診斷技術(shù)之-波形技術(shù)

1、示波器及波形分析技術(shù)示波器及波形分析技術(shù)為什么要使用汽車示波器為什么要使用汽車示波器 汽車的電子化 汽車自診斷的不監(jiān)控機械故障 汽車自診斷有誤診和漏診現(xiàn)象 通訊系統(tǒng)損壞 控制電腦損壞 對故障碼的驗證你站在什么位置？ 能找到零部件和傳感器 會拆、會裝 懂得控制原理 會檢測和分析 掌握故障分布規(guī)律 能過不斷的學(xué)習(xí)新的系統(tǒng)怎樣選擇汽車示波器 汽車示波器與普通同示波器的區(qū)別 汽車示波器的分類 汽車示波器的評價指標模擬示波器工作原理你能用好示波器嗎？ 掌握汽車控制技術(shù) 掌握電子技術(shù) 掌握示波器使用方法 勤奮練習(xí) 經(jīng)常總結(jié)和交流1 1、集成汽車診斷檢測、次級點火測試、初級、集成汽車診斷檢測、次級點火測試、

2、初級點火測試、通用示波器、專用示波器、發(fā)點火測試、通用示波器、專用示波器、發(fā)動機分析、數(shù)字萬用表動機分析、數(shù)字萬用表 7 7 大功能大功能2 2、同時采集四組信號，方便相關(guān)信號對比，、同時采集四組信號，方便相關(guān)信號對比，真正四通道示波真正四通道示波3 3、可測試、可測試CAN-BusCAN-Bus波形；可測波形；可測5 5種次級點火形種次級點火形式波形式波形4 4、真正再現(xiàn)次級點火千伏波，無虛假波形、真正再現(xiàn)次級點火千伏波，無虛假波形車博仕車博仕A2800之數(shù)字示波器之數(shù)字示波器 分析功能強大分析功能強大1 1、對特征值、常用參數(shù)進行分析，為、對特征值、常用參數(shù)進行分析，為CAN-BusCAN

3、-Bus、混合動力等車輛維修提供最佳幫助混合動力等車輛維修提供最佳幫助2 2、可對標準波形進行自學(xué)習(xí)，方便故障分析、可對標準波形進行自學(xué)習(xí)，方便故障分析3 3、特征值分析（最大值、最小值、平均值、特征值分析（最大值、最小值、平均值、周期、頻率）周期、頻率）4 4、對于雙缸點火可進行做功燃燒電壓和廢火、對于雙缸點火可進行做功燃燒電壓和廢火燃燒電壓的比較燃燒電壓的比較5 5、發(fā)動機綜合分析（充電測試、啟動測試）、發(fā)動機綜合分析（充電測試、啟動測試）技術(shù)全面領(lǐng)先技術(shù)全面領(lǐng)先 ARM平臺、平臺、4通道控制、通道控制、60MHZ主頻主頻 率、率、1M緩存、緩存、500K帶寬、帶寬、6M的采樣率的采樣率1

4、2位位A/D轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換 1 1、可對測試結(jié)果進行比較、存貯、編輯、可對測試結(jié)果進行比較、存貯、編輯、打印打印 2 2、LCDLCD彩色顯示器，觸摸屏操作，直觀方便彩色顯示器，觸摸屏操作，直觀方便 3 3、支持中、支持中/ /英兩種語言模式英兩種語言模式培訓(xùn)主題：培訓(xùn)主題：示波器的工作原理和操作方法汽車常見信號的分類和判斷標準常見傳感器的類型和標準波形常見執(zhí)行器的類型和標準波形常見點火類型和標準波形常見電器信號波形分析氧傳感器分析技術(shù)真空波形分析技術(shù)多波形相位分析技術(shù)電流波形分析技術(shù)點火波形分析技術(shù)示波器是怎樣讀出波形的？示波器有哪些部分組成？怎樣才能讀出信號軌跡？ 供電 連接和傳感器的選擇 通道

