汽車專用示波器可以實時採集點火、噴油、電控系統傳感器的波形,通過對傳感器波形的分析,可以準確診斷傳感器是否故障。通過對點火波形的分析,不僅可以診斷點火系統的火花塞、高壓線、點火線圈等各元器件故障,而且可以分析出進氣系統和燃油系統的可能故障點,為汽車的運行技術狀況和故障診斷提供科學的根據。
下面以金德KT600汽車專用示波器為例,主要介紹汽車電控系統中常見傳感器的波形測試方法和波形分析,主要目的是幫助學習儀器的使用方法,但並不是對所有車型都適用,提供的是常用的典型指標,具體車型應當參照原廠維修手冊。
歧管絕對壓力傳感器
歧管絕對壓力傳感器(MAP)提供發動機負荷信號給發動機控制單元(ECU),通常為頻率調製的方波信號或電壓電平信號(不同的廠家會有所差異),經過ECU處理後,用來改變燃油的混合比及其他輸出值。當發動機負荷增加時,歧管壓力增大;反之歧管壓力低。已經損壞的MAP在發動機加速及減速時會影響空燃比,同時也會對點火正時及其他的電腦輸出值產生一定影響。
(1)連接設備
如下圖所示,連接KT600和電源延長線,根據被測試車型的蓄電池位置,選擇蓄電池供電或者點菸器供電。以蓄電池為例,如果選擇點菸器接頭,應當先確認點菸器是否有12V蓄電池電壓。將測試探頭接入通道1(CH1埠),然後將測試探頭上的小鱷魚夾接蓄電池負極或搭鐵,用測試探針刺入歧管絕對壓力傳感器觸發信號線。
(2)測試方法
連接好設備後,打開KT600電源開關;在KT600汽車專用示波器的主菜單下按上下方向鍵選擇示波分析儀,按下「ENTER」鍵確認;在汽車專用示波器菜單下選擇傳感器,按下「ENTER」鍵進入汽車傳感器選擇菜單;選擇歧管絕對壓力傳感器(MAP),按下「ENTER」鍵確認,根據測試條件,屏幕將會顯示波形;必要情況下,可以通過選擇周期、幅值、電平等參數,然後按方向鍵改變波形,也可以選擇停止鍵,按下停止鍵凍結波形後,選擇存儲,在CF卡中保存波形,供以後修車參考,選擇參考波形鍵,還可以保存為參考波形,同時與測試波形比較。
(3)波形分析
除了福特汽車的歧管絕對壓力傳感器是數字輸出信號以外,通常都是輸出模擬量的。模擬量的歧管壓力傳感器在真空度高時產生對地電壓信號接近0V,真空度低時(接近大氣壓力)產生的對地電壓信號高,接近於5V,不同廠家的指標可能有所不同,具體請參考維修手冊。有很多福特和林肯汽車車上安裝的是數字式歧管絕對壓力傳感器,數字量的輸出波形應當是幅值滿5V的脈衝,同時形狀正確、波形穩定、矩形方角正確、上升沿垂直。頻率與對應真空度應當符合維修資料給定的值。
氧傳感器(鋯和鈦型)
氧傳感器提供一個表示排氣中含氧量的輸出電壓,該電壓經由ECU處理後,可以調整對發動機的供油量,改變空燃比。氧化鋯型傳感器如同一個電池,可以提供高輸出電壓(由濃混合氣造成)及低輸出電壓(由稀混合氣造成);氧化鈦型傳感器在排氣中的氧含量改變時,可以改變電阻,因此會造成低輸出電壓(由濃混合氣造成)及高輸出電壓(由稀混合氣造成)。
(1)連接設備
如下圖所示,連接KT600和電源延長線,根據被測試車型的蓄電池位置選擇蓄電池供電或者點菸器供電,如果選擇點菸器接頭,應當先確認點菸器是否有12V蓄電池電壓,將測試探頭接入通道1(CH1埠),然後將測試探頭上的小鱷魚夾接蓄電池負極或搭鐵,並用測試探針刺入氧傳感器觸發信號線。
