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文檔簡介
1、電控汽油放射系統(tǒng)的波形分析山東交通學(xué)院 吳際璋.各種傳感器的波形顯示和波形分析,是電丈量和判別缺點,最有效的手段。汽車用的示波器,是快速判別電器元件缺點的有力工具,能及時地抓住電器元件瞬間發(fā)生的微小變化,進而診斷出難以發(fā)現(xiàn)的瞬間缺點,以下圖,為常見的一種汽車用示波器。.一、利用波形分析的優(yōu)點: 一電控系統(tǒng)的任務(wù)能否正常如點火系統(tǒng); 二某個電元件瞬間缺點的所在; 三顯示電子信號的全貌,籠統(tǒng)、延續(xù)、準確。 . 二、電子信號的類型 共分五種類型: 一直流DC信號:電壓和電流方向,都不隨時間變化的信號。如:CTS、ATS、油溫傳感器、TPS、EGR位置傳感器等。.1、直流脈沖信號電壓在高、低電平間大幅
2、度的跳變信號。2、直流動搖信號電壓變化,電流方向不變的信號。如:發(fā)電機輸出電壓。 .二交流AC信號: 電壓和電流方向,都隨時間變化的信號。循環(huán)變化一周的時間,叫“周期TS。一秒內(nèi)循環(huán)變化的周期,叫“頻率f。頻率和周期是互為倒數(shù)關(guān)系:f =1/T。如:磁電式轉(zhuǎn)速、車速、輪速傳感器、曲軸位置傳感器、KNK等。 .三頻率信號: 一秒內(nèi)循環(huán)變化的周期數(shù)信號,為頻率信號。即每秒的循環(huán)數(shù)Hz或每秒波形周期數(shù)ms。如:熱線熱膜AFS、MAP、光電式傳感器HL傳感器等。.四脈寬信號: 即:信號周期的比值“占空比%。其負電壓部分的寬度,叫“脈寬ms。如:INJ、IAC、各種電磁閥、點火線圈初級等。.五串行數(shù)據(jù)信
3、號: 自診系統(tǒng)的多路數(shù)據(jù)流和網(wǎng)絡(luò)信號。.三、波形好壞的五種根據(jù): 1、幅值電子信號在一定點上的即時電壓,或最高和最低的差值。 2、頻率電子信號1s的循環(huán)數(shù)Hz。 3、脈沖寬度電子信號所占的時間ms或占空比%。 4、 外形電子信號的外形特征曲 線、輪廓、上升沿、下降沿、分界限。 5、陣列電子信號的反復(fù)方式。 如下表:.要求:發(fā)動機穩(wěn)定工況下,不允許信號數(shù)據(jù)異常;信號外形不應(yīng)有:中斷、雜波、毛刺、平臺、拐角異常等景象。否那么,為傳感器或電元件失效。. 四、各種傳感器和電元件的規(guī)范波形:一磁電式曲軸位置、凸輪軸位置、轉(zhuǎn)速、車速、輪速傳感器的波形為交變尖波信號,幅值與頻率和轉(zhuǎn)速成正比。要求:1幅值電壓
4、應(yīng)一致; 2波形上下應(yīng)對稱; 3幅值、頻率與轉(zhuǎn)速成正比; 4否那么:為缺齒、氣隙過大、退磁、磁棒上有鐵屑、線圈斷路等缺點。.實例:磁電式曲軸位置傳感器波形。.二霍爾式曲軸位置、凸輪軸位置、轉(zhuǎn)速、車速 傳感器的波形: 為矩形方波,是開關(guān)型信號。頻率與轉(zhuǎn)速成正比,電壓幅值不變。 要求:1一個脈沖到另一個脈沖的時間不變;2上下沿拐角一致;3幅值均等;4頻率隨轉(zhuǎn)速而變; 5否那么,傳感器己損壞。.實例:霍爾式曲軸位置傳感器的波形:.三光電式曲軸位置、轉(zhuǎn)速傳感器的波形: 低頻率的IGT/NE信號,為脈沖矩形方波;高頻率的SP信號,為園角形方波,都為開關(guān)型的信號。其光電管最怕臟和漏光。 要求:同霍爾式傳感
