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编者按:对于国内的大部分汽车维修人员而言,利用示波器进行车辆的故障诊断似乎还带有一层神秘的面纱。习惯于换件维修的他们,一方面由于不具备相应的硬件条件,因此接触示波器的机会较少;另一方面,由于未掌握波形分析的相关知识,因此也欠缺利用波形诊断故障的能力。他们对于故障诊断设备的运用,尚局限于“读读故障码,看看数据流”的阶段。为此,本刊特开辟“专家教你使用示波器修车”栏目,为广大汽车维修人员提供一个学习使用示波器修车的平台。
c 检测步骤
Ⅰ 举升车辆使驱动轮离地,将变速器置于前进挡。
Ⅱ 将通道A测试线(CHA)接传感器输出(或HI),接地测试线接传感器输出LO或地。
Ⅲ 起动发动机,以前进档驱动车轮转动,在从低速逐渐提高驱动轮转速时,同时监测车速传感器(VSS)的输出信号。
Ⅳ 使用缺陷捕捉(Glitch Snare)模式,捕捉尖峰或信号缺失。
d 参考波形
车速传感器输出信号波形如图46所示。
e 故障排除提示
信号的振幅和频率随车速增加而提高。车速传感器产生的每个波形看上去都很相似。一般来讲,在稳定车速下波形上下的变化非常对称。若信号的振幅过低,应检查触发轮和传感器之间的气隙是否过大;若信号振幅摆动,应检查触发轮或轴是否变形;若某个信号波形失真,应检查触发轮是否变形或齿损坏。
(17)光电式车速传感器(VSS)
a 工作原理
光电式车速传感器一般由一根穿过仪表台下的传统软轴驱动。它们是数字式传感器,不受电磁干扰影响。光电式传感器由带光栅槽的转动盘、2个光纤管,1个LED灯和作为光传感器的光电晶体管组成。一个放大器与光电晶体管连接,以产生足够强的信号用于其他电子装置,如PCM或点火模块。光电管和放大器产生数字输出信号(ON/OFF脉冲)。光电式传感器对旋转盘光栅上的污垢和油非常敏感。当污垢和油进入传感器敏感区域时,会引起行驶性问题和设置故障码。
b 常见故障症状及故障码
当车速传感器出现故障后,一般车辆会出现变速器换挡不当,速度表不准确,影响ABS和巡航控制的问题。如此时连接故障诊断仪对车辆进行检测,一般设备会显示故障码P0500~P0503。
c 检测步骤
Ⅰ 举升车辆使驱动轮离地,将变速器置于前进挡。
Ⅱ 将通道A测试线(CHA)接传感器输出(或HI),接地测试线接传感器输出LO或地。
Ⅲ 起动发动机,以前进挡驱动车轮转动,在从低速逐渐提高驱动轮转速,同时监测车速传感器(VSS)的输出信号。
Ⅳ 使用缺陷捕捉(Glitch Snare)模式,捕捉尖峰或信号缺失。
d 参考波形
车速传感器输出信号波形如图47所示。
e 故障排除提示
信号的频率应随车速的增加而增设,但占空比在任何车速应操持一致。脉冲与脉冲的信号的波形的振幅、频率和开关应完全一致。信号的振幅应足够(一般等于供给传感器的电压),脉冲的时间间隔和开关应一致并可预见。波形的上下拐角应尖锐清晰,电压跃变的边沿应平直和垂直。由于提供给传感器的电压是恒定的,所以所有波形在高度上应相等。确认波形下边沿不应离接地电平过远,否则表示传感器接地电阻过高或接地不良(对地电压降不应超过400mV)。在排除车速传感器的故障时,应注意查找与行驶性问题或故障码(DTC)相符的不正常波形。
(18)氧化锆型氧传感器
a 工作原理
为最大程度地发挥装有三元催化转化器(TWC)发动机的排气净化性能,必须将空燃比保持在理论空燃比附近很窄的范围内。氧传感器能探测出燃烧后的
废气中氧的浓度是否较理论空燃比时较浓或较稀,此传感器多数安装在排气歧管中,但是安装位置和安装数量随发动机而不同。氧传感器根据发动机燃烧后排气中的氧含量提供一个输出电压,发动机控制单元用此电压在稍浓和稍稀状态间调整燃油混合气的空燃比(A/F)。氧化锆型氧传感器在浓时提供高的输出信号电压,在稀时提供低的输出信号电压。