(2)測試方法
連接好設備後,打開KT600電源開關;啟動發動機,使氧傳感器加熱至315℃以上,且發動機處於閉環狀態;在KT600汽車專用示波器主菜單下按上下方向鍵選擇示波分析儀,按下「ENTER」鍵確認;在汽車專用示波器菜單下選擇傳感器,按下「ENTER」鍵進入汽車傳感器選擇菜單;選擇氧傳感器(鋯和鈦型),按下「ENTER」鍵確認,屏幕將會顯示波形;必要情況下,可以通過選擇周期、幅值、電平等參數,然後按上下方向鍵改變波形,也可以選擇停止,凍結波形後,選擇存儲,保存波形,供以後修車參考。
(3)波形分析
通常電控汽車上的氧傳感器都是二氧化鋯型的,其輸出信號的電壓範圍為0~1V,而二氧化鈦型氧傳感器輸出信號有些為5V可變電壓信號,在測試時應當注意區別。鋯型氧傳感器的參考波形如下圖所示。
溫度傳感器
溫度傳感器主要是檢測水溫傳感器及進氣溫度傳感器,大多數溫度傳感器是負溫度係數(NTC)熱敏電阻,它是用半導體材料做成的電阻。當溫度改變時,其電阻值也會預期地隨著有較大的改變。當溫度上升時電阻會下降;反之則上升。
(1)連接設備
如下圖所示,連接KT600和電源延長線後,根據被測試車型的蓄電池位置選擇蓄電池供電或者點菸器供電,如果選擇點菸器接頭,應該首先確認點菸器是否有12V蓄電池電壓。將測試探頭接入通道1(CH1埠),然後將測試探頭上的小鱷魚夾接蓄電池負極或搭鐵,並用測試探針刺入溫度傳感器觸發信號線。
(2)測試方法
連接好設備後,打開KT600電源開關;在KT600汽車專用示波器主菜單下按上下方向鍵選擇示波分析儀,按下「ENTER」鍵確認;在汽車專用示波器菜單下選擇傳感器,按下「ENTER」鍵進入汽車傳感器選擇菜單;選擇溫度傳感器,按下「ENTER」鍵確認,根據測試條件,屏幕將會顯示波形;必要情況下,可以通過選擇周期、幅值、電平等參數,然後按上下方向鍵改變波形,也可以選擇停止,凍結波形後,選擇存儲,保存波形,供以後修車參考。
(3)波形分析
參照製造商的規範手冊,可以得到精確的傳感器響應電壓範圍。在通常情況下,冷車時傳感器的電壓應當為3~5V(全冷態),在不同的溫度下應當有相應的輸出變化的電壓信號,當溫度傳感器電路斷路時,將出現電壓向上直到參考電壓值的峰尖(5V)。當溫度傳感器電路對地短路時,將出現電壓向下直到接地電壓值的峰尖,通常熱敏電阻型冷卻液及進氣溫度傳感器的溫度特性可以參考下圖,以製造商手冊為準。
節氣門位置傳感器
節氣門位置傳感器(TPS)是現代汽車電腦板上常見的故障來源,TPS通知電腦節氣門打開的大小,是否開啟或關閉,以及開閉的速率,或者發動機所處的工況。當TPS的電阻改變時,傳遞給電腦的電壓信號也會隨之改變。
常見的節氣門位置傳感器主要有兩種:一種是電位器型傳感器,當其轉軸變化時會引起電阻的變化(電位器),進而提供一個直流電壓,而TPS是一個固定在節氣門轉軸上的可變電阻,它提供的直流電壓作為ECU的一個輸入信息;還有一種是開關型傳感器,這種傳感器的信號輸入ECU後,即通知電腦控制息速(開關閉合、節氣門關閉),或是不要控制息速(因為已踩下油門踏板使開關打開),另外一個開關閉合時則是通知ECU節氣門打開位置。