5、的選擇和耦合方式 觸發(fā)方式的選擇 時基和電壓基的設(shè)置 波形的讀取和記錄 波形的分析還記得函數(shù)嗎？汽車電子信號的分類汽車電子信號的分類一、直流信號 如溫度傳感器、位置傳感器、壓力傳感器等二、交流信號 車速傳感器、ABS傳感器、轉(zhuǎn)速傳感器、爆震傳感器等三、頻率調(diào)制信號 數(shù)字式空氣流量計/進氣壓力傳感器、各種光電式/霍爾式傳感器等四、脈寬調(diào)制信號 點火線圈、點火正時、噴油嘴、怠速馬達等五、串行數(shù)據(jù)信號 發(fā)動機控制模塊、車身控制模塊、ABS控制模塊等相互信息交換產(chǎn)生的信號信號形狀信號形狀頻率和周期頻率和周期占寬比占寬比說明說明 不同的函數(shù)表達式 不同的相位 不同的幅值 傳感器是為了描述狀態(tài) ECM 是

6、控制能量的供給 執(zhí)行器是控制非電量或動作的 不清楚輸入和輸出的定量關(guān)系，只知道變化趨勢 不知道準確的控制算法，就不知道軟件在控制什么 人比計算機更敏感，氧傳感器真的有效嗎？汽車電子信號的判定依據(jù)（一）汽車電子信號的判定依據(jù)（一）汽車電子信號的判定依據(jù)（二）汽車電子信號的判定依據(jù)（二）汽車電子信號的判定依據(jù)（三）汽車電子信號的判定依據(jù)（三）汽車電子信號在示波器里述語解釋汽車電子信號在示波器里述語解釋常見傳感器常見傳感器/ /執(zhí)行器的類型執(zhí)行器的類型線性輸出型節(jié)氣門位置傳感器線性輸出型節(jié)氣門位置傳感器工作原理工作原理節(jié)氣門位置傳感器大多數(shù)也是一個三線傳感器，其中一線是電腦提供給傳感器的參考電源為5

7、V，另一線為傳感器的接地，第三根線則連到傳感器的滑動觸點，作為信號輸出給電腦。這樣，當電腦提供5V參考電源，在電阻材料上每點的電壓降都將由滑動觸點決定，而這個滑動觸點的移動是與節(jié)氣門角度成正比的。標準的節(jié)氣門位置傳感器在節(jié)氣門全閉時產(chǎn)生低于1V的電壓信號，在油門全開時產(chǎn)生接近5V的電壓信號。線性輸出型節(jié)氣門位置傳感器線性輸出型節(jié)氣門位置傳感器信號波形分析信號波形分析 打開點火開關(guān)，發(fā)動機不運轉(zhuǎn)，慢慢地讓節(jié)氣門從關(guān)閉位置到全開位置，并重新返回至節(jié)氣門關(guān)閉位置。慢慢地反復(fù)這個過程幾次。這時波形應(yīng)如左圖上圖為正常工作的節(jié)氣門波形圖下圖為有故障的節(jié)氣門波形圖通常傳感器的電壓應(yīng)從怠速時的低于1V到節(jié)氣門

8、全開時低于5V。波形上不應(yīng)有任何斷裂、對地尖峰或大跌落。應(yīng)特別注意在前1/4節(jié)氣門開度中的波形，這是在駕駛中最常用到傳感器碳膜的部分。傳感器的前1/8至1/3的碳膜通常首先磨損。有些車輛有兩個節(jié)氣門位置傳感器。一個用于發(fā)動機控制，另一個用于變速器控制。翼板式空氣流量計工作原理翼板式空氣流量計工作原理一種是隨著空氣流量的增加輸出信號的電壓升高，另一種是當空氣流量加大時輸出信號電壓降低，這兩種類型屬于模擬電壓量輸出。 翼板式空氣流量計的核心是一個可變電阻(電位計)，它與空氣翼板同軸連接，當空氣流動時翼板也隨之開啟，隨著翼板的開啟角度變化，可變電阻(電位計)也隨之轉(zhuǎn)動 翼板式空氣流量計是一個三線傳感

