5電控汽車波形分析——噴油器波形分析

1、電控汽車波形分析 噴油器、怠速控制閥、活性炭罐清洗電磁閥、EGR控制電磁閥波形分析 噴油器的控制方式有四種基本類型： 飽和開關(guān)型 峰值保持型 脈沖寬度調(diào)制型 PNP型特別提醒：不同類型的噴油器產(chǎn)生的波形不同。飽和開關(guān)型飽和開關(guān)型( (PFI/SFI)PFI/SFI)噴油器噴油器波形分析波形分析 飽和開關(guān)型噴油器主要在多點燃油噴射系統(tǒng)中使用，在節(jié)氣門體燃油噴射(TBI)系統(tǒng)上應(yīng)用不多。 當(dāng)發(fā)動機電控單元接地電路接通時，噴油器開始噴油，當(dāng)發(fā)動機ECU斷開控制電路時，電磁場會發(fā)生突變，這個線圈突變的電磁場產(chǎn)生了峰值。 汽車示波器可以用數(shù)字的方式在顯示屏上與波形一起顯示噴油持續(xù)時間。 按照波形測試設(shè)備

2、操作使用說明書的要求連接好波形測試設(shè)備。 起動發(fā)動機，以2500r/min的轉(zhuǎn)速保持油門2min3min，直至發(fā)動機完全熱機。 同時使燃油反饋控制系統(tǒng)進入閉環(huán)控制狀態(tài)（可以通過觀察波形測試設(shè)備上氧傳感器的信號確定這一點）。 關(guān)掉空調(diào)和所有附屬電器設(shè)備。 將換檔操縱手柄置于停車檔或空檔。 緩慢加速并觀察在加速時噴油器的噴油持續(xù)時間的相應(yīng)增加狀況。 飽和開關(guān)型(PFI/SFI)噴油器波形及分析如圖示 從進氣管中加入丙烷，使混合氣變濃，如果系統(tǒng)工作正常，噴油器噴油持續(xù)時間將縮短 這是由于排氣管中的氧傳感器此時輸出高的電壓信號給發(fā)動機ECU，試圖對濃的混合氣進行修正的結(jié)果飽和開關(guān)型(PFI/SFI)噴

3、油器波形及分析 人為造成真空泄漏，使混合氣變稀，如果系統(tǒng)工作正常，噴油器噴油持續(xù)時間將延長 這是由于排氣管中的氧傳感器此時輸出低的電壓信號給發(fā)動機ECU，試圖對稀的混合氣進行修正的結(jié)果 將發(fā)動機轉(zhuǎn)速提高至2500 r/min，并保持穩(wěn)定。在許多燃油噴射系統(tǒng)中，當(dāng)該系統(tǒng)控制混合氣時，噴油器的噴油持續(xù)時間能被調(diào)節(jié)(改變)得從稍長至稍短。 通常噴油器噴油持續(xù)時間在正常全濃(高氧傳感器電壓)至全稀(低的氧傳感器電壓)范圍內(nèi)在0.25ms至0.5ms的范圍內(nèi)變化。 加入丙烷或人為造成真空泄漏，然后觀察噴油器噴油持續(xù)時間的變化時，如果發(fā)現(xiàn)噴油持續(xù)時間不發(fā)生變化，則氧傳感器可能損壞。 因為如果氧傳感器或發(fā)動

4、機ECU不能察覺混合氣濃度的變化，那么噴油器的噴油持續(xù)時間就不能改變。所以，在檢查噴油器噴油持續(xù)時間之前，應(yīng)先確認(rèn)氧傳感器是否正常。 當(dāng)燃油反饋控制系統(tǒng)工作正常時，噴油器噴油持續(xù)時間會隨著駕駛條件和氧傳感器輸出的信號的變化而變化(增加或減少)。 通常噴油器的噴油持續(xù)時間大約在怠速時l ms 6 ms到冷起動或節(jié)氣門全開時大約6 ms 35 ms之間變化。 匝數(shù)較少的噴油器線圈通常產(chǎn)生較短的關(guān)斷峰值電壓，甚至不出現(xiàn)尖峰。 關(guān)斷尖峰隨不同汽車制造商和發(fā)動機系列而不同，正常的范圍大約是從30V100V，有些噴油器的峰值被鉗位二極管限制在大約30V60V。 如果所測波形有異常，則應(yīng)更換噴油器。峰值保持