這種線性的節氣門位置傳感器裝在節氣門轉軸上,並且有兩個可移動的觸點隨著同一個轉軸轉動,其中一個觸點感測節氣門開後時的角度,另外一個觸點則感測節氣門關閉時的角度,測試傳感器時要確定接線正確。
(1)連接設備
如下圖所示,連接KT600和電源延長線後,根據被測試車型的蓄電池位置選擇蓄電池供電或者點菸器供電,如果選擇點菸器接頭,應該首先確認點菸器是否有12V蓄電池電壓。將測試探頭接入通道1(CH1埠),然後將測試探頭上的小鱷魚夾接蓄電池負極或搭鐵,並用測試探針刺入節氣門位置傳感器信號線。
(2)測試方法
連接好設備後,打開KT600電源開關;在KT600汽車專用示波器主菜單下按上下方向鍵選擇示波分析儀,按下「ENTER」鍵確認;在汽車專用示波器菜單下選擇傳感器,按下「ENTER」鍵進入汽車傳感器選擇菜單;選擇節氣門位置傳感器,按下「ENTER」鍵確認,根據測試條件,屏幕將會顯示波形;必要時可以通過選擇周期、幅值、電平等參數,然後按上下方向鍵可以改變波形,也可以選擇停止,凍結波形後,選擇存儲,保存波形,供以後修車參考。
(3)波形分析
電位器型的節氣門位置傳感器是一個可變電位計,查閱製造商維修手冊,可以得到精確的節氣門位置傳感器的電壓範圍,波形上不應當有任何斷點、對地尖峰或大的波折。開關型的節氣門位置傳感器的常閉觸點構成怠速開關,當節氣門處於怠速位置時,常閉觸點位於關閉狀態;常開觸點表示節氣門開度達到全負荷。這兩種節氣門傳感器的波形特徵可以參考下圖。
曲軸凸輪軸位置傳感器
曲軸凸輪軸位置傳感器可以對電磁感應式、霍爾效應式與光電式傳感器進行波形測試。電磁感應式傳感器(可變磁阻傳感器)不需外部電源,它有兩條屏蔽線連接在靜磁線圈上,當觸發輪通過線圈和靜磁鐵的磁場時就會有小電壓信號產生,觸發輪是由低磁阻的鋼製造的。曲軸位置傳感器(CPS)、ABS車輪傳感器和汽車速度傳感器均是可變磁阻的例子。輸出的電壓和頻率隨車速變化而改變。
(1)連接設備
如下圖所示,連接KT600和電源延長線後,根據被測試車型的蓄電池位置選擇蓄電池供電或者點菸器供電。以蓄電池供電為例,如果選擇點菸器接頭,應該首先確認點菸器是否有12V蓄電池電壓。將測試探頭接入通道1(CH1埠),然後將測試探頭上的小鱷魚夾接蓄電池負極或搭鐵,並用測試探針刺入曲軸位置傳感器信號線。
(2)測試方法
連接好設備後,打開KT600電源開關,在主菜單下按上下方向鍵選擇示波分析儀,按下「ENTER」鍵確認。在汽車專用示波器菜單下選擇傳感器,按下「ENTER」鍵進入汽車傳感器選擇菜單。選擇曲軸凸輪軸位置傳感器後,按下「ENTER」鍵確認,根據測試條件,屏幕將會顯示波形;必要時可以通過選擇周期、幅值、電平等參數,然後按上下方向鍵改變波形,也可以選擇停止,凍結波形後,選擇存儲,保存波形供以後修車參考。
(3)波形分析
凸輪軸位置傳感器(光電式)波形特徵如下圖所示。
曲軸位置傳感器(霍爾效應式)波形特徵如下圖所示。
曲軸位置傳感器(磁感應式)波形特徵如下圖所示。
責任編輯:龐小涵