9、器，其中兩條是參考電壓的正負端，另一條是可變電阻器的滑動觸點臂，它向電腦提供與翼板轉(zhuǎn)動角度成正比的輸出電壓信號。急加速時，翼板在空氣流動動壓作用下，超過正常擺動角度的過量信號，這就為控制電腦提供混合氣加濃的控制信號。翼板式空氣流量計波形分析翼板式空氣流量計波形分析 當翼板式空氣流量計正常時，怠速輸出電壓約為1V，油門全開時應(yīng)超過4V，全減速（急抬油門）時輸出的電壓并不是很快地從全加速電壓回到怠速電壓。通常（除TOYOTA汽車外）翼板式空氣流量計的輸出電壓都是隨空氣流量的增加而升高。波形的幅值在空氣流量不變時應(yīng)保持穩(wěn)定，一定的空氣流量應(yīng)有相對應(yīng)的輸出電壓，當輸出電壓與空氣流量不符時就可以從波形圖

10、中檢查出來，一般發(fā)生這種情況時發(fā)動機的工作狀況就會受到明顯影響。 空氣流量計高頻空氣流量計高頻/低頻數(shù)字輸出原理低頻數(shù)字輸出原理 數(shù)字式空氣流量計輸出的頻率信號一般也都是隨著空氣流量的增加，頻率也增加，即流過空氣流量計空氣越多，信號線上出現(xiàn)的脈沖頻率也就越高，由于頻率相對于空氣流量的規(guī)范資料很難找到，當測試這種空氣流量計（MAF）時，參考波形就顯得非常有用。數(shù)字式空氣流量計主要有三種，即低頻數(shù)字式和高頻數(shù)字式以及頻率和脈沖寬度都改變的卡門渦旋式。 空氣流量計高頻數(shù)字輸出波形分析空氣流量計高頻數(shù)字輸出波形分析 起動發(fā)動機，在不同轉(zhuǎn)速下試車，特別是在出現(xiàn)故障的轉(zhuǎn)速下進行測試，看示波器波形顯示 ，確

11、定信號的幅值、頻率、形狀等判定性尺度是一致的、可重復(fù)的、正確的。 確定空氣流量計產(chǎn)生的頻率與發(fā)動機轉(zhuǎn)速和空氣流量的比率是正確的。 脈沖大多數(shù)幅值為5V，還要看形狀是否一致，矩形的拐角和垂直下降沿是否一致。 空氣流量計低頻數(shù)字輸出波形分析空氣流量計低頻數(shù)字輸出波形分析 起動發(fā)動機，在不同轉(zhuǎn)速下試車，特別是在出現(xiàn)故障的轉(zhuǎn)速下進行測試，看示波器波形顯示 ，確定信號的幅值、頻率、形狀等判定性尺度是一致的、可重復(fù)的、正確的。 確定空氣流量計產(chǎn)生的頻率與發(fā)動機轉(zhuǎn)速和空氣流量的比率是正確的。 低頻數(shù)字式空氣流量計和高頻數(shù)字式空氣流量計唯一區(qū)別就是頻率低一些，但是輸出頻率卻一樣隨著空氣流量的變化而變化。半導(dǎo)體

12、壓敏電阻式半導(dǎo)體壓敏電阻式進氣壓力傳感進氣壓力傳感器工作原理器工作原理 傳感器與ECU有三根導(dǎo)線相連：ECU向傳感器供電的5V電源線，傳感器的信號輸出線和傳感器的接地線。在發(fā)動機怠速運轉(zhuǎn)時，進氣歧管的真空度高（絕對壓力低），傳感器的電阻值大，如圖圖示，傳感器輸出較低電壓信號；當節(jié)氣門全開時，歧管真空度低（絕對壓力高），傳感器電阻小，傳感器輸出較高電壓信號。 真空膜盒式進氣歧管絕對壓力真空膜盒式進氣歧管絕對壓力傳感器工作原理傳感器工作原理 真空膜盒傳動的可變電感式進氣歧管絕對壓力傳感器主要由膜盒、鐵心、感應(yīng)線圈和電子電路等組成。膜盒是由薄金屬片焊接而成，其內(nèi)部被抽成真空，外部與進氣歧管相通。外部