5、（電流控制型，峰值保持（電流控制型，TBITBI）噴油噴油器波形分析器波形分析 峰值保持型噴油器主要應(yīng)用在節(jié)氣門體(TBI)燃油噴射系統(tǒng) 但有少數(shù)幾種多點噴射(MFI)系統(tǒng)，像通用的2.3L QUAD-4發(fā)動機系列、土星1.9L和五十鈴1.6L發(fā)動機亦采用峰值保持型噴油器。 安裝在發(fā)動機ECU中的峰值保持噴油驅(qū)動器被設(shè)計成允許大約4A的電流供給噴油器線圈，然后減少電流至約1A以下。 峰值保持型噴油器波形測試方法同飽和開關(guān)型(PFI/SFI)噴油器的波形測試方法。 通常，一個電磁閥線圈拉動機械元件做初始運動比保持該元件在固定位置需要4倍以上的電流 峰值保持驅(qū)動器的得名是因為電控單元用4A的電流打

6、開噴油器針閥，而后只用lA的電流使它保持在開啟的狀態(tài)。 下圖所示為峰值保持型噴油器的正確波形及分析說明 從左至右，波形軌跡從蓄電池電壓開始，這表示噴油驅(qū)動器關(guān)閉，當(dāng)發(fā)動機ECU打開噴油驅(qū)動器時，它對整個電路提供接地。峰值保持型噴油器的正確波形及分析 發(fā)動機ECU繼續(xù)將電路接地(保持波形軌跡在0V)直到其檢測到流過噴油器的電流達(dá)到4A時，發(fā)動機ECU將電流切換到1A(靠限流電阻開關(guān)實現(xiàn))，這個電流減少引起噴油器中的磁場突變，產(chǎn)生類似點火線圈的電壓峰值，剩下的噴油驅(qū)動器噴射的時間由電控單元繼續(xù)保持工作，然后它通過完全斷開接地電路，而關(guān)閉噴油驅(qū)動器，這就在波形右側(cè)產(chǎn)生了第2個峰值。 當(dāng)發(fā)動機ECU接

7、地電路打開時，噴油器開始噴油(波形左側(cè))，當(dāng)發(fā)動機ECU接地電路完全斷開時(斷開時峰值最高在右側(cè))噴油器結(jié)束噴油，這時讀取噴油器的噴射時間，可以計算發(fā)動機ECU從打開到關(guān)閉波形的格數(shù)來確定噴油持續(xù)時間。 汽車波形測試設(shè)備一般可以將噴油器噴油持續(xù)時間的數(shù)字顯示在顯示屏上。 也可以在用手工加入丙烷的方法使混合氣更濃，或者在造成真空泄漏使它變稀的同時，觀察相應(yīng)噴油持續(xù)時間的變化。 波形的峰值部分通常不改變它的噴油持續(xù)時間，這是因為流入噴油器的電流和打開針閥的時間是保持不變的 波形的保持部分是發(fā)動機ECU增加或減少開啟時間的部分，峰值保持型噴油器可能引起下列波形結(jié)果： 加速時，將看到第2個峰尖向右移動

8、，第1個峰尖保持不動；如果發(fā)動機在極濃的混合氣下運轉(zhuǎn)，能看到2個峰尖頂部靠得很近（下圖），這表明發(fā)動機ECU試圖靠盡可能縮短噴油器噴油持續(xù)時間來使混合氣變得更稀。 在有些雙節(jié)氣門體燃油噴射系統(tǒng)中，在波形的峰值之間出現(xiàn)許多特殊的振幅式雜波，可能表示發(fā)動機ECU中的噴油驅(qū)動器有故障故障。發(fā)動機在極濃的混合氣下運轉(zhuǎn)發(fā)動機在極濃的混合氣下運轉(zhuǎn)時的噴油器波形時的噴油器波形脈沖寬度調(diào)制型噴油器波形分析脈沖寬度調(diào)制型噴油器波形分析 脈沖寬度調(diào)制型噴油器用在一些歐洲車型和早期亞洲汽車的多點燃油噴射系統(tǒng)中。 脈沖寬度調(diào)制型噴油驅(qū)動器(安裝在發(fā)動機ECU內(nèi))被設(shè)計成允許噴油器線圈流過大約4A的電流，然后再減少大約

