示波器在汽車維修診斷中的應(yīng)用案例

示波器在維修診斷中的應(yīng)用

作為維修人員，在診斷車輛故障時如何快速準(zhǔn)確地捕捉到異?，F(xiàn)象并找到原因，是解決問題的關(guān)鍵，而示波器則是幫助維修人員解決這一問題的重要幫手(圖1)。在此結(jié)合示波器在維修診斷中的應(yīng)用進行簡要分析。

1.數(shù)字示波器在汽車維修中的作用

汽車電子設(shè)備的有些信號變化速率是非常快的，變化周期達到千分之一秒，通常測試儀器的掃描速度應(yīng)該是被測信號的5～10倍。許多故障信號是間歇的，時有時無，這就需要儀器的測試速度高于故障信號的速度。數(shù)字示波器可以滿足這個速度要求，它不僅可以快速捕捉電路信號，還可以用較慢的速度來顯示這些波形，以便維修人員可以一面觀察，一面分析。它還可以用儲存的方式記錄信號波形，可以倒回來觀察已經(jīng)發(fā)生過的快速信號，這就為分析故障提供了極大方便。無論是高速信號(例如：噴油器信號)，還是低速信號(如節(jié)氣門位置變化及氧傳感器信號)，用示波器來觀察可以從波形中發(fā)現(xiàn)端倪。示波器就像一把尺子，它可以測量計算機系統(tǒng)工作狀況，通過示波器可以觀察到汽車電子系統(tǒng)是如何工作的。

2.示波器在汽車故障案例中的應(yīng)用

當(dāng)汽車的電子設(shè)備或線路出故障時，就需要維修人員著手采集所有相關(guān)的數(shù)據(jù)。示波器能顯示電路中電子運動的軌跡，其方法是將電壓隨時間的變化以曲線的方式顯示出來，所示電壓的大小取決于電路中的電流和電阻。根據(jù)示波器上電壓隨時間變化的情況，就可以判斷電路中到底出了什么問題。要使示波器發(fā)揮出最大的功效，就需將所采集到的波形進行對比。

在此列舉幾例，說明示波器是如何幫助我們查找故障原因的。

①東風(fēng)本田思域間歇性熄火的診斷

一輛2006年款的本田思域1.8VTi轎車，故障現(xiàn)象是間歇性熄火。將示波器連接到發(fā)動機控制單元的幾條線路上。圖2中紅色線(通道2)是凸輪軸位置傳感器信號，綠色線(通道3)是曲軸位置傳感器信號，藍線(通道4)、白線(通道5)、紫線(通道6)以及桔黃色線(通道7)分別是4個噴油器的控制信號。這組波形是示波器在發(fā)動機即將熄火時記錄下來的。請注意，這時噴油器的噴油順序已經(jīng)亂了，紫色和桔黃色線顯示噴油器控制信號出現(xiàn)同時噴油的現(xiàn)象。另外，桔黃色線所代表的那一個噴油器相對于其他噴油器來說，在同一段時間里已經(jīng)開啟2次了。有一點很重要，這就是紅色線所代表的凸輪軸位置信號和綠色線所代表的曲軸位置信號此時并沒有問題。既然已經(jīng)有了這些信息，我們就來分析一下，以便為下一步的故障排除找出線索。

發(fā)動機控制單元的2個主要的定時信號是凸輪軸位置和曲軸位置的輸入信號，這2個信號都正常，沒有故障，所以可以確定不是這2個信號導(dǎo)致噴油不正常故障的。一旦噴油器噴油順序錯亂以及開啟次數(shù)增加，就說明發(fā)動機控制單元處于一種清零的狀態(tài)?？刂茊卧那辶闶莾?nèi)部時鐘或定時信號的錯亂造成的。內(nèi)部時鐘或定時信號是程序用來計時并在確定的時間內(nèi)發(fā)出工作指令的。當(dāng)定時信號或邏輯電路的時間信號出問題時，控制發(fā)動機主要功能元件的程序就會出錯，其結(jié)果就是出現(xiàn)行駛性故障。發(fā)動機控制單元進入清零狀態(tài)通常有下列幾種原因：內(nèi)部時鐘錯誤、輸入定時信號錯誤、供電或接地電路故障以及干擾信號進入發(fā)動機控制單元。

為了找出被清零的原因，需用示波器對噴油和點火信號同時進行監(jiān)測。

圖3中，黃色、紅色、綠色和藍色的波形線是噴油器的控制信號，白色、紫色、桔黃色和棕色的波形線是獨立式點火線圈(COP)控制點火的信號。在這組波形中，噴油器的信號與發(fā)動機點火信號同步，這一點是關(guān)鍵。從這組波形中可以看出故障的原因，請注意黃色線，在靠右邊的位置有一個負的尖峰脈沖信號。