5、器內(nèi)容。.實例:光電式曲軸位置轉(zhuǎn)速傳感器的波形。.四進氣壓力傳感器MAP波形: 半導(dǎo)體壓敏電阻式,輸出05V的隨動電壓,它的頻率、幅值和波形隨轉(zhuǎn)速和Px的變化而變化,為不規(guī)那么的尖刺方波。怠速時64kpa輸出電壓為1.25V;全開時13kpa輸出電壓接近5v;急減速時80kpa為0v。.1、實驗方法可就車運轉(zhuǎn)測試,也可用手動真空泵測試。1慢加速到全開,堅持2s,看波形,再回到怠速位置。2急加速到全開,堅持2s,看波形,再回到怠速位置。 2、要求1波形上無雜波; 2幅值、頻率隨轉(zhuǎn)速和px變化;3波形的反復(fù)性和一致性好; 4否那么,MAP損壞。.實例:進氣壓力傳感器MAP波形:.五熱線熱膜式空氣流
6、量計AFS的波形: 為熱敏電阻橋式電路,輸出05V的隨動電壓信號。為跳動的尖刺方波,這是由于它的反響靈敏度高,是空氣流脈動引發(fā)了尖刺。怠速時輸出電壓應(yīng)大于0.2V;全開時應(yīng)大于4V;急減速時輸出電壓應(yīng)稍低于怠速。其頻率與轉(zhuǎn)速和流量成正比,做加減速實驗應(yīng)產(chǎn)生以下波形。 .1、實驗方法:1慢加速到全開,堅持2s,看波形,再回到怠速; 2急加速到全開,堅持2s,看波形,再回到怠速。.2、要求:1怠速時輸出電壓小于0.2V;全開時輸出電壓小于4V,AFS己損壞。2急加速時電壓波形上升慢或急減速時電壓波形下降慢,為熱膜贓污。3隨著流量的添加,輸出電壓波形的頻率也添加。.實例:熱線熱膜式空氣流量計AFS的
7、波形。.六卡門渦流式空氣流量計的波形: 輸出的是與1渦流頻率相對應(yīng)的電信號,波形為尖角和方角矩形脈沖信號。.1、波形變化特點:1在轉(zhuǎn)速和空氣流量穩(wěn)定的形狀下,流量計的波形頻率、脈寬,及其電壓幅值應(yīng)是穩(wěn)定形狀。2在加速時,不僅頻率添加,它的脈沖寬度也同時改動。這是為了加速時,向ECU提供同步加濃信號和異步加濃信號,改動噴油量的多少。.2、實驗方法:1慢加速到全開,堅持2s,看波形,再回到怠速; 2急加速到全開,堅持2s,看波形,再回到怠速。.3、要求: 1頻率、脈寬、應(yīng)隨轉(zhuǎn)速而變化,電壓應(yīng)堅持50V的幅值。波形的正確性、一致性、反復(fù)性好。否那么,改換新的AFS。 2把測試時間用在有疑問的轉(zhuǎn)速區(qū)段
8、,查看 波形能否正確。.實例:卡門渦流式空氣流量計的波形。.七節(jié)氣門位置傳感器TPS波形: 為線性電位器,輸出05V的隨動電壓。全閉時輸出電壓小于1V;全開時輸出電壓接近5V。.1、實驗方法: 1SWON,發(fā)動機不運轉(zhuǎn); 2使節(jié)氣門從全關(guān)到全開位置,并回到全關(guān)位置3反復(fù)幾次。.2、要求: 1波形上下不應(yīng)有任何斷裂、毛刺、大跌落; 2應(yīng)留意 前1/4開度的波形,這是常用的碳膜部分; 32.8V處的波形,是最容易壞的部位。.實例:節(jié)氣門位置傳感器TPS波形。. 八爆振傳感器KNK的波形: 它是一個壓電式交流信號,爆振時產(chǎn)生1V交變電壓,頻率峰值達515KHz,爆振愈嚴重,峰值愈高。峰值電壓和頻率隨