9、1A電流，并以高頻脈動方式開、關(guān)電路。 這種類型的噴油器不同于前述峰值保持型噴油器，因為峰值保持型噴油器的限流方法是用一個電阻來降低電流，而脈沖寬度調(diào)制型噴油器的限流方法是脈沖開關(guān)電路。 波形測試方法同前。 脈沖寬度調(diào)制型噴油器的波形及分析如圖所示。 從左至右，波形開始在蓄電池電壓高度，這表示噴油器關(guān)閉，當(dāng)發(fā)動機ECU打開噴油器時，它提供了一個接地去使電路構(gòu)成回路。脈沖寬度調(diào)制型噴油器的脈沖寬度調(diào)制型噴油器的波形及分析波形及分析 在亞洲車型上，磁場收縮的這個部分通常會有一個峰值(上圖中的左側(cè)峰值)。 發(fā)動機ECU繼續(xù)保持開啟操作，以便使剩余噴油時間可以繼續(xù)得到延續(xù)。 然后它停止脈沖并完全斷開接

10、地電路使噴油器關(guān)閉，這就產(chǎn)生了上圖中所示波形右側(cè)的那個峰值。 發(fā)動機ECU接地電路打開時，噴油開始，發(fā)動機ECU完全斷開控制接地電路時，噴油結(jié)束。在一些歐洲汽車上，例如美洲虎，它的噴油器波形上只有一個釋放峰值，由于峰值鉗位二極管作用，第1個峰值(左側(cè)那一個)沒有出現(xiàn)。 發(fā)動機ECU繼續(xù)接地(保持0V)直到探測到流過噴油器的電流大約4A左右，發(fā)動機ECU靠高速脈沖電路減少電流PNPPNP型噴油器波形檢測、分析型噴油器波形檢測、分析 PNP型噴油器是由在發(fā)動機ECU中操作它們的開關(guān)三極管的型式而得名的，一個PNP噴油驅(qū)動器的三極管有兩個正極管腳和一個負(fù)極管腳。 PNP的驅(qū)動器與其他系統(tǒng)驅(qū)動器的區(qū)別

11、就在于它的噴油器的脈沖電源端接在負(fù)極上。 PNP型噴油驅(qū)動器的脈沖電源連接到一個已經(jīng)接地的噴油器上去開關(guān)噴油器。 幾乎所有的噴油驅(qū)動器都是NPN型。 它的脈沖接地再接到一個已經(jīng)有電壓供給的噴油器上，流過PNP型噴油器的電流與其他噴油器上的方向相反，這就是為什么PNP型噴油器釋放峰值方向相反的原因。 PNP型噴油器常見于一些多點燃油噴射（MFI）系統(tǒng)中，通常PNP型噴油器的波形除了方向相反以外，與飽和開關(guān)型噴油驅(qū)動器的波形十分相像 PNP型噴油器的波形和分析如圖所示。PNP型噴油器波形分析 噴油時間開始于發(fā)動機ECU電源開關(guān)將蓄電池電路打開時，（看波形圖左側(cè)），噴油時間結(jié)束于發(fā)動機ECU完全斷開

