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四、空气/燃油信号测量
这里主要介绍汽车的进气系统、排气系统和燃油供给系统的主要元件的测试方法,比如空气流量传感器、喷油驱动器等。
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图1-42 电磁感应式曲轴位置传感器波形
1. 空气流量传感器(MAF)
(1)传感器类型
1)模拟型空气流量传感器。这种空气流量传感器使用一片预热过的薄金属元件来测量进入进气歧管的空气流量,这种感测元件被加热至77℃,当空气流经感测元件时会降低其温度,使电阻值降低,由此造成流过的电流增加,而电压下降。该信号被电脑视为电压下降的改变(空气流量的增加造成电压下降),并且被当成是空气流量的指示。
2)数字型空气流量传感器。这种类型的空气流量传感器以电脑送来的5V电压为参考,并传回相当于进入发动机空气量的频率信号。输出信号是一个方波,其振幅固定在0~5V,信号频率的改变为30~150Hz。低频代表少量的空气流量,高频代表大量的空气流量。
(2)连接设备 连接KT600和电源延长线,根据被测试车型的蓄电池位置选择蓄电池供电或者点烟器供电。将测试探头接入通道1(CH1端口),然后将测试探头上的小鳄鱼夹接蓄电池负极或搭铁,用测试探针插入空气流量传感器信号线,连接方法如图1-43所示。
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图1-43 空气流量传感器的检测接线
(3)测试条件 连接设备,起动发动机怠速运转,缓慢加速,观察显示结果;测试的时候利用螺钉旋具手柄轻轻敲击传感器,传感器内部的连线如果有松动会造成短暂的迟滞及提速不顺。
(4)测试步骤
1)按照图1-43所示连接好设备,打开KT600电源开关。
2)在金德仪器主菜单中按上下方向键选择示波分析仪,按[Enter]键确认。
3)在汽车专用示波器菜单中选择空气/燃油,按[Enter]键进入空气/燃油选择菜单。
4)选择空气流量传感器,按[Enter]键确认,根据被测试空气流量传感器的形式,选择模拟型或者数字型,按照测试条件,屏幕将会显示波形。
5)必要时可以通过选择周期、幅值、电平等参数,然后按上下方向键改变波形,也可以选择停止,冻结波形后,选择存储,保存波形供以后修车参考。
(5)波形分析 两种空气流量传感器特征波形如图1-44、图1-45所示。
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图1-44 数字式空气流量传感器波形
2. 燃油喷射(FI)
电控燃油喷射由电脑控制,并且受许多工作因素的影响,包括冷却液温度、发动机负荷以及闭环工作下氧传感器的信号等。燃油喷射的时间可以表示为毫秒级的脉冲宽度,代表着喷入气缸燃油的多少。宽的脉冲表示在相同喷射压力下喷射的燃油较多。电子控制单元通过一个驱动晶体管提供一个路径给喷油器。当晶体管导通时,电流流经喷油器和晶体管至地,使喷油器打开。
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图1-45 模拟式空气流量传感器波形
(1)燃油喷射的类型 目前主要有三种燃油喷射系统,每种都有其自己的燃油喷射控制方法。所有的喷油器都有限制电流通过的方法,因为过大的电流会损坏喷油器。
1)峰值保持型。喷油器电路实际上是使用两个不同电路来给喷油器供电,两个电路同时作用于喷油器时,可供应较高的起始电流,使其快速开启;喷油器开启之后,其中一个电路切断,另一个电路继续维持喷油器的开启,直到喷射时间结束。这个电路中有一个电阻用以减少通过喷油器的电流。当第二个电路也切断后,喷油器关闭,结束喷油,测量开启时间的方法是寻找开启脉冲的下降沿以及表示第二个电路切断的上升沿。
2)传统型(饱和开关型)。喷油器的晶体管提供固定电流给喷油器。某些喷油器使用电阻以限制电流的大小,其他喷油器是有较高的内部阻抗,这些喷射的脉冲只有一个。
3)脉冲宽度调制型。喷油器有较高的起动电流以快速地打开喷油器,当喷油器开启后,接地端开始脉冲式地接通从而切断电流以延长喷油器开启时间,同时限制流经喷油器的电流。
