汽車電噴發(fā)動(dòng)機(jī)的故障設(shè)計(jì)及波形分析

充分結(jié)合實(shí)車（豐田佳美2.0）對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的典型傳感器進(jìn)行故障設(shè)計(jì)，并運(yùn)用發(fā)動(dòng)機(jī)綜合分析儀檢測(cè)所設(shè)的故障波形，進(jìn)而得出汽車故障的檢測(cè)診斷思路。

電控技術(shù)故障設(shè)計(jì)波形分析汽車電控技術(shù)的發(fā)展，要求汽車故障診斷技術(shù)向高新技術(shù)方向發(fā)展，用于汽車電控系統(tǒng)的診斷儀器——電腦故障診斷儀（解碼器），在某些電控系統(tǒng)的故障診斷上已經(jīng)顯得無(wú)能為力，由于電控系統(tǒng)技術(shù)的特殊性及電腦故障診斷儀（解碼器）功能的局限性，使用故障診斷儀無(wú)法將電控系統(tǒng)的故障全部診斷出來(lái)。波形分析能“看”到電子元件間的交流信號(hào)，不僅能診斷汽車上如點(diǎn)火系統(tǒng)的問(wèn)題，還可以幫我們查出許多電子和機(jī)械方面的故障。它就是利用汽車示波器獲得汽車電子控制系統(tǒng)中的傳感器、執(zhí)行器等電子設(shè)備的波形信號(hào)（即電壓隨時(shí)間變化的電信號(hào)），然后把這些實(shí)測(cè)信號(hào)與這些電子設(shè)備的正常波形信號(hào)進(jìn)行對(duì)比，分析找出其中的差異，最后操作者根據(jù)自己的理論知識(shí)找出故障發(fā)生部位的方法。利用檢測(cè)設(shè)備中的示波器功能不僅可以快速捕捉汽車電路信號(hào)，還可以用較慢的速度來(lái)顯示這些波形信號(hào)，以便我們一邊觀察，一邊分析。此外，汽車示波器還具有存儲(chǔ)功能，可以顯示已發(fā)生過(guò)的信號(hào)波形，這就為我們分析判斷故障提供了極大方便。

設(shè)計(jì)一：空氣濾清器濾芯用布將其堵塞，觀察發(fā)動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)情況

（一）理論知識(shí)鋪墊

1.熱線（熱膜）式空氣流量傳感器波形檢測(cè)方法

（1）連接好波形測(cè)試設(shè)備，探針接信號(hào)輸出端子，鱷魚(yú)夾搭鐵；

（2）關(guān)閉所有附屬電氣設(shè)備，起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，并使其怠速運(yùn)轉(zhuǎn)，當(dāng)?shù)∷俜€(wěn)定后，檢查怠速時(shí)輸出信號(hào)電壓；

（3）將發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速?gòu)牡∷偌又凉?jié)氣門(mén)全開(kāi)（加速過(guò)程中節(jié)氣門(mén)應(yīng)以緩中速打開(kāi)），節(jié)氣門(mén)全開(kāi)后持續(xù)2s，但不要使發(fā)動(dòng)機(jī)超速運(yùn)轉(zhuǎn)；

（4）再將發(fā)動(dòng)機(jī)降至怠速運(yùn)轉(zhuǎn)，并保持2s；

（5）再?gòu)牡∷俟r急加速發(fā)動(dòng)機(jī)至節(jié)氣門(mén)全開(kāi)，然后再關(guān)小節(jié)氣門(mén)使發(fā)動(dòng)機(jī)回至怠速；

（6）定住波形，仔細(xì)觀察空氣流量傳感器波形。

2.波形分析

（1）從維修資料中找出輸出信號(hào)電壓參考值進(jìn)行比較，通常熱線（熱膜）式空氣流量傳感器輸出信號(hào)電壓范圍是從怠速時(shí)超過(guò)0.2V變至節(jié)氣門(mén)全開(kāi)時(shí)超過(guò)4V，當(dāng)急減速時(shí)輸出信號(hào)電壓應(yīng)比怠速時(shí)的電壓稍低。

（2）發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，波形的幅值看上去在不斷地波動(dòng)，這是正常的，因?yàn)闊峋€式空氣流量傳感器沒(méi)有任何運(yùn)動(dòng)部件，因此沒(méi)有慣性，所以它能快速對(duì)空氣流量的變化做出反應(yīng)。在加速時(shí)所看到的雜波實(shí)際是在低進(jìn)氣真空之下各缸進(jìn)氣口上的空氣氣流脈動(dòng)引起的，發(fā)動(dòng)機(jī)ECU中的超級(jí)處理電路讀入后會(huì)清除這些信號(hào)。