12、控制電路(釋放峰值在右側(cè))時。 汽車波形測試設(shè)備一般具有既可圖形顯示又可數(shù)字顯示噴油持續(xù)時間的功能。 也可以從波形上觀察出燃油反饋控制系統(tǒng)是否工作，用丙烷去加濃混合氣或用造成真空的方法使混合氣變稀，然后觀察相應(yīng)的噴油持續(xù)時間變化情況。噴油器電流波形分析噴油器電流波形分析 如果懷疑噴油器線圈短路或噴油驅(qū)動器有故障，可以用靜態(tài)測試噴油器的線圈電阻值的方法來判斷。 更精確的方法是測試動態(tài)下流過線圈電流的蹤跡或波形，即進行噴油器電流測試。 另外在噴油器電流測試時，還可以檢查噴油驅(qū)動器 (發(fā)動機ECU中的開關(guān)三極管) 的工作。 噴油驅(qū)動器電流極限的測試能夠進一步確認(rèn)發(fā)動機ECU中的噴油驅(qū)動器的極限電流是

13、否適合，這個測試需要用波形測試設(shè)備中的附加電流鉗來完成。 具體試驗步驟為：起動發(fā)動機并在怠速下運轉(zhuǎn)或駕駛汽車使故障出現(xiàn)，如果發(fā)動機不能起動，就用起動機帶動發(fā)動機運轉(zhuǎn)，同時觀察波形測試設(shè)備上的顯示。 噴油器電流的波形如圖所示。噴油器電流的波形 波形結(jié)果分析： 當(dāng)電流開始流入噴油器時，由噴油器線圈的特定電阻和電感特性，引起波形以一定斜率上升，上升的斜率是判斷故障的依據(jù)。 通常飽和開關(guān)型噴油器電流波形大約在以45角上升；通常峰值保持型噴油器波形大約以60角斜率上升。 在電流最初流入線圈時，峰值保持型噴油器波形比較陡，這是因為與大多數(shù)飽和開關(guān)型噴油器相比電流增大了。 峰值保持型噴油器的電流通常大約在4

14、A，而飽和開關(guān)型噴油器的電流通常小于2A。 若電流開始流入線圈時，電流波形在左側(cè)幾乎垂直上升，這就說明噴油器的電阻太小(短路)，這種情況還有可能損壞發(fā)動機ECU內(nèi)的噴油驅(qū)動器。 另外，也可以通過分析電流波形來檢查峰值保持型噴油器的限流電路，在限流噴油器波形中，波形蹤跡起始于大約60角并繼續(xù)上升直到噴油驅(qū)動器達(dá)到峰值(通常大約為4A)，在這一點上，波形成了一個尖峰(在峰值保持型里的尖峰)，然后幾乎是垂直下降至大約稍小于1A。 這里噴油驅(qū)動器的“保持”部分是指正在工作著并且保持電流約為1A直到發(fā)動機ECU關(guān)閉噴油器為止，當(dāng)電流從線圈中消失時，電流波形慢慢降回零線，參見上圖。 電流到達(dá)峰值的時間以及

15、電流波形的峰值部分通常是不變的，這是因為一個好的噴油器通入電流和打開針閥的時間保持不變(隨溫度有輕微變化)，發(fā)動機ECU操縱噴油器打開的時間就是波形的保持部分。噴油器起動試驗波形分析噴油器起動試驗波形分析 該測試主要使用于發(fā)動機不能起動的狀態(tài)。 當(dāng)懷疑沒有噴油器脈沖信號時，可以用波形測試設(shè)備進行測試。 起動發(fā)動機，大多數(shù)情況下，如果噴油器電路有故障，就一點脈沖信號都沒有，可能有兩種情況： 一種是有一條0V的直線，一種是一條12V電壓的水平線(噴油器電源電壓)。對于除PNP型噴油器外的所有電路 波形測試設(shè)備顯示一條0V直線 如果波形測試設(shè)備顯示一條0V直線,首先應(yīng)確認(rèn): 波形測試設(shè)備和噴油器連接

16、是否良好; 必要的零件(分電器軸、曲軸和凸輪軸等)是運轉(zhuǎn)的; 用波形測試設(shè)備檢查噴油器供電電源電路以及發(fā)動機ECU的電源和接地電路，如果噴油器上沒有電源電壓，檢查其他電磁閥(EGR閥和EEC控制閥等)電源電壓。 如果噴油器供電電源正常，噴油器線圈可能開路或者噴油器插頭損壞，個別情況是發(fā)動機ECU中噴油器控制電路頻繁接地，代替了推動脈沖，頻繁的從噴油器向氣缸中噴射燃油，造成發(fā)動機淹缸的后果。 波形測試設(shè)備顯示一條12V供電電壓水平直線 首先確認(rèn)必要零件(如分電器軸、曲軸和凸輪軸等)是運轉(zhuǎn)良好。 如果噴油器供給電壓正常，波形測試設(shè)備上顯示一條噴油器電源電壓的水平直線，說明發(fā)動機ECU沒有提供噴油器

