汽車發(fā)動機控制系統(tǒng)的實際工況可以通過專用示波器進行觀察，動態(tài)信號發(fā)生改變的過程及展現(xiàn)出的規(guī)律變化可以通過電控發(fā)動機執(zhí)行器與傳感器傳輸出來的信號波形進行觀察與了解，加之這些規(guī)律的歸納總結(jié)需要采取波形分析的方式，以更好更快地發(fā)現(xiàn)發(fā)動機的故障之處、故障原因并加以排除。但當前汽車技術的發(fā)展較快，電控化應用比例較高，發(fā)動機發(fā)生故障的幾率也有所提高，因此，本文主要就波形分析在發(fā)動機故障診斷中的應用進行了詳細探討。

【關鍵詞】示波器 電控發(fā)動機 波形分析 故障 診斷 應用

當前，汽車檢測診斷的設備較多，且各具特色，其中較為有效的方式是波形分析法。一般而言，示波器作為一種電壓表，不僅可以快速展示與讀取電壓參數(shù)，而且可以快速獲取故障電信號，并有效記載波形加以分析，執(zhí)行器和傳感器的信號波形甚至可以快速發(fā)現(xiàn)故障原因。為了更好地分析波形，需要詳細分解汽車電子信號類型，主要涉及模擬信號與數(shù)字信號，基于對這些信號波形特征的判定而診斷發(fā)動機的故障，本文將介紹一些使用波形分析法診斷發(fā)動機控制系統(tǒng)故障的具體案例。

1 汽車發(fā)動機系統(tǒng)故障診斷方法特點分析

1.1 故障自診斷系統(tǒng)

目前，市場上絕大多數(shù)發(fā)動機控制系統(tǒng)均具有進行故障自診斷的基本功能，所謂的故障自診斷是指系統(tǒng)自身會將監(jiān)測到的動態(tài)信號數(shù)據(jù)與預先設定好的參數(shù)值相比較，進而判斷發(fā)動機是否存在故障問題，并且將這些故障以代碼的形式存儲起來，以便維修人員進行故障檢修。一方面簡化了工作人員診斷發(fā)動機故障的操作程序，但另一方面也存在著一些不足之處，例如：信號異常的原因很多，而系統(tǒng)自診斷出來的信息只是一種可能性的范圍，還需借助其他的檢測手段來進一步確定故障位置；自診斷系統(tǒng)只能檢測缺失的信號或者一些超界的信號，對于未超出設定值的異常信號則無法做出準確的故障判斷等等。

1.2 專用故障診斷設備

專用故障診斷設備會對故障自診斷系統(tǒng)存儲的故障代碼進行讀取，測量發(fā)動機控制系統(tǒng)的一些動態(tài)參數(shù)，輸入模擬信號檢測故障，重新設定某些參數(shù)或者將系統(tǒng)初始化處理，有利于維修人員更加準確、快讀地診斷發(fā)動機故障信息，但也存在一些固有的缺點，如：部分故障診斷的原始信息來源于自診斷系統(tǒng)，所以會存在著故障自診斷系統(tǒng)的不足之處；專用故障診斷設備價格較為昂貴，且適用性弱，一般只能針對某一種或某幾種特定的車型進行故障診斷。

1.3 波形分析法

波形分析法是指利用示波器將被檢測信號的電壓波形顯示出來，能夠形象直觀地呈現(xiàn)出動態(tài)信號變化的全過程，并且還能夠準確地反應出一些偶發(fā)不連續(xù)的信號，彌補了傳統(tǒng)的儀表檢測法的不足。波形分析法對維修人員的專業(yè)素質(zhì)要求較高，工作人員在診斷發(fā)動機系統(tǒng)故障時，除了要熟練掌握各種動態(tài)信號的正常波形，還要了解他們各自的異常波形所對應的信號波動情況，進而準確地分析出導致信號波形異常的故障原因，找出故障點。