(2)连接设备 连接KT600和电源延长线,根据被测试车型的蓄电池位置选择蓄电池供电或者点烟器供电,将一缸信号夹连接到CH5通道并夹住一缸高压线,将测试探头的前部的衰减开关拨到×10位置,接入通道1(CH1端口),然后将测试探头上的小鳄鱼夹接蓄电池负极或搭铁,用测试探针插入喷油器的信号线。多点燃油喷射连接方法如图1-46所示,单点燃油喷射系统连接方法如图1-47所示。
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图1-46 多点燃油喷射连接方法
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图1-47 单点燃油喷射系统连接方法
注意:一缸信号夹取发动机转速信号,如果KT600不显示发动机转速,将转速夹翻转180°重新夹住高压线。
(3)测试条件
1)连接设备后起动发动机,从怠速开始测试,慢慢地提升发动机转速,同时观察喷油器的信号。
2)改变歧管绝对压力传感器或氧传感器的输出信号以增加发动机的负荷。
3)另外一个方法是断开氧传感器的接线,这会造成送往控制单元的电压信号减小,控制单元会增加喷射脉冲宽度,但这种方法可能会造成故障码的出现。
4)将氧传感器的信号端接到蓄电池的正极(+),则会增加送往电子控制单元的电压信号,电子控制单元会做出减小喷射脉冲宽度的反应。
(4)测试步骤
1)按照图1-46或者图1-47所示连接好设备,打开KT600电源开关。
2)在金德仪器主菜单中按上下方向键选择示波分析仪,按[Enter]键确认。
3)在汽车专用示波器菜单中选择空气/燃油,按[Enter]键进入空气/燃油选择菜单。
4)选择燃油喷射(FI),按[Enter]键确认,按照测试条件,屏幕将会显示波形。
5)必要时可以通过选择周期、幅值、电平等参数,然后按上下方向键改变波形,也可以选择停止,冻结波形后,选择存储,保存波形供以后修车参考。
(5)波形分析 各种喷油器的波形特征如图1-48~图1-50所示。
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图1-48 峰值保持型和TBI
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图1-49 饱和开关型
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图1-50 脉冲宽度调制型
3. 怠速空气/速度控制(IAC/ISC)
发动机控制单元控制怠速空气控制器(IAC)调整发动机怠速和防止熄火,某些怠速控制系统采用步进电动机来控制进入气门旁路的空气量;其他的怠速控制系统使用旁路控制阀,它受控于ECU发出的方波信号,由于线圈阻抗的关系,这些方波的形状可能有所差异。
(1)连接设备 连接KT600和电源延长线,根据被测试车型的蓄电池位置选择蓄电池供电或者点烟器供电。将测试探头接入通道1(CH1端口),然后将测试探头上的小鳄鱼夹接蓄电池负极或搭铁,用测试探针插入IAC/ISC的信号线。多点燃油喷射连接方法如图1-51所示。
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图1-51 多点燃油喷射怠速空气控制器的连接方法
(2)测试条件 将仪器接到空气控制阀后起动发动机,监测在发动机冷车、暖机和热车时的状况。有意造成小的真空泄漏并注意来自发动机控制单元的信号如何调整阀门的打开。
(3)测试步骤
1)按照图1-51所示连接好设备,打开KT600电源开关。
2)在金德仪器主菜单中按上下方向键选择示波分析仪,按[Enter]键确认。
3)在汽车专用示波器菜单中选择空气/燃油,按[Enter]键进入空气/燃油选择菜单。
4)选择怠速空气/速度控制(IAC/ISC),按[Enter]键确认,按照测试条件,屏幕将会显示波形。
5)必要时可以通过选择周期、幅值、电平等参数,然后按上下方向键改变波形,也可以选择停止,冻结波形后,选择存储,保存波形供以后修车参考。
(4)波形分析 当附属电器设备(空调等)开关开启或者闭合,变速器入档或者出档,发动机控制单元会控制IAC/ISC开、闭节气门旁通道改变怠速,如果怠速不变则首先怀疑IAC/ISC损坏或者节气门旁通道阻塞。一般常见IAC/ISC的特征波形如图1-52所示,可能还有其他独特形状。
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图1-52 常见IAC/ISC的特征波形