13、壓力變化將使膜盒產(chǎn)生膨脹和收縮的變化。置于感應(yīng)線圈內(nèi)部的鐵芯和膜盒聯(lián)動。感應(yīng)線圈由兩個繞組構(gòu)成，其中一個與振蕩電路相連，產(chǎn)生交流電壓，在線圈周圍產(chǎn)生磁場，另一個為感應(yīng)繞組，產(chǎn)生信號電壓。當進氣歧管壓力變化時，膜盒帶動鐵心在磁場中移動，使感應(yīng)線圈產(chǎn)生的信號電壓隨之變化。該信號電壓由電子電路檢波、整形和放大后，作為傳感器的輸出信號送至ECU。 模擬量進氣壓力傳感器波形分析模擬量進氣壓力傳感器波形分析 模擬量進氣壓力傳感器的原理是將發(fā)動機感測到的真空度直接產(chǎn)生對應(yīng)可變的電壓輸出信號。 一般它是一個三線傳感器，其中兩條線是參考電源的正、負極，參考電源為5V，剩下一條線是電腦的輸出信號。 波形的幅度應(yīng)保

14、持在接近特定的真空度范圍內(nèi)，波形幅度的變化亦不應(yīng)有較大的偏差。當傳感器輸出電壓不能隨發(fā)動機真空度變化時，通常這時發(fā)動機運轉(zhuǎn)也不正常。 進氣溫度傳感器波形分析進氣溫度傳感器波形分析 通常傳感器的電壓應(yīng)在35V（完全冷車狀態(tài)）之間，并在汽車全部運行溫度范圍內(nèi)電壓下降大約在12V左右，這個直流信號的判定關(guān)鍵是電壓幅度，且在各種不同溫度下傳感器應(yīng)有相應(yīng)的輸出變化的電壓信號。 當進氣溫度傳感器電路開路時，將出現(xiàn)電壓向上直到參考電壓值的峰尖（5V）。 當進氣溫度傳感器電路對地短路時，將出現(xiàn)電壓向下直到接地電壓值的峰（0V）。 上止點、曲軸、凸輪軸位置傳感器上止點、曲軸、凸輪軸位置傳感器 波形分析波形分析

15、上止點、曲軸、凸輪軸位置傳感器信號主要是用來向電腦提供發(fā)動機點火信號的，對于有些車型來講，它也是進行燃油噴射的觸發(fā)信號。 三種傳感器各有各的用途：上止點位置傳感器主要用來傳遞某缸活塞的上止點位置，曲軸轉(zhuǎn)角傳感器主要用來提供發(fā)動機曲軸轉(zhuǎn)角，而凸輪軸位置傳感器則主要是通過檢測發(fā)動機凸輪軸的變化而向電腦提供一個發(fā)動機某汽缸工作行程的信號（如壓縮行程或排氣行程）。 從安裝位置上來說，一些車型會把它們某兩個組合成一體安裝于分電器中，或三種傳感器分別安裝于發(fā)動機的各個相應(yīng)位置。 上止點（磁電式）傳感器波形分析上止點（磁電式）傳感器波形分析用第一缸火花塞高壓線提取觸發(fā)信號可以幫助穩(wěn)定顯示波形。如果沒有第一缸

16、觸發(fā)，在波形的同步脈沖的頻率變化時，示波器觸發(fā)信號會出現(xiàn)問題，使得波形不穩(wěn)定。 一般先檢查氣隙是否在允許值范圍，如果傳感器的接線和示波器的接線良好，傳感器軸是旋轉(zhuǎn)的，氣隙也是正常的，那么傳感器本身損壞很可能就是故障的原因。 由于磁電式傳感器信號振幅與發(fā)動機轉(zhuǎn)速成正比，所以許多磁電式傳感器在發(fā)動機啟動時（100200r/min）輸出的信號振幅很低。 曲軸傳感器（磁電式）波形分析曲軸傳感器（磁電式）波形分析通常波形中上升和下降的波形不完全對稱于零線，但大多數(shù)傳感器都是相當接近的，由于磁電式傳感器隨轉(zhuǎn)速增加而波形頻率也增加，所以在示波器上會有更多的波形顯示出來。確認振幅、頻率、形狀等判定性尺度在相同

