汽車傳感器波形分析在故障診斷中的應(yīng)用

1 示波器的介紹

示波器是用來對(duì)電路中電壓或電流的波動(dòng)情況進(jìn)行測(cè)量的工具，它能實(shí)時(shí)地反應(yīng)器件的工作情況。在電路分析中通．是用它來測(cè)量輸入與輸出的波形，并由觀察者經(jīng)過分析研究，得出此電路性能的優(yōu)良狀況或問題所在。

2 汽車故障診斷中傳感器波形分析的重要性

隨著現(xiàn)代汽車技術(shù)的發(fā)展，在汽車中使用了大量的傳感器，傳感器在其工作環(huán)境中感受物理量的變化時(shí)，并以電流或電壓的方式向汽車ECU傳送所感覺到的變化，汽￣EZCU接收到傳感器送來的信號(hào)后，做出相應(yīng)的判斷，驅(qū)動(dòng)相關(guān)設(shè)備進(jìn)行工作，調(diào)整汽車的工作狀態(tài)。

在現(xiàn)代汽車上用的傳感器可分為：溫度、速度、壓力、氧含量、振動(dòng)及位置傳感器，它們產(chǎn)生各種各樣的電壓或電流信號(hào)，用示波器能將這些信號(hào)的變化以波形的方式反映出來。當(dāng)所感知的物理量發(fā)生正常或非正常變化時(shí)，都能通過波形的變動(dòng)反應(yīng)出來，通過與正常波形的比較，就能判斷出故障的部位。

這里所說的并不是說示波器能解決汽車維修中所有的問題，只是提供了一個(gè)判斷故障的方法，一個(gè)處理問題的手段，就象醫(yī)生用的聽診器一樣。

3 案例分析

故障現(xiàn)象一輛大眾帕薩特1.8T小轎車，出現(xiàn)不易起動(dòng)的故障現(xiàn)象，每次都要多次點(diǎn)火才有可能起動(dòng)，最后一次在行駛中死火，就打不起火了，只能拖到4S店維修。

故障診斷到店后也是時(shí)而能起動(dòng)時(shí)而不能起動(dòng)，用1552診斷儀顯示故障為曲軸位置傳感器損壞。于是更換，再起動(dòng)，故障現(xiàn)象依舊。于是再換凸輪軸位置傳感器，再試，故障現(xiàn)象還在，維修陷入僵局。

故障分析與測(cè)試采用雙蹤示波器同時(shí)測(cè)量故障車上曲軸位置傳感器與凸輪軸位置傳感器的波形如圖1所示，在同類型的正常車上測(cè)得的凸輪軸位置傳感器和曲軸位置傳感器波形如圖2所示。

通過比較圖1和圖2，發(fā)現(xiàn)曲軸位置傳感器波形有區(qū)別。為什么會(huì)有這樣的區(qū)別，是正常的還是不正常的？經(jīng)過對(duì)曲軸位置傳感器的結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析研究，從圖3曲軸位置傳感器的結(jié)構(gòu)可知，它是一圈缺口齒的環(huán)，對(duì)比圖2中曲軸位置傳感器的波形，就能得出此環(huán)共有60個(gè)缺口齒，其中有1個(gè)缺口占2個(gè)齒的位置，在圖2中曲軸位置傳感器的波形中能算出59個(gè)正弦波，與曲軸位置傳感器環(huán)有59個(gè)缺口齒對(duì)應(yīng)，圖2中凸輪軸位置傳感器波形中間距較大的位置對(duì)應(yīng)缺口齒環(huán)2個(gè)缺齒的位置。曲軸位置傳感器產(chǎn)生的波形與圖2中凸輪軸位置傳感器波形有一個(gè)起始位置的關(guān)系，通過圖4就能更清楚的看出這種關(guān)系。

通過圖4還能看出曲軸位置傳感器波形出現(xiàn)2次才與凸輪軸位置傳感器波形重合一次起始位置，這種關(guān)系和本車曲軸轉(zhuǎn)速與凸輪軸轉(zhuǎn)速比為2：1的關(guān)系一致，也正好是1缸上止點(diǎn)的位置，也就是1缸點(diǎn)火正時(shí)的基準(zhǔn)位置，也決定了其它3個(gè)缸的點(diǎn)火時(shí)刻。此信號(hào)傳輸給腳，ECU就能發(fā)出點(diǎn)火信號(hào)，起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)。否則ECU就不發(fā)出點(diǎn)火信號(hào)，發(fā)動(dòng)機(jī)不能起動(dòng)。

故障排除 在更換曲軸位置傳感器和凸輪軸位置傳感器后都不能解決問題，于是將思路轉(zhuǎn)到曲軸位置傳感器的缺口環(huán)上來，在圖1中凸輪軸位置傳感器波形左邊三分之一處的波形與其它地方的不一樣，更與正常車的波形不一樣。傳感器沒問題，那只有曲軸位置傳感器的缺口環(huán)有問題了，而且是在與大缺口相距15個(gè)齒的位置上。起初懷疑是在第15個(gè)齒上有異物，導(dǎo)致傳感器信號(hào)不好，通過傳感器安裝孑沒能看到有異物，于是只能拆卸油底殼，拆卸油底殼后轉(zhuǎn)到第15個(gè)缺口齒位置，如圖3中鐵棒指示位置的缺口齒環(huán)不是有異物，而是有一點(diǎn)變形，變形后導(dǎo)致此位置與傳感器的間距變大，以致產(chǎn)生的信號(hào)不夠強(qiáng)，才產(chǎn)生了不正常的小波形。更換曲軸后此車問題徹底解決。

故障總結(jié) 為什么此車會(huì)出現(xiàn)間歇性起動(dòng)困難的現(xiàn)象？再來看一下圖1與圖2中曲軸位置傳感器的波形，假如在圖1中曲軸位置傳感器波形最上方向下一點(diǎn)的位置畫一橫線，又在圖2中曲軸位置傳感器波形上同樣位置畫一橫線，根據(jù)在此線上
有無波形可得出圖5中的2個(gè)波形，ECU只有得到圖5下圖波形才能發(fā)出點(diǎn)火信號(hào)起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，而ECU得到圖5上的波形不能發(fā)出點(diǎn)火信號(hào)起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，但在偶然的時(shí)刻故障位置產(chǎn)生的波形恰好達(dá)到合格的底線時(shí)，就可以起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)。起動(dòng)后，ECU對(duì)曲軸位置傳感器波形的檢測(cè)就不是那么嚴(yán)了，因此，發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)后不會(huì)熄火。也就是此車故障的根本原因。

另一點(diǎn)提示：本故障體現(xiàn)出發(fā)動(dòng)機(jī)嚴(yán)格起動(dòng)，保護(hù)發(fā)動(dòng)機(jī)；但當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)后，盡可能維持發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行的設(shè)計(jì)理念。

4 總結(jié)

該車故障的診斷，充分利用了雙蹤示波器的雙蹤顯示功能，使曲軸與凸輪軸的波形、轉(zhuǎn)速關(guān)系很清晰的反映出來，使故障的判斷、定位較迅速。

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