17、的接地。 這可能有以下原因造成:發(fā)動機ECU內(nèi)部或外部接地電路不良，發(fā)動機ECU沒有收到曲軸、凸輪軸位置傳感器傳出的發(fā)動機轉(zhuǎn)速信號或同步信號，發(fā)動機ECU電源故障，發(fā)動機ECU內(nèi)部噴油驅(qū)動器損壞。 波形測試設(shè)備顯示有脈沖信號出現(xiàn) 確定脈沖信號間幅值、頻率、形狀及脈沖寬度等判定性尺度都是一致的。 十分重要的是確認(rèn)有足夠的噴油器脈沖寬度去供給發(fā)動機足夠的燃油來起動。 在起動時大多數(shù)發(fā)動機ECU一般被程序設(shè)定會發(fā)出6ms35ms的噴油脈沖寬度。通常噴油脈沖寬度超過50 ms燃油會淹缸，并可能阻礙發(fā)動機的起動。 檢查噴油器尖峰高度幅值的一致性和正確性。噴油器釋放尖峰應(yīng)該有正確的高度。 如果尖峰異常的短

18、可能說明噴油器線圈短路，可用歐姆表測量噴油器線圈阻值或用電流鉗測量噴油器的電流值。 或者用電流鉗在波形測試設(shè)備上分析電流波形，確認(rèn)波形從對地水平升起的不是太高，太高可能說明噴油器線圈電阻太大或者發(fā)動機ECU中噴油器驅(qū)動器接地不良。 如果出現(xiàn)在波形測試設(shè)備上的波形不正常，應(yīng)： 檢查線路和線路插座是否損壞， 檢查波形測試設(shè)備的接線并確認(rèn)有關(guān)零件(分電器軸、曲軸和凸輪軸等)的運轉(zhuǎn)情況。 當(dāng)故障顯示在波形測試設(shè)備上時搖動線束和插頭，這有利于進一步確認(rèn)噴油器電路的故障原因。PNP噴油驅(qū)動器電路 波形測試設(shè)備顯示一條電源電壓水平直線 確認(rèn)噴油器的插頭和噴油器接地接頭良好 確認(rèn)必要零件（分電器軸、曲軸和凸輪

19、軸等)運轉(zhuǎn)良好 用波形測試設(shè)備檢查噴油器的接地電路和電控單元的電源及接地電路。 比較少見的情況是發(fā)動機ECU內(nèi)部連續(xù)對噴油器提供電源，它代替脈沖推動，造成從噴油器連續(xù)噴射燃油，這是淹缸的原因。 波形測試設(shè)備顯示一條位于地線的水平直線 首先確認(rèn)必要的零件(分電器軸、曲軸和凸輪軸等)運轉(zhuǎn)正常。 如果噴油器接地正常，則是發(fā)動機ECU沒有電源脈沖推動控制電路信號輸出 這可能有以下幾種原因造成： 發(fā)動機ECU沒有收到曲軸、凸輪軸位置傳感器傳出發(fā)動機轉(zhuǎn)速信號或同步信號，發(fā)動機ECU內(nèi)部或外部電源電路損壞，發(fā)動機ECU接地不良，發(fā)動機內(nèi)部噴油驅(qū)動器損壞。電控汽車波形分析 怠速控制閥、活性炭罐清洗電磁閥、EG