17、條件下（發(fā)動機轉(zhuǎn)速等）是有重復(fù)性的、有規(guī)律的。波形的頻率應(yīng)與發(fā)動機轉(zhuǎn)速保持同步，有一種情況可能使得兩脈沖間隔時間變化，那就是當觸發(fā)齒輪經(jīng)過傳感器時有輪齒缺失或由于臟污及干擾多感應(yīng)出的脈沖。同時請注意：由于在發(fā)動機啟動時旋轉(zhuǎn)速度不可能不變，在壓縮行程和進氣行程之間，曲軸實際上在減速和加速，這使得波形的頻率和幅值將隨轉(zhuǎn)速改變而同時減少或增加。除此之外，其它任何在脈沖之間引起的變化都可能意味故障。 曲軸位置傳感器（霍爾效應(yīng)式）波形分析曲軸位置傳感器（霍爾效應(yīng)式）波形分析 霍爾效應(yīng)傳感器是根據(jù)霍爾效應(yīng)原理制成的，它由一個幾乎完全閉合的包含永久磁鐵和磁極部分的磁路組成，一個軟鐵葉片（上面開有缺口）轉(zhuǎn)子穿

18、過磁鐵和磁極間的氣隙，這時葉片轉(zhuǎn)子上的缺口部分將允許磁場穿過并到達霍爾效應(yīng)傳感器，而沒有缺口的部分則由于金屬的屏蔽性將切斷磁場，因此，葉片轉(zhuǎn)子“窗口”的作用是開關(guān)磁場，使霍爾效應(yīng)傳感器像開關(guān)一樣地打開或關(guān)閉。所以該組件實際上是一個開關(guān)設(shè)備，而它的關(guān)鍵功能部件就是霍爾元件。 運用示波器多通道功能測試曲軸位置傳感器和凸運用示波器多通道功能測試曲軸位置傳感器和凸輪軸位置傳感器之間關(guān)系輪軸位置傳感器之間關(guān)系 這是一個雙通道示波器測試，霍爾式凸輪軸和曲軸位置傳感器的波形是從兩個傳感器上測出的兩個波形，它們相互之間的重要聯(lián)系同時顯示在示波器上，用這個測試步驟去同時診斷曲軸和凸輪軸位置傳感器，或檢查凸輪軸與

19、曲軸之間的正時關(guān)系。 霍爾傳感器信號和曲軸位置傳感霍爾傳感器信號和曲軸位置傳感器信號的同步性分析舉例器信號的同步性分析舉例從單個信號波形看，都是正常的，但如果兩個信號不同步，將直接影響點火正時。于是示波器對上述兩個傳感起信號同時進行測試，測得結(jié)果如圖所示，經(jīng)過相應(yīng)的調(diào)整后故障消失。 波形的峰值電壓（峰尖的高度或振幅）和頻率（振動的次數(shù)）將隨發(fā)動機的負載和轉(zhuǎn)速變化而變化，同時也隨發(fā)動機點火過早（正時提前）、燃燒溫度、廢氣再循環(huán)等正常與否，其幅度和頻率也將隨之變化。爆震傳感器波形分析爆震傳感器波形分析怠速控制（怠速控制（IACIAC）電磁閥工作原理）電磁閥工作原理怠速控制（怠速控制（IACIAC）

20、電磁閥波形分析）電磁閥波形分析 怠速控制器包括電磁閥式幾乎都是由控制電腦改變信號幅值或脈沖寬度來最終控制怠速運行的。 確認對各種怠速補償模式波形的幅值、頻率、形狀、脈沖寬度等判定性尺度都在正確的范圍內(nèi)，并且有可重復(fù)性和一致性。 診斷怠速控制閥和控制電路之間，應(yīng)先確定節(jié)氣門開關(guān)是否自如，最低怠速是否符合，檢查真空是否泄漏，因為它們都會使怠速控制系統(tǒng)出問題。 噴油器波形分析噴油器波形分析(一一)從噴油器的波形上讀取噴油時間是很容易的。當發(fā)動機控制電腦（PCM）接地電路接通時，噴油器開始噴油。當控制電腦斷開控制電路時，電磁場會發(fā)生突變，這個突變的電磁場使線圈產(chǎn)生了尖峰。示波器可以用數(shù)字的方式在顯示屏