9、轉(zhuǎn)速和負荷及點火時間而變化。 .實驗方法:1起動發(fā)動機,就車實驗; 2不起動發(fā)動機,SWON,用金屬物敲擊KNK附近的機體,出現(xiàn)波形。 3假設(shè)壞了,出不斷線。.實例:爆振傳感器KNK的波形。. 九水溫傳感器CTS和氣溫傳感器ATS的波形: 為負溫度系數(shù)熱敏電阻式,是隨溫度變化的直流信號。由ECU提供一個5V的參考電壓,輸出電壓與溫度成反比。冷態(tài)時為35V;熱態(tài)時為1V左右實為電壓降的丈量。.實驗方法: 1CTS的丈量,用發(fā)動機運轉(zhuǎn)后水溫變化的方法。 2ATS的丈量,不起動發(fā)動機,對ATS適當(dāng)加熱,SWON,用向ATS噴水或清洗劑的方法,使其降溫,其電壓波形的變化,應(yīng)是上升的規(guī)律。.實例:水溫傳
10、感器CTS和氣溫傳感器ATS的波形。.十二氧化鋯ZrO2氧傳感器的波形: 它是一個“嗅敏電池,能產(chǎn)生1V的電壓,檢測時有三個重要參數(shù):最高電壓1V、混合氣從濃到稀時,信號的反響時間小于100ms,即10s內(nèi)變化8次以上。任何一項不符合要求,即改換新0 x。這三個參數(shù)對二氧化鈦TiO2氧傳感器也適用。.試.驗方法:1應(yīng)先檢測加熱電阻的好壞;再檢測02的好壞。 2急加速法較方便先以2500r/min預(yù)熱發(fā)動機和氧傳感器26min。3再怠速運轉(zhuǎn)20s。 4在2s內(nèi)將節(jié)氣門全開,共進展56次轉(zhuǎn)速不應(yīng)高于4000r/min。 5看屏幕上的波形,與規(guī)范波形參數(shù)對比。如以下圖、下表所示:.實例:二氧化鋯Zr
11、O2氧傳感器的波形。.十一二氧化鈦TiO2氧傳感器波形: 它是一個“嗅敏電阻,電阻值隨氧含量而變。由ECU提供5V的參考電壓,輸出05V的信號電壓。與二氧化鋯的氧傳感器電壓變化規(guī)律相反:混合氣濃時、電壓低;稀時電壓高。. 十二雙氧傳感器的波形: 不少車系,一在三元催化器TWC的前后各裝一個氧傳感器,它有兩個益處:1為了監(jiān)控TWC的好壞;2對空燃比A/F的控制精度高,凈化性好。.十三噴油器INJ的波形: 噴油器實為一個脈沖電流控制的開關(guān)型電磁閥,其控制驅(qū)動方式各異,所以波形也不一樣。多數(shù)噴油器的驅(qū)動是采用NPN開關(guān)三極管Tr,它的脈沖使一個己經(jīng)有電壓供應(yīng)的噴油器接地后噴油。檢測INJ之前,應(yīng)先檢
12、測O2的好壞,才干正確斷定INJ的好壞。怠速工況的噴油繼續(xù)時間為16ms;冷起動或節(jié)氣門到達全開時,噴油繼續(xù)時間為635ms為好。.1、飽和開關(guān)型噴油器的波形 它在多點放射系統(tǒng)中廣泛運用。當(dāng)ECU的Tr管導(dǎo)通時ON,噴油器噴油;Tr管截止時OFF,噴油器仃噴,磁場發(fā)生突變,線圈產(chǎn)生峰值電壓,可達30100V,它代表了線圈的好壞。線圈匝數(shù)少的INJ,峰值電壓即小。 .實驗方法:1人為變濃混合氣向進氣管中噴丙烷,使混合氣變濃,噴油脈寬變小Ox反響功能。.2人為變稀混合氣使進氣管漏氣,混合氣變稀,噴油器脈寬變Ox反響功能。這都闡明INJ和其驅(qū)動電路是良好形狀。3從怠速將轉(zhuǎn)速升高到2500r/min,
