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(shí)如何快速準(zhǔn)確地捕捉到異?，F(xiàn)象并找到原因，是解決問(wèn)題的關(guān)鍵，而示波器則是幫助維修人員解決這一問(wèn)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(jìn)行簡(jiǎn)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(hào)變化速率是非常快的，變化周期達(dá)到千分之一秒，通常測(cè)試儀器的掃描速度應(yīng)該是被測(cè)信號(hào)的5～10倍。許多故障信號(hào)是間歇的，時(shí)有時(shí)無(wú)，這就需要儀器的測(cè)試速度高于故障信號(hào)的速度。數(shù)字示波器可以滿足這個(gè)速度要求，它不僅可以快速捕捉電路信號(hào)，還可以用較慢的速度來(lái)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(chǔ)存的方式記錄信號(hào)波形，可以倒回來(lái)觀察已經(jīng)發(fā)生過(guò)的快速信號(hào)，這就為分析故障提供了極大方便。無(wú)論是高速信號(hào)(例如：噴油器信號(hào))，還是低速信號(hào)(如節(jié)氣門位置變化及氧傳感器信號(hào))，用示波器來(lái)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(cè)量計(jì)算機(jī)系統(tǒng)工作狀況，通過(guò)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(shí)，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(yùn)動(dòng)的軌跡，其方法是將電壓隨時(shí)間的變化以曲線的方式顯示出來(lái)，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(shí)間變化的情況，就可以判斷電路中到底出了什么問(wèn)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(jìn)行對(duì)比。

在此列舉幾例，說(shuō)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(dòng)機(jī)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(hào)，綠色線(通道3)是曲軸位置傳感器信號(hào)，藍(lán)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(gè)噴油器的控制信號(hào)。這組波形是示波器在發(fā)動(dòng)機(jī)即將熄火時(shí)記錄下來(lái)的。請(qǐng)注意，這時(shí)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(hào)出現(xiàn)同時(shí)噴油的現(xiàn)象。另外，桔黃色線所代表的那一個(gè)噴油器相對(duì)于其他噴油器來(lái)說(shuō)，在同一段時(shí)間里已經(jīng)開啟2次了。有一點(diǎn)很重要，這就是紅色線所代表的凸輪軸位置信號(hào)和綠色線所代表的曲軸位置信號(hào)此時(shí)并沒有問(wèn)題。既然已經(jīng)有了這些信息，我們就來(lái)分析一下，以便為下一步的故障排除找出線索。

發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元的2個(gè)主要的定時(shí)信號(hào)是凸輪軸位置和曲軸位置的輸入信號(hào)，這2個(gè)信號(hào)都正常，沒有故障，所以可以確定不是這2個(gè)信號(hào)導(dǎo)致噴油不正常故障的。一旦噴油器噴油順序錯(cuò)亂以及開啟次數(shù)增加，就說(shuō)明發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元處于一種清零的狀態(tài)。控制單元的清零是內(nèi)部時(shí)鐘或定時(shí)信號(hào)的錯(cuò)亂造成的。內(nèi)部時(shí)鐘或定時(shí)信號(hào)是程序用來(lái)計(jì)時(shí)并在確定的時(shí)間內(nèi)發(fā)出工作指令的。當(dāng)定時(shí)信號(hào)或邏輯電路的時(shí)間信號(hào)出問(wèn)題時(shí)，控制發(fā)動(dòng)機(jī)主要功能元件的程序就會(huì)出錯(cuò)，其結(jié)果就是出現(xiàn)行駛性故障。發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元進(jìn)入清零狀態(tài)通常有下列幾種原因：內(nèi)部時(shí)鐘錯(cuò)誤、輸入定時(shí)信號(hào)錯(cuò)誤、供電或接地電路故障以及干擾信號(hào)進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元。

為了找出被清零的原因，需用示波器對(duì)噴油和點(diǎn)火信號(hào)同時(shí)進(jìn)行監(jiān)測(cè)。

圖3中，黃色、紅色、綠色和藍(lán)色的波形線是噴油器的控制信號(hào)，白色、紫色、桔黃色和棕色的波形線是獨(dú)立式點(diǎn)火線圈(COP)控制點(diǎn)火的信號(hào)。在這組波形中，噴油器的信號(hào)與發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火信號(hào)同步，這一點(diǎn)是關(guān)鍵。從這組波形中可以看出故障的原因，請(qǐng)注意黃色線，在靠右邊的位置有一個(gè)負(fù)的尖峰脈沖信號(hào)。