21、上與波形一起顯示出噴油時間。氧傳感器反饋電壓/信號對噴油驅(qū)動器噴油時間的影響相對要小，與輸入電腦的各種參數(shù)相比，氧傳感器對噴油控制的作用，更像一臺“燃油修正器”。大多數(shù)的噴油驅(qū)動器噴油時間是由空氣流量計或進氣壓力傳感器、轉(zhuǎn)速和其它控制電腦輸入信號計算出來的。輸入控制電腦的氧傳感器電壓反饋信號只是相對較小的改變噴油脈沖寬度，但這樣小的變化就足以區(qū)別出行駛性能的好壞以及排放是否合格。 噴油器波形分析噴油器波形分析(二二) 怠速與急加速時的波形比較氧傳感器波形分析氧傳感器波形分析氧傳感器信號電壓的變化是由尾氣中氧含量的變化所引起的。發(fā)動機電腦通過調(diào)整噴油器的噴油量來改變混合氣的濃稀時，自然造成尾氣中

22、氧氣含量相應(yīng)變化，即混合氣濃時，氧含量減少，信號電壓升高，反之則氧氣含量增加，信號電壓降低多數(shù)損壞的氧傳感器都可以從其信號電壓波形上明顯地分辨出來，如果從信號電壓波形上還無法準確地斷定氧傳感器的好壞，則可以用示波器上的游動標尺讀出最大和最小信號電壓值以及信號的響應(yīng)時間，然后用這3個參數(shù)來判斷氧傳感器的好壞。閉環(huán)控制應(yīng)用在汽車上是在電控汽車出現(xiàn)以后才有的。閉環(huán)是指在燃油控制系統(tǒng)中，發(fā)動機電腦根據(jù)氧傳感器的反饋信號不斷調(diào)整混合氣的空燃比，使其穩(wěn)定在理論空燃比14.7附近的過程。 次級點火波形分析次級點火波形分析 傳統(tǒng)點火（有主高壓線） 傳統(tǒng)點火（無主高壓線） 雙缸獨立點火 直接點火（有分缸線） 直

23、接點火（無分缸線）次級點火按模式可劃分為：以雙缸獨立點火為例以雙缸獨立點火為例以獨立點火為例以獨立點火為例分電器點火次級單缸波形分電器點火次級單缸波形點火次級單缸波形測試主要用來：分析單缸的點火閉合角（點火線圈充電時間）；分析點火線圈和次級高壓電路性能（從燃燒線或點火擊穿電壓）；檢查單缸混合氣空燃比是否正常（從燃燒線）；分析電容性能（白金或點火系統(tǒng)）；查出造成汽缸斷火的原因（從燃燒線，如：污濁或破裂的火花塞）電子點火次級單缸波形分析電子點火次級單缸波形分析點火次級單缸波形測試主要用來：分析單缸的點火閉合角（點火線圈充電時間）；分析點火線圈和次級高壓電路性能（從燃燒線或點火擊穿電壓）；檢查單缸混

24、合氣空燃比是否正常（從燃燒線）；分析電容性能（點火系統(tǒng)）；查出造成汽缸斷火的原因（從燃燒線，如：污濁或破裂的火花塞）無分電器無分電器/ /電子點火線圈波形分析（一）電子點火線圈波形分析（一）對于無分電器點火系統(tǒng)（1個點火線圈給2個汽缸點火），則汽車示波器上的2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。當啟動時，火花塞無噴油的情況下點火時，點火電壓（即擊穿電壓）為最大，并同時會顯示在示波器上。 通常在新式或高能點火系統(tǒng)中，擊穿電壓大約在15kV左右甚至超過30kV。擊穿電壓因火花塞間隙、發(fā)動機汽缸壓縮比和混合氣空燃比不同而有所差異，如在雙火花塞（EI）系統(tǒng)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5kV。 點火線圈充電：觀察點火線圈在開始充電時，保持相對一致的波形下降沿，這表明各缸閉合角相同以及點火正時精確。點火線：觀察擊穿電壓高度的一致性，如果擊穿電壓太高（甚至超過了示波器的顯示屏），表明在點火次級電路中電阻值過高（如開路或損壞的火花塞、高壓線或是火花塞間隙過大），如果擊穿電壓太低，表明點火次級電路電阻低于正常值（污