氧传感器内含有一件用陶瓷型材料二氧化锆元件(ZrO2)制成的元件,此元件的内侧和外侧都包着一层铂的薄覆盖层。环境大气被引导至传感器的内侧,传感器的外侧则直接暴露在排气中。处于高温400℃时,如果锆元件内部表面上氧气浓度与外部表面上的氧气浓度相差太大时,此锆元件将产生电压。而且,铂具有催化作用,它能促使废气中氧气和一氧化碳(CO)之间产生化学反应,这样可减少废气中含氧量。
当空气-燃油混合气较稀时,废气中氧气甚多,因此氧传感器内、外氧气浓度就没有多大差别,锆元件产生的电压很小(接近0V)。相反,当空气一燃油混合气较浓时,废气中几乎无氧。正因如此,传感器内、外侧氧气浓度之差很大,锆元件就产生相对而言的大电压(约1V)。根据此传感器输出的氧信号,发动机控制单元去增加或减少燃油喷射量,使平均空燃比保持在理论空燃比附近。有些锆制的氧传感器配有加热器来加热此锆元件,此加热器也由发动机控制单元控制。当进气量低时(换句话说就是当排气温度低),就向加热器输送电流来加热传感器。
氧传感器信号电压在100~900mV波动,表示氧传感器正常发送信号给发动机控制单元以便控制燃油混合气。
b 常见的故障症状及故障码
当氧传感器出现故障时,反馈燃油控制系统(FFCS)将不能进入闭环控制状态,发动机废气排放将超标,燃油经济性将变差。当连接故障诊断仪对发动机控制系统进行检测时,一般设备会显示故障码P0130~P0147和P0150~P0167。
c 检测步骤
Ⅰ 连接带屏蔽的测试线至通道A输入端,将测试线的接地线接至传感器输出LO(低电位)或地(GND),测试线探针接传感器输出或HI(参考对应车型电路图,确定至氧传感器信号线颜色或PCM控制单元针脚编号)。
Ⅱ 起动发动机并保持2500r/min运转,暖机和加热氧传感器约2~3min,然后再怠速运转20s。
Ⅲ 在2s间隔内,从怠速至节气门全开(WOT)加速5~6次。注意发动机不要超速,转速不必超过4000r/min,此目的仅是为得到节气门的加速和全减速。
Ⅳ 用保持(HOLD)键冻结显示的波形,检查氧传感器的最大、最小电压和从浓至稀的相应时间。
d 参考波形
氧传感器标准信号电压波形图如图48所示。
(待续)
c 检测步骤
Ⅰ 举升车辆使驱动轮离地,将变速器置于前进挡。
Ⅱ 将通道A测试线(CHA)接传感器输出(或HI),接地测试线接传感器输出LO或地。
Ⅲ 起动发动机,以前进档驱动车轮转动,在从低速逐渐提高驱动轮转速时,同时监测车速传感器(VSS)的输出信号。
Ⅳ 使用缺陷捕捉(Glitch Snare)模式,捕捉尖峰或信号缺失。
d 参考波形
车速传感器输出信号波形如图46所示。
e 故障排除提示
信号的振幅和频率随车速增加而提高。车速传感器产生的每个波形看上去都很相似。一般来讲,在稳定车速下波形上下的变化非常对称。若信号的振幅过低,应检查触发轮和传感器之间的气隙是否过大;若信号振幅摆动,应检查触发轮或轴是否变形;若某个信号波形失真,应检查触发轮是否变形或齿损坏。
(17)光电式车速传感器(VSS)
a 工作原理
光电式车速传感器一般由一根穿过仪表台下的传统软轴驱动。它们是数字式传感器,不受电磁干扰影响。光电式传感器由带光栅槽的转动盘、2个光纤管,1个LED灯和作为光传感器的光电晶体管组成。一个放大器与光电晶体管连接,以产生足够强的信号用于其他电子装置,如PCM或点火模块。光电管和放大器产生数字输出信号(ON/OFF脉冲)。光电式传感器对旋转盘光栅上的污垢和油非常敏感。当污垢和油进入传感器敏感区域时,会引起行驶性问题和设置故障码。
b 常见故障症状及故障码
当车速传感器出现故障后,一般车辆会出现变速器换挡不当,速度表不准确,影响ABS和巡航控制的问题。如此时连接故障诊断仪对车辆进行检测,一般设备会显示故障码P0500~P0503。
