汽車電控燃油控制的波形分析ppt課件

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(diǎn)，最有效的手段。汽車用的示波器，是快速判別電器元件缺點(diǎn)的有力工具，能及時(shí)地抓住電器元件瞬間發(fā)生的微小變化，進(jìn)而診斷出難以發(fā)現(xiàn)的瞬間缺點(diǎn)，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(diǎn)： 一電控系統(tǒng)的任務(wù)能否正常如點(diǎn)火系統(tǒng)； 二某個(gè)電元件瞬間缺點(diǎn)的所在； 三顯示電子信號(hào)的全貌，籠統(tǒng)、延續(xù)、準(zhǔn)確。 . 二、電子信號(hào)的類型 共分五種類型： 一直流DC信號(hào)：電壓和電流方向，都不隨時(shí)間變化的信號(hào)。如：CTS、ATS、油溫傳感器、TPS、EGR位置傳感器等。.1、直流脈沖信號(hào)電壓在高、低電平間大幅

2、度的跳變信號(hào)。2、直流動(dòng)搖信號(hào)電壓變化，電流方向不變的信號(hào)。如：發(fā)電機(jī)輸出電壓。 .二交流AC信號(hào)： 電壓和電流方向，都隨時(shí)間變化的信號(hào)。循環(huán)變化一周的時(shí)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(hào)： 一秒內(nèi)循環(huán)變化的周期數(shù)信號(hào)，為頻率信號(hào)。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(hào)： 即：信號(hào)周期的比值“占空比%。其負(fù)電壓部分的寬度，叫“脈寬ms。如：INJ、IAC、各種電磁閥、點(diǎn)火線圈初級(jí)等。.五串行數(shù)據(jù)信

3、號(hào)： 自診系統(tǒng)的多路數(shù)據(jù)流和網(wǎng)絡(luò)信號(hào)。.三、波形好壞的五種根據(jù)： 1、幅值電子信號(hào)在一定點(diǎn)上的即時(shí)電壓，或最高和最低的差值。 2、頻率電子信號(hào)1s的循環(huán)數(shù)Hz。 3、脈沖寬度電子信號(hào)所占的時(shí)間ms或占空比%。 4、 外形電子信號(hào)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(hào)的反復(fù)方式。 如下表：.要求：發(fā)動(dòng)機(jī)穩(wěn)定工況下，不允許信號(hào)數(shù)據(jù)異常；信號(hào)外形不應(yīng)有：中斷、雜波、毛刺、平臺(tái)、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(hào)，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(duì)稱； 3幅值、頻率與轉(zhuǎn)速成正比； 4否那么：為缺齒、氣隙過(guò)大、退磁、磁棒上有鐵屑、線圈斷路等缺點(diǎn)。.實(shí)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(hào)。頻率與轉(zhuǎn)速成正比，電壓幅值不變。 要求：1一個(gè)脈沖到另一個(gè)脈沖的時(shí)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(shí)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(hào)，為脈沖矩形方波；高頻率的SP信號(hào)，為園角形方波，都為開關(guān)型的信號(hào)。其光電管最怕臟和漏光。 要求：同霍爾式傳感

5、器內(nèi)容。.實(shí)例：光電式曲軸位置轉(zhuǎn)速傳感器的波形。.四進(jìn)氣壓力傳感器MAP波形： 半導(dǎo)體壓敏電阻式，輸出05V的隨動(dòng)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(shí)64kpa輸出電壓為1.25V；全開時(shí)13kpa輸出電壓接近5v；急減速時(shí)80kpa為0v。.1、實(shí)驗(yàn)方法可就車運(yùn)轉(zhuǎn)測(cè)試，也可用手動(dòng)真空泵測(cè)試。1慢加速到全開，堅(jiān)持2s，看波形，再回到怠速位置。2急加速到全開，堅(jiān)持2s，看波形，再回到怠速位置。 2、要求1波形上無(wú)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(shí)例：進(jìn)氣壓力傳感器MAP波形：.五熱線熱膜式空氣流

6、量計(jì)AFS的波形： 為熱敏電阻橋式電路，輸出05V的隨動(dòng)電壓信號(hào)。為跳動(dòng)的尖刺方波，這是由于它的反響靈敏度高，是空氣流脈動(dòng)引發(fā)了尖刺。怠速時(shí)輸出電壓應(yīng)大于0.2V；全開時(shí)應(yīng)大于4V；急減速時(shí)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(shí)驗(yàn)應(yīng)產(chǎn)生以下波形。 .1、實(shí)驗(yàn)方法：1慢加速到全開，堅(jiān)持2s，看波形，再回到怠速； 2急加速到全開，堅(jiān)持2s，看波形，再回到怠速。.2、要求：1怠速時(shí)輸出電壓小于0.2V；全開時(shí)輸出電壓小于4V，AFS己損壞。2急加速時(shí)電壓波形上升慢或急減速時(shí)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(shí)例：熱線熱膜式空氣流量計(jì)AFS的