為了正確地分析這一尖峰脈沖信號(hào)，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(lái)，從而能更容易地看出波形信號(hào)之間的相互關(guān)系(圖4)?，F(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(hào)是對(duì)齊的，白色方波信號(hào)的下降沿是控制線圈點(diǎn)火的信號(hào)。

該車的故障原因是點(diǎn)火線圈的初級(jí)繞組和次級(jí)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(shí)，電流就會(huì)走捷徑，也就是說(shuō)從初級(jí)繞組的炭痕流過(guò)。由于點(diǎn)火線圈的初級(jí)繞組與供電電路、控制電路相連，所以，次級(jí)繞組中產(chǎn)生的感應(yīng)高壓電可以從發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元的集成電路中找到回路。進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元的高壓電會(huì)影響處理器中內(nèi)部時(shí)鐘的工作，其結(jié)果是打亂噴油器的噴油順序和噴油時(shí)間，從而造成行駛性故障。

請(qǐng)注意：負(fù)的尖峰脈沖信號(hào)只在一個(gè)噴油器的控制電路中出現(xiàn)，當(dāng)點(diǎn)火線圈的初級(jí)繞組和次級(jí)繞組間有炭痕時(shí)，這個(gè)問(wèn)題很常見。這種負(fù)的尖峰脈沖信號(hào)通常都出現(xiàn)在噴油器的波形信號(hào)中。點(diǎn)火線圈是負(fù)極放電，因?yàn)槠淅@線方法是使火花塞的中心電極為負(fù)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(diǎn)火。

在查看波形中雜波或尖峰脈沖時(shí)，通常要將所測(cè)得的波形信號(hào)疊加或者用帶狀圖(或叫曲線圖)的方式顯示信號(hào)，這樣就可以與其他波形信號(hào)進(jìn)行實(shí)時(shí)對(duì)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(hào)，圖3中的尖峰脈沖信號(hào)是在噴油脈沖信號(hào)結(jié)束后出現(xiàn)的。波形信號(hào)中出現(xiàn)負(fù)的尖峰脈沖信號(hào)大多是點(diǎn)火線圈有問(wèn)題時(shí)造成的。該車故障就是因?yàn)橛?個(gè)點(diǎn)火線圈異常，換了點(diǎn)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(dòng)機(jī)在車輛行駛時(shí)會(huì)熄火，過(guò)后又能著車，圖5中發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元的數(shù)據(jù)是在發(fā)動(dòng)機(jī)即將熄火時(shí)采集的。黃色線是IC控制信號(hào)(在點(diǎn)火模塊與發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元之間，正常運(yùn)行情況下向發(fā)動(dòng)機(jī)提供燃油控制和計(jì)算點(diǎn)火提前角所需的信號(hào))，紅色線是旁路控制信號(hào)(在起動(dòng)或IC電路出現(xiàn)異常時(shí)，向發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元提供燃油控制和計(jì)算點(diǎn)火提前角所需的信號(hào))，綠色、藍(lán)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(hào)。這組波形顯示：噴油器起初工作正常，接著就出了問(wèn)題，而且噴油脈寬增大了。這就表明發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元進(jìn)入了清零模式。究竟是什么原因?qū)е掳l(fā)動(dòng)機(jī)控制單元進(jìn)入清零狀態(tài)的？這一點(diǎn)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(qǐng)注意旁路控制信號(hào)(紅色線)先出問(wèn)題，然后是IC控制信號(hào)(黃色線)出問(wèn)題。結(jié)合該車點(diǎn)火系統(tǒng)工作原理，這種順序表明該故障是由發(fā)動(dòng)機(jī)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(shuō)明是傳感器出了問(wèn)題。要判定發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元進(jìn)入清零狀態(tài)的原因，就需將示波器的探針連接到發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元的供電電路或接地電路上，并將發(fā)生故障時(shí)的波形記錄下來(lái)。如果供電和接地電路上沒有干擾信號(hào)或尖峰脈沖信號(hào)，則故障的原因是發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元壞了。如果供電和接地電路上有干擾信號(hào)或尖峰脈沖信號(hào)，那么就需將出問(wèn)題的電路修復(fù)。該車在故障發(fā)生時(shí)供電和接地電路都沒有問(wèn)題，換一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元并進(jìn)行匹配就解決問(wèn)題了。

本文只是使用示波器的2個(gè)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(chǎng)。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(wèn)題時(shí)，它能幫你找出問(wèn)題的根源。