c 检测步骤
Ⅰ 举升车辆使驱动轮离地,将变速器置于前进挡。
Ⅱ 将通道A测试线(CHA)接传感器输出(或HI),接地测试线接传感器输出LO或地。
Ⅲ 起动发动机,以前进挡驱动车轮转动,在从低速逐渐提高驱动轮转速,同时监测车速传感器(VSS)的输出信号。
Ⅳ 使用缺陷捕捉(Glitch Snare)模式,捕捉尖峰或信号缺失。
d 参考波形
车速传感器输出信号波形如图47所示。
e 故障排除提示
信号的频率应随车速的增加而增设,但占空比在任何车速应操持一致。脉冲与脉冲的信号的波形的振幅、频率和开关应完全一致。信号的振幅应足够(一般等于供给传感器的电压),脉冲的时间间隔和开关应一致并可预见。波形的上下拐角应尖锐清晰,电压跃变的边沿应平直和垂直。由于提供给传感器的电压是恒定的,所以所有波形在高度上应相等。确认波形下边沿不应离接地电平过远,否则表示传感器接地电阻过高或接地不良(对地电压降不应超过400mV)。在排除车速传感器的故障时,应注意查找与行驶性问题或故障码(DTC)相符的不正常波形。
(18)氧化锆型氧传感器
a 工作原理
为最大程度地发挥装有三元催化转化器(TWC)发动机的排气净化性能,必须将空燃比保持在理论空燃比附近很窄的范围内。氧传感器能探测出燃烧后的
废气中氧的浓度是否较理论空燃比时较浓或较稀,此传感器多数安装在排气歧管中,但是安装位置和安装数量随发动机而不同。氧传感器根据发动机燃烧后排气中的氧含量提供一个输出电压,发动机控制单元用此电压在稍浓和稍稀状态间调整燃油混合气的空燃比(A/F)。氧化锆型氧传感器在浓时提供高的输出信号电压,在稀时提供低的输出信号电压。
氧传感器内含有一件用陶瓷型材料二氧化锆元件(ZrO2)制成的元件,此元件的内侧和外侧都包着一层铂的薄覆盖层。环境大气被引导至传感器的内侧,传感器的外侧则直接暴露在排气中。处于高温400℃时,如果锆元件内部表面上氧气浓度与外部表面上的氧气浓度相差太大时,此锆元件将产生电压。而且,铂具有催化作用,它能促使废气中氧气和一氧化碳(CO)之间产生化学反应,这样可减少废气中含氧量。
当空气-燃油混合气较稀时,废气中氧气甚多,因此氧传感器内、外氧气浓度就没有多大差别,锆元件产生的电压很小(接近0V)。相反,当空气一燃油混合气较浓时,废气中几乎无氧。正因如此,传感器内、外侧氧气浓度之差很大,锆元件就产生相对而言的大电压(约1V)。根据此传感器输出的氧信号,发动机控制单元去增加或减少燃油喷射量,使平均空燃比保持在理论空燃比附近。有些锆制的氧传感器配有加热器来加热此锆元件,此加热器也由发动机控制单元控制。当进气量低时(换句话说就是当排气温度低),就向加热器输送电流来加热传感器。
氧传感器信号电压在100~900mV波动,表示氧传感器正常发送信号给发动机控制单元以便控制燃油混合气。
b 常见的故障症状及故障码
当氧传感器出现故障时,反馈燃油控制系统(FFCS)将不能进入闭环控制状态,发动机废气排放将超标,燃油经济性将变差。当连接故障诊断仪对发动机控制系统进行检测时,一般设备会显示故障码P0130~P0147和P0150~P0167。
c 检测步骤
Ⅰ 连接带屏蔽的测试线至通道A输入端,将测试线的接地线接至传感器输出LO(低电位)或地(GND),测试线探针接传感器输出或HI(参考对应车型电路图,确定至氧传感器信号线颜色或PCM控制单元针脚编号)。
Ⅱ 起动发动机并保持2500r/min运转,暖机和加热氧传感器约2~3min,然后再怠速运转20s。
Ⅲ 在2s间隔内,从怠速至节气门全开(WOT)加速5~6次。注意发动机不要超速,转速不必超过4000r/min,此目的仅是为得到节气门的加速和全减速。
Ⅳ 用保持(HOLD)键冻结显示的波形,检查氧传感器的最大、最小电压和从浓至稀的相应时间。
d 参考波形
氧传感器标准信号电压波形图如图48所示。
(待续)