（3）不同的車型輸出電壓將有很大的差異，在怠速時(shí)信號(hào)電壓是否為0.25V也是判斷空氣流量傳感器好壞的辦法，另外，從燃油混合氣是否正常或冒黑煙也可以判斷空氣流量傳感器的好壞。

（4）如果信號(hào)波形與上述情況不符，或空氣流量傳感器在怠速時(shí)輸出信號(hào)電壓太高，而節(jié)氣門(mén)全開(kāi)時(shí)輸出信號(hào)電壓又達(dá)不到4V，則說(shuō)明空氣流量傳感器已經(jīng)損壞；如果在車輛急加速時(shí)空氣流量傳感器輸出信號(hào)電壓波形上升緩慢，而在車輛急減速時(shí)空氣流量傳感器輸出信號(hào)電壓波形下降緩慢，則說(shuō)明空氣流量傳感器的熱線（熱膜）臟污。出現(xiàn)這些情況，均應(yīng)清潔或更換熱線（熱膜）式空氣流量傳感器。

（二）故障設(shè)計(jì)

豐田佳美2.0進(jìn)氣系統(tǒng)上裝的是進(jìn)氣壓力傳感器和進(jìn)氣溫度傳感器，為模擬進(jìn)氣不暢的故障，在節(jié)氣門(mén)前的進(jìn)氣管中塞布；并檢測(cè)進(jìn)氣管真空度。如圖1、2所示。

（三）故障現(xiàn)象分析

根據(jù)故障波形可以明顯看出，進(jìn)氣真空度在發(fā)動(dòng)機(jī)急加速過(guò)程中并沒(méi)發(fā)生相應(yīng)的變化，基本是一條直線，說(shuō)明是進(jìn)氣管堵塞所造成的。

設(shè)計(jì)二：在進(jìn)氣溫度傳感器連接至發(fā)動(dòng)機(jī)電控單元的線路上串聯(lián)一個(gè)滑變電阻，使傳感器到電控單元的電壓值可以人工調(diào)節(jié)

調(diào)節(jié)滑變電阻，從而改變進(jìn)氣溫度傳感器至發(fā)動(dòng)機(jī)電控單元的電壓值，檢測(cè)氧傳感器和噴油器的工作狀態(tài)。

（一）理論知識(shí)鋪墊

對(duì)有些汽車，用丙烷加注法測(cè)試氧傳感器信號(hào)電壓波形是非常困難的，因?yàn)檫@些汽車的發(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。

（二）急加速法測(cè)試步驟如下

1.以2500r/min的轉(zhuǎn)速預(yù)熱發(fā)動(dòng)機(jī)和氧傳感器2min～6min。然后再讓發(fā)動(dòng)機(jī)怠速運(yùn)轉(zhuǎn)20s。

2.在2s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)4000 r/min，只要用節(jié)氣門(mén)進(jìn)行急加速和急減速就可以了。

3.定住屏幕上的波形，接著就可根據(jù)氧傳感器的最高、最低信號(hào)電壓值和信號(hào)的響應(yīng)時(shí)間來(lái)判斷氧傳感器的好壞。

在信號(hào)電壓波形中，上升的部分是急加速造成的，下降的部分是急減速造成的。

故障設(shè)計(jì)：由于實(shí)驗(yàn)室所處的環(huán)境溫度變化不大，導(dǎo)致進(jìn)氣溫度變化不大，為模擬實(shí)際情況，在進(jìn)氣溫度傳感器連接至發(fā)動(dòng)機(jī)電控單元的線路上串聯(lián)一個(gè)滑變電阻。所測(cè)波形如圖3、4所示。

故障現(xiàn)象分析：隨著進(jìn)氣溫度的增加，噴油的脈寬會(huì)減小，也就是說(shuō)噴油的時(shí)間縮短。

通過(guò)上述實(shí)例可以看出，波形分析法是診斷汽車電控系統(tǒng)故障的一種非常直觀、非常重要的方法。在今后的教學(xué)中可以多設(shè)置與此類似的故障，可以使實(shí)驗(yàn)室整車即可以作為正常汽車使用，也可以設(shè)置為故障車。

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