7、波形。.六卡門渦流式空氣流量計(jì)的波形： 輸出的是與1渦流頻率相對(duì)應(yīng)的電信號(hào)，波形為尖角和方角矩形脈沖信號(hào)。.1、波形變化特點(diǎn)：1在轉(zhuǎn)速和空氣流量穩(wěn)定的形狀下，流量計(jì)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(shí)，不僅頻率添加，它的脈沖寬度也同時(shí)改動(dòng)。這是為了加速時(shí)，向ECU提供同步加濃信號(hào)和異步加濃信號(hào)，改動(dòng)噴油量的多少。.2、實(shí)驗(yàn)方法：1慢加速到全開，堅(jiān)持2s，看波形，再回到怠速； 2急加速到全開，堅(jiān)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(jiān)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(cè)試時(shí)間用在有疑問(wèn)的轉(zhuǎn)速區(qū)段

8、，查看 波形能否正確。.實(shí)例：卡門渦流式空氣流量計(jì)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(dòng)電壓。全閉時(shí)輸出電壓小于1V；全開時(shí)輸出電壓接近5V。.1、實(shí)驗(yàn)方法： 1SWON，發(fā)動(dòng)機(jī)不運(yùn)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(shí)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(gè)壓電式交流信號(hào)，爆振時(shí)產(chǎn)生1V交變電壓，頻率峰值達(dá)515KHz，爆振愈嚴(yán)重，峰值愈高。峰值電壓和頻率隨

9、轉(zhuǎn)速和負(fù)荷及點(diǎn)火時(shí)間而變化。 .實(shí)驗(yàn)方法：1起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，就車實(shí)驗(yàn)； 2不起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，SWON，用金屬物敲擊KNK附近的機(jī)體，出現(xiàn)波形。 3假設(shè)壞了，出不斷線。.實(shí)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(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻式，是隨溫度變化的直流信號(hào)。由ECU提供一個(gè)5V的參考電壓，輸出電壓與溫度成反比。冷態(tài)時(shí)為35V；熱態(tài)時(shí)為1V左右實(shí)為電壓降的丈量。.實(shí)驗(yàn)方法： 1CTS的丈量，用發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)后水溫變化的方法。 2ATS的丈量，不起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，對(duì)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(shí)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(gè)“嗅敏電池，能產(chǎn)生1V的電壓，檢測(cè)時(shí)有三個(gè)重要參數(shù)：最高電壓1V、混合氣從濃到稀時(shí)，信號(hào)的反響時(shí)間小于100ms，即10s內(nèi)變化8次以上。任何一項(xiàng)不符合要求，即改換新0 x。這三個(gè)參數(shù)對(duì)二氧化鈦TiO2氧傳感器也適用。.試.驗(yàn)方法：1應(yīng)先檢測(cè)加熱電阻的好壞；再檢測(cè)02的好壞。 2急加速法較方便先以2500r/min預(yù)熱發(fā)動(dòng)機(jī)和氧傳感器26min。3再怠速運(yùn)轉(zhuǎn)20s。 4在2s內(nèi)將節(jié)氣門全開，共進(jìn)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(duì)比。如以下圖、下表所示：.實(shí)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(gè)“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(hào)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(shí)、電壓低；稀時(shí)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(gè)氧傳感器，它有兩個(gè)益處：1為了監(jiān)控TWC的好壞；2對(duì)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(shí)為一個(gè)脈沖電流控制的開關(guān)型電磁閥，其控制驅(qū)動(dòng)方式各異，所以波形也不一樣。多數(shù)噴油器的驅(qū)動(dòng)是采用NPN開關(guān)三極管Tr，它的脈沖使一個(gè)己經(jīng)有電壓供應(yīng)的噴油器接地后噴油。檢測(cè)INJ之前，應(yīng)先檢