20、R控制電磁閥波形分析洪鋼怠速控制閥波形分析怠速控制閥波形分析 波形檢測方法波形檢測方法 按照波形測試設(shè)備使用說明連接波形測試設(shè)備。 使發(fā)動機怠速運轉(zhuǎn)并將附屬設(shè)備（空調(diào)、風(fēng)扇和刮水器等）打開或關(guān)閉。 對于裝有自動變速器的汽車還應(yīng)該將換檔操縱手柄在停車檔（P）與前進檔（D）之間進行切換，使發(fā)動機的負(fù)荷發(fā)生變化，從而使發(fā)動機ECU輸給怠速控制閥的控制信號改變，獲得怠速控制閥波形（如圖）。幾種典型的怠速控制閥波形示例幾種典型的怠速控制閥波形示例 波形分析波形分析 各種怠速控制閥的波形的幅值、頻率、形狀和脈沖寬度等判定性尺度都在正確的范圍內(nèi)，并且應(yīng)該有可重復(fù)性和一致性。 確認(rèn)當(dāng)發(fā)動機ECU的控制命令信號

21、改變時，怠速控制閥有反應(yīng)，并且發(fā)動機轉(zhuǎn)速也跟著改變，觀察有無下列情況出現(xiàn)：當(dāng)附屬電氣設(shè)備的開關(guān)開啟、閉合或自動變速器出檔、入檔時，發(fā)動機ECU的怠速控制輸出命令將改變；怠速改變時，怠速控制閥應(yīng)開閉旁通氣道。若怠速不變，應(yīng)懷疑怠速控制閥損壞或旁通氣道堵塞。 在診斷怠速控制閥和控制電路之前，應(yīng)首先確定節(jié)氣門開關(guān)自如，最低怠速符合車型技術(shù)要求，檢查有無真空泄漏或不合適的空氣泄漏?；钚蕴抗耷逑措姶砰y波形分析活性炭罐清洗電磁閥波形分析 波形檢測方法波形檢測方法 確認(rèn)從油箱到活性炭罐和進氣管的油氣管路完好無損并安裝正確。 按照波形測試設(shè)備使用說明連接波形測試設(shè)備 起動發(fā)動機，并保持在2500r/min的轉(zhuǎn)

22、速下運轉(zhuǎn)2min3min，直到發(fā)動機完全暖機，燃油反饋控制系統(tǒng)進入閉環(huán)控制狀態(tài)（可以通過觀察波形測試設(shè)備上的氧傳感器信號電壓波形確認(rèn)該狀態(tài)）。 關(guān)閉所有的附加電氣設(shè)備，將汽車處于停車檔（P）或空檔（N）的位置，頂起驅(qū)動輪或在汽車行駛的同時觀察活性炭罐清洗電磁閥的波形?；钚蕴抗耷逑措姶砰y的波形如圖所示。波形分析波形分析 活性炭罐清洗電磁閥波形的幅值、頻率、形狀和脈沖寬度等判定性尺度都應(yīng)在正確的范圍內(nèi)，并且應(yīng)該有可重復(fù)性,在活性炭罐電磁閥參與工作時應(yīng)有信號波形?；钚蕴抗耷逑措姶砰y的波形活性炭罐清洗電磁閥的波形 汽車一旦達(dá)到預(yù)定的車速，發(fā)動機ECU便開始用可變的脈寬調(diào)制信號控制活性炭罐清洗電磁閥去打開清洗閥。 當(dāng)汽車減速時，該信號應(yīng)該停止，同時活性炭罐清洗電磁閥應(yīng)該關(guān)閉。（幾乎任何時候，當(dāng)上述條件滿足時，該過程都會發(fā)生。） 可能發(fā)現(xiàn)的故障和在波形上可能看到的判定性尺度的偏差是波形尖峰高度變短（這說明活性炭罐清洗電磁閥有斷路故障），或完全沒有信號（波形為一條直線，這說明發(fā)動機ECU有故障，或發(fā)動機ECU沒有接收到清洗活性炭罐的條件信號，這可能是導(dǎo)線或?qū)Ь€連接器有故障）。廢氣再循環(huán)（廢氣再循環(huán)（EGREGR）控制電磁閥控制電磁閥波形分析波形分析 波形檢測方法波形檢測方法 在進行廢氣再循環(huán)（EGR）控制電磁閥波形