13、噴油脈寬應(yīng)改動,闡明INJ及其電路良好。.實例:飽和開關(guān)型噴油器電壓、電流波形。. 2、峰值堅持型噴油器的波形主要用于單點放射系統(tǒng)中,提高開啟呼應(yīng)性,滿足多缸大油量的需求。同時也用于柴油機共軌放射系統(tǒng)中。 它是利用4A的電流翻開噴油器的閥門,再用限流電阻以1A的電流堅持開啟形狀,然后再完全斷開接地電路。因此,產(chǎn)生兩個高低不平的峰值。. 3、噴油器電路好壞的波形顯示:1示波器有噴油脈沖信號信號的峰值、頻率、外形、脈寬能否正常?應(yīng)有可反復(fù)性和一致性。2示波器只顯示0V的直線為噴油器供電源無12V電壓。3如供電源電壓正常顯示0V直線,為噴油器線圈或電接頭損壞。4示波器只顯示12V電壓直線為ECU的T
14、r管不能接地缺點或沒有收到曲軸位置信號和轉(zhuǎn)速信號。.十四怠速空氣調(diào)理器IAC的波形: IAC分:電磁閥式、轉(zhuǎn)閥式、步進電機式。當(dāng)額外負荷加大時,都是利用ECU驅(qū)動Tr管,改動信號的脈沖寬度ms或占空比%,控制其開啟時間或開度的大小,來調(diào)理空氣量的多少。. .實例:占空比控制的IAC波形。.十五點火系統(tǒng)的波形:1、點火系統(tǒng)的組成和檢測程序:計算機控制的點火系統(tǒng),是電噴系統(tǒng)共控網(wǎng)絡(luò)的一個重要部分。是由:、點火信號發(fā)生器、ECU的相關(guān)電路、點火器、點火線圈、分電機、高壓線、火花塞等元件組成。點火系統(tǒng)又分:有分電機和無分電機兩種型式。其點火性能的好壞和檢測程序,應(yīng)運用點火檢測儀和示波器進展。.計算機控
15、制的點火系統(tǒng) . 2、波形的分析: 1點火系統(tǒng)實踐上是電感L、電阻R、電容C、組成的振蕩電路。點火線圈是一個變壓器,當(dāng)電流通斷變化時,由于磁場的變化,瞬時會產(chǎn)生電感振蕩波形。所以,當(dāng)TrOFF時,磁場迅速減小,產(chǎn)生感應(yīng)電動勢,次級電壓迅速增長,不等到達峰值,就擊穿了火花塞電極,此為“擊穿電壓。ab線稱“點火線,其峰值電壓可達30KV。.當(dāng)火花塞被擊穿時,兩電極間產(chǎn)生“火花放電,次級電壓驟然下降,cd線的高度稱“放電電壓,普通可達20KV以上,其寬度稱“放電繼續(xù)時間ms,故稱“熄滅線。此時,一切的電容能量將釋放,因此產(chǎn)生“高頻振蕩波形。.闡明:A、“擊穿電壓高,為次級電路電阻過高高壓線或火花塞間
16、隙大;低為次級電路電阻過低。B、“熄滅線不應(yīng)有過多的雜波。否那么,為火花塞贓污或噴油器損壞。C、“熄滅線繼續(xù)時間的長短普通為1.5ms,與混合氣的濃稀有關(guān),濃那么長2ms;稀那么短0.75ms。.2當(dāng)次級線圈放電完了時,電火花消逝,初級線圈中還存在著剩余磁場能量,產(chǎn)生衰減的電感“低頻振蕩,如圖中的de段。.3同樣,由于電容能量和電感能量的作用,點火線圈的“互感效應(yīng),使初級線圈也產(chǎn)生與次級線圈一樣的振蕩波形,只是波形的幅值大小不同,可恣意擇取其波形來判別缺點。.4可見,初級線圈的波形、幅值、閉合角的大小和提早角的早晚,受ECU和點火器的控制,隨轉(zhuǎn)速和負荷而變。點火峰值的高低和放電繼續(xù)時間的長短,與點火器、點火線圈、高壓線、分火頭、火花塞等元件的質(zhì)量有關(guān),是點火系統(tǒng)好壞的關(guān)鍵。.點火波形分析:益處多。.為此,單缸點火波形和多缸陣列波形的檢測,是維護作業(yè)內(nèi)容的重要環(huán)節(jié)。如圖中所示:二缸和三缸點火峰值偏低,存在著 高壓線漏電、分電機蓋漏電、火花塞漏電 、或間隙過小
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