缸真空泄漏故障可以通過(guò)在所懷疑的區(qū)域或周?chē)?/p>

17、丙烷的方法檢查(觀察汽車(chē)示波器上的氧傳感器信號(hào)電壓波形是否變多且尖峰消失)。氧傳感器雜波的判斷原則氧傳感器雜波的判斷原則 如果氧傳感器信號(hào)電壓波形上的雜波比較明顯，則它通常與發(fā)動(dòng)機(jī)的故障有關(guān)，在發(fā)動(dòng)機(jī)修理后應(yīng)消失； 如果氧傳感器信號(hào)電壓波形上的雜波不明顯，并且可以斷定進(jìn)氣歧管無(wú)真空泄漏，排氣中的HC和氧的含量正常，發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)或怠速運(yùn)轉(zhuǎn)比較平穩(wěn)，則該雜波是正常的，在發(fā)動(dòng)機(jī)修理中一般不可能消除。雜波的三種類(lèi)型雜波的三種類(lèi)型 a.a.增幅雜波增幅雜波 增幅雜波是指在氧傳感器的信號(hào)電壓波形中經(jīng)常 出 現(xiàn) 在300 mV600 mV的一些不重要的雜波(圖)。發(fā)發(fā)動(dòng)動(dòng)機(jī)機(jī)怠怠速速工工況況時(shí)時(shí)氧氧傳傳感感

18、器器信信號(hào)號(hào)電電壓壓中中的的增增幅幅雜雜波波由于增幅雜波大多是由氧傳感器自身的化學(xué)特性引起的，而不是由發(fā)動(dòng)機(jī)的故障引起的，因此它又稱(chēng)為開(kāi)關(guān)型雜波。由此可見(jiàn)，所謂明顯的雜波是指高于600 mV和低于300 mV的雜波。b.b.中等雜波中等雜波 中等雜波是指在信號(hào)電壓波形的高電壓段部分向下沖的尖峰。中等雜波尖峰幅度不大于150 mV(圖)。當(dāng)氧傳感器的波形通過(guò)450 mV時(shí)，中等雜波會(huì)大到200 mV(見(jiàn)上圖)。發(fā)發(fā)動(dòng)動(dòng)機(jī)機(jī)怠怠速速工工況況時(shí)時(shí)單單點(diǎn)點(diǎn)式式燃燃油油噴噴射射系系統(tǒng)統(tǒng)中中等等雜雜波波氧氧傳傳感感器器信信號(hào)號(hào)電電壓壓波波形形中中 中等雜波對(duì)特定的故障診斷可能有用，它與燃油反饋系統(tǒng)的類(lèi)型、

19、發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行方式(如在發(fā)動(dòng)機(jī)怠速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)氧傳感器信號(hào)電壓波形上的雜波比較多)、發(fā)動(dòng)機(jī)的系列或氧傳感器的類(lèi)型有很大關(guān)系。c.c.嚴(yán)重雜波嚴(yán)重雜波 嚴(yán)重雜波是指振幅大于200 mV的雜波，在波形測(cè)試設(shè)備上表現(xiàn)為從氧傳感器的信號(hào)電壓波形頂部向下沖(沖過(guò)200 mV或達(dá)到信號(hào)電壓波形的底部)的尖峰，并且在發(fā)動(dòng)機(jī)持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)期間它會(huì)覆蓋氧傳感器的整個(gè)信號(hào)電壓范圍。 發(fā)動(dòng)機(jī)處在穩(wěn)定的運(yùn)行方式時(shí)，例如穩(wěn)定在2 500 r/min時(shí)，如果嚴(yán)重雜波能夠持續(xù)幾秒，則意味著發(fā)動(dòng)機(jī)有故障，通常是點(diǎn)火不良或各缸噴油器噴油量不一致(圖)。因此，這類(lèi)雜波必須予以排除。由由損損壞壞的的噴噴油油器器導(dǎo)導(dǎo)致致的的嚴(yán)嚴(yán)重重雜雜波波各種汽車(chē)氧傳感器信號(hào)電壓波形各種汽車(chē)氧傳感器信號(hào)電壓波形上的雜波規(guī)律上的雜波規(guī)律 這里僅