12、測(cè)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(shí)間為16ms；冷起動(dòng)或節(jié)氣門到達(dá)全開時(shí)，噴油繼續(xù)時(shí)間為635ms為好。.1、飽和開關(guān)型噴油器的波形 它在多點(diǎn)放射系統(tǒng)中廣泛運(yùn)用。當(dāng)ECU的Tr管導(dǎo)通時(shí)ON，噴油器噴油；Tr管截止時(shí)OFF，噴油器仃噴，磁場(chǎng)發(fā)生突變，線圈產(chǎn)生峰值電壓，可達(dá)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(shí)驗(yàn)方法：1人為變濃混合氣向進(jìn)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(jìn)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(dòng)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(dòng)，闡明INJ及其電路良好。.實(shí)例：飽和開關(guān)型噴油器電壓、電流波形。. 2、峰值堅(jiān)持型噴油器的波形主要用于單點(diǎn)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(shí)也用于柴油機(jī)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(jiān)持開啟形狀，然后再完全斷開接地電路。因此，產(chǎn)生兩個(gè)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(hào)信號(hào)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(wú)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(diǎn)或沒有收到曲軸位置信號(hào)和轉(zhuǎn)速信號(hào)。.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(jìn)電機(jī)式。當(dāng)額外負(fù)荷加大時(shí)，都是利用ECU驅(qū)動(dòng)Tr管，改動(dòng)信號(hào)的脈沖寬度ms或占空比%，控制其開啟時(shí)間或開度的大小，來(lái)調(diào)理空氣量的多少。. .實(shí)例：占空比控制的IAC波形。.十五點(diǎn)火系統(tǒng)的波形：1、點(diǎn)火系統(tǒng)的組成和檢測(cè)程序：計(jì)算機(jī)控制的點(diǎn)火系統(tǒng)，是電噴系統(tǒng)共控網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)重要部分。是由：、點(diǎn)火信號(hào)發(fā)生器、ECU的相關(guān)電路、點(diǎn)火器、點(diǎn)火線圈、分電機(jī)、高壓線、火花塞等元件組成。點(diǎn)火系統(tǒng)又分：有分電機(jī)和無(wú)分電機(jī)兩種型式。其點(diǎn)火性能的好壞和檢測(cè)程序，應(yīng)運(yùn)用點(diǎn)火檢測(cè)儀和示波器進(jìn)展。.計(jì)算機(jī)控

15、制的點(diǎn)火系統(tǒng) . 2、波形的分析： 1點(diǎn)火系統(tǒng)實(shí)踐上是電感L、電阻R、電容C、組成的振蕩電路。點(diǎn)火線圈是一個(gè)變壓器，當(dāng)電流通斷變化時(shí)，由于磁場(chǎng)的變化，瞬時(shí)會(huì)產(chǎn)生電感振蕩波形。所以，當(dāng)TrOFF時(shí)，磁場(chǎng)迅速減小，產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，次級(jí)電壓迅速增長(zhǎng)，不等到達(dá)峰值，就擊穿了火花塞電極，此為“擊穿電壓。ab線稱“點(diǎn)火線，其峰值電壓可達(dá)30KV。.當(dāng)火花塞被擊穿時(shí)，兩電極間產(chǎn)生“火花放電，次級(jí)電壓驟然下降，cd線的高度稱“放電電壓，普通可達(dá)20KV以上，其寬度稱“放電繼續(xù)時(shí)間ms，故稱“熄滅線。此時(shí)，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(jí)電路電阻過(guò)高高壓線或火花塞間

16、隙大；低為次級(jí)電路電阻過(guò)低。B、“熄滅線不應(yīng)有過(guò)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(shí)間的長(zhǎng)短普通為1.5ms，與混合氣的濃稀有關(guān)，濃那么長(zhǎng)2ms；稀那么短0.75ms。.2當(dāng)次級(jí)線圈放電完了時(shí)，電火花消逝，初級(jí)線圈中還存在著剩余磁場(chǎng)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(diǎn)火線圈的“互感效應(yīng)，使初級(jí)線圈也產(chǎn)生與次級(jí)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(lái)判別缺點(diǎn)。.4可見，初級(jí)線圈的波形、幅值、閉合角的大小和提早角的早晚，受ECU和點(diǎn)火器的控制，隨轉(zhuǎn)速和負(fù)荷而變。點(diǎn)火峰值的高低和放電繼續(xù)時(shí)間的長(zhǎng)短，與點(diǎn)火器、點(diǎn)火線圈、高壓線、分火頭、火花塞等元件的質(zhì)量有關(guān)，是點(diǎn)火系統(tǒng)好壞的關(guān)鍵。.點(diǎn)火波形分析：益處多。.為此，單缸點(diǎn)火波形和多缸陣列波形的檢測(cè)，是維護(hù)作業(yè)內(nèi)容的重要環(huán)節(jié)。如圖中所示：二缸和三缸點(diǎn)火峰值偏低，存在著 高壓線漏電、分電機(jī)蓋漏電、火花塞漏電 、或間隙過(guò)小