為了正確地分析這一尖峰脈沖信號，需將示波器設(shè)置為雙通道顯示模式，這樣就可以使波形疊加起來，從而能更容易地看出波形信號之間的相互關(guān)系(圖4)。現(xiàn)在，可以清楚地看出白色線(通道5)與黃色線(通道1)上的尖峰脈沖信號是對齊的，白色方波信號的下降沿是控制線圈點火的信號。

該車的故障原因是點火線圈的初級繞組和次級繞組之間有炭痕。當(dāng)火花塞電極間的電阻大于炭痕的電阻時，電流就會走捷徑，也就是說從初級繞組的炭痕流過。由于點火線圈的初級繞組與供電電路、控制電路相連，所以，次級繞組中產(chǎn)生的感應(yīng)高壓電可以從發(fā)動機控制單元的集成電路中找到回路。進入發(fā)動機控制單元的高壓電會影響處理器中內(nèi)部時鐘的工作，其結(jié)果是打亂噴油器的噴油順序和噴油時間，從而造成行駛性故障。

請注意：負的尖峰脈沖信號只在一個噴油器的控制電路中出現(xiàn)，當(dāng)點火線圈的初級繞組和次級繞組間有炭痕時，這個問題很常見。這種負的尖峰脈沖信號通常都出現(xiàn)在噴油器的波形信號中。點火線圈是負極放電，因為其繞線方法是使火花塞的中心電極為負極，側(cè)電極為正極。原因是絕緣的中心電極可以保持很高的工作溫度，高溫容易使電子在火花塞電極間擊穿間隙點火。

在查看波形中雜波或尖峰脈沖時，通常要將所測得的波形信號疊加或者用帶狀圖(或叫曲線圖)的方式顯示信號，這樣就可以與其他波形信號進行實時對比，從而找出故障原因。示波器在觸發(fā)模式下顯示不出尖峰脈沖信號，圖3中的尖峰脈沖信號是在噴油脈沖信號結(jié)束后出現(xiàn)的。波形信號中出現(xiàn)負的尖峰脈沖信號大多是點火線圈有問題時造成的。該車故障就是因為有1個點火線圈異常，換了點火線圈后故障就排除了。

②別克君威行駛中熄火的故障診斷

一輛2006款別克君威2.5L轎車，其故障為間歇性熄火故障。這輛車的發(fā)動機在車輛行駛時會熄火，過后又能著車，圖5中發(fā)動機控制單元的數(shù)據(jù)是在發(fā)動機即將熄火時采集的。黃色線是IC控制信號(在點火模塊與發(fā)動機控制單元之間，正常運行情況下向發(fā)動機提供燃油控制和計算點火提前角所需的信號)，紅色線是旁路控制信號(在起動或IC電路出現(xiàn)異常時，向發(fā)動機控制單元提供燃油控制和計算點火提前角所需的信號)，綠色、藍色、白色、紫色、桔黃色以及棕色的波形線都是噴油器的控制信號。這組波形顯示：噴油器起初工作正常，接著就出了問題，而且噴油脈寬增大了。這就表明發(fā)動機控制單元進入了清零模式。究竟是什么原因?qū)е掳l(fā)動機控制單元進入清零狀態(tài)的？這一點很重要。

將這組波形設(shè)置為疊加的模式，就可以看出它們之間的相互關(guān)系(圖6)。將故障發(fā)生前的波形放大，請注意旁路控制信號(紅色線)先出問題，然后是IC控制信號(黃色線)出問題。結(jié)合該車點火系統(tǒng)工作原理，這種順序表明該故障是由發(fā)動機控制單元內(nèi)部故障引起的，或者是由供電電路，或接地電路的故障引起的。

假如IC控制電路先于旁路控制電路出故障，就說明是傳感器出了問題。要判定發(fā)動機控制單元進入清零狀態(tài)的原因，就需將示波器的探針連接到發(fā)動機控制單元的供電電路或接地電路上，并將發(fā)生故障時的波形記錄下來。如果供電和接地電路上沒有干擾信號或尖峰脈沖信號，則故障的原因是發(fā)動機控制單元壞了。如果供電和接地電路上有干擾信號或尖峰脈沖信號，那么就需將出問題的電路修復(fù)。該車在故障發(fā)生時供電和接地電路都沒有問題，換一個發(fā)動機控制單元并進行匹配就解決問題了。

本文只是使用示波器的2個例子，示波器在維修中還有很多用途。線路中只要有電壓存在，示波器就可以派上用場。一旦使用示波器，它就可以使你明白許多有關(guān)電學(xué)和電子學(xué)方面的東西。示波器能使你快速地了解電子電路的工作狀態(tài)。更重要的是，當(dāng)電子電路出問題時，它能幫你找出問題的根源。