2 波形分析法診斷發(fā)動機系統(tǒng)故障示例

2.1 檢測發(fā)動機轉(zhuǎn)速與曲軸位置傳感器信號

正常工況下，當汽車發(fā)動機啟動后，傳感器的信號電壓幅值一般會在0.5V以上，并且隨著發(fā)動機轉(zhuǎn)速的不斷上升，幅值也會相應地變大。在利用示波器檢測時，如果無法顯示出電壓波形信息或者信號很弱，電壓波形的幅值非常小，則有可能是傳感器的信號線路或感應線圈發(fā)生故障、觸發(fā)轉(zhuǎn)子與鐵心之間氣隙不合理等情況；如果信號電壓幅值發(fā)生波動，出現(xiàn)忽大忽小的情況，可能是因為傳感器軸與襯套之間的間隙太大，從而導致觸發(fā)轉(zhuǎn)子在轉(zhuǎn)動時發(fā)生擺動，而對于利用發(fā)動機飛輪的齒圈作為信號觸發(fā)轉(zhuǎn)子的傳感器，則有可能是因為安裝螺釘松動；如果在電壓波形中如果只有特定的幾個信號脈沖信息異常或者無法顯示，則有可能是信號觸發(fā)齒圈損壞了。

2.2 檢測汽油噴射器驅(qū)動控制信號

理論上而言，汽油噴射控制信號的波形是方形波，但是在實際噴射過程中，由于電磁線圈的自感作用，示波器顯示的波形并非是方波，如果始終顯示的是一條水平的直線，則可能的發(fā)生故障為：噴油器電源不良、線圈斷、控制器內(nèi)部短路、信號中斷、搭鐵不良等；如果波形中斷或者產(chǎn)生一些雜形波，很有可能是插接器接觸不良、搭鐵不良、噴油器閥卡滯等原因。

2.3 檢測ECU與ICM信號

對發(fā)動機電子控制器中的各個部件，可以通過檢測其輸入、輸出端相關連的電壓波形來分析相關故障。

2.3.1 檢測ECU輸入與輸出信號

維修人員檢測發(fā)動機在啟動前后各個段子的電壓波形時，如果發(fā)現(xiàn)Ne、G信號正常，而IGt、IGdA、IGdB等信號異?；騺G失，則可以確定電子控制單元內(nèi)部存在故障。

2.3.2 檢測ICM輸入與輸出信號

當發(fā)動機啟動或者開始工作時，維修人員可以分別對ICM的點火線圈控制端以及IGf端的電壓波形進行檢測分析，如果點火線圈控制端的電壓波形顯示正常，而后者的電壓波形出現(xiàn)缺失、異常等現(xiàn)象，則說明，ICM內(nèi)部出現(xiàn)故障。

2.4 檢測進氣管壓力傳感器信號

當發(fā)動機處于穩(wěn)定怠速工況下，檢測到的進氣管壓力傳感器信號應當是一條水平的電壓波形，如果節(jié)氣門的開度突然加大，則波形也會隨之上升，波形傾斜度較大，而當節(jié)氣門開始放松時，電壓波形會呈現(xiàn)為平緩的斜線。如果在這幾段波形折線中出現(xiàn)斷點或雜波現(xiàn)象，則可能發(fā)生以下故障：傳感器電路接觸不良、搭鐵不良、敏感元件失靈等；而如果在節(jié)氣門開合時，波形始終為一條水平的直線，則有可能是電源不良、傳感器信號線路發(fā)生斷路或斷路等原因。

3 結(jié)束語

綜上所述，由于部分汽車電子設備具有信號變化速率快，故障信號間歇不連續(xù)等特點，所以要想準確診斷出發(fā)動機故障，所使用儀器的測試速度必須要高于故障信號的速度。而數(shù)字示波器憑借著遠超于其他汽車檢測儀的高取樣速度，完全可以勝任這項任務。利用波形分析法不僅直觀地觀察到發(fā)動機系統(tǒng)中各部件和線路的運轉(zhuǎn)情況，還能幫助工作人員快速找出問題所在，對故障點進行精確定位，進而有效提高汽車發(fā)動機故障診斷處理的工作效率。

參考文獻

[1]魏啟廣.電控發(fā)動機故障分析與診斷[J].科技傳播，2011（17）.

[2]劉忠濱.論汽車電控發(fā)動機的故障及診斷[J].民營科技，2011（07）.

作者簡介

孟祥磊（1984-），男，山東省濰坊市人。柳州職業(yè)技術學院汽車檢測與維修技術在職研究生，柳州職業(yè)技術學院講師。

作者單位

1.桂林電子科技大學機電工程學院 廣西壯族自治區(qū)柳州市 541004

2.柳州職業(yè)技術學院 廣西壯族自治區(qū)柳州市 545006