朱明zhubob课题三汽车汽车示波器.docx

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朱明zhubob课题三汽车汽车示波器

课题三汽车汽车示波器

任务用汽车示波器捕捉汽车数据波形

【任务内容】

1．用汽车专用示波器对汽车电控系统传感器及执行器进行波形测试，调出汽车点火波形、喷油器驱动波形、进气压力信号波形、TPS波形等；

2．对上述波形进行技术分析。

【任务目标】

1．正确运用汽车专用示波器捕捉汽车数据波形；

2．正确理解各波形的特性与意义。

【任务实施】

先由学员熟悉如下工作页，了解本任务内容。

在学习相关知识点后，利用工作页，在教师的指导下完成本任务，同时完成工作页相关内容的填写。

用汽车示波器捕捉汽车数据波形任务工作页

一、人员及设备要求：

劳动组织：

每小组由4至6名学生组成，指定3名学生分别负责安全监督、仪器操纵、数据记录，其余同学观摩学习；老师负责安全与技术指导，组织学生轮换操作。

设备准备：

每小组K81型电脑故障诊断仪1台，万用表1台，发动机实验台架或整车一台，绘图坐标纸若干张。

二、测试准备工作：

（若用发动机实验台架可免做第2步）

1．请记录测试用的汽车品牌与型号；

2．请记录汽车识别VIN码；

其中第十位为，说明该车的生产年份为。

1．确认测试条件（每做完一步请在后面括号打“√”）：

（1）关闭汽车所有附属电器设备（空调、大灯、音响等）；（）

（2）确认电瓶电压应在11—14V，实测电压为；（）

（3）空档，拉紧驻车制动，在前后轮上垫上止动楔块。

（）

（4）打开发动机仓，铺上维修护裙，视情况拆除发动机塑料罩。

（）

2．从塑料箱中取出K81型电脑故障诊断仪（带汽车示波功能），找出第一缸转速信号夹，夹到第一缸高压线上，另一端插入仪器CH3通道；

注意：

信号夹要区别正反朝向。

请简要回答CH3通道信号的作用：

。

3．取出外接双钳电源延长线，将蓄电池电源引到K81诊断仪电源插孔；

注意：

正负极方向不要弄错！

4．请取出1-4缸高压线感应夹及示波信号拾取线备用。

三、点火波形的读取与分析：

1．将1-4缸高压线感应夹分别夹到1-4缸高压线上，另一端接到仪器CH1通道端口；

注意：

信号夹要区别正反方向及1-4缸顺序。

2．起动发动机，仪器将进入到如图3—1界面，通过上下选择键选择“示波器”后按“ENTER”键；

图3—1

3．仪器将进入到如图3—2界面，通过上下选择键选择“汽车专用示波器”后按“ENTER”键；

图3—2

4．仪器将进入到如图3—3界面，通过上下选择键选择“点火系统”后按“ENTER”键；

图3—3

6．仪器将进入到如图3—4界面，通过上下选择键选择“次级点火”后按“ENTER”键；

图3—4

7．仪器将进入到如图3—5界面，通过上下选择键选择“次级点火”后按“ENTER”键；

图3—5

8.进入“发动机参数设定”仪器将显示如图3—6界面：

图3—6

9.请根据发动机类型选择填写，并输入到仪器：

（1）发动机类型（4）点火类型

（2）气缸数子（5）分电盘数

（3）点火顺序（6）显示模式先选“三维波形”

10.设定好参数后，按“EXIT”，进入到“次级点火测试”，显示如图3—7：

图3—7

11.按如上提示检查接线，准确无误后按“ENTER”，仪器将显示如图3—8点火次极三维波形；

图3—8

12.按左右键将光标移到“周期”上按“ENTER”，再按上、下键，此时波形有何变化：

13.按左右键将光标移到“幅值”上按“ENTER”，再按上、下键，此时波形又有何变化：

14．按左右键将光标移到“模式”上按“ENTER”，再按上、下键，此时波形又有何变化：

15．请逐缸调出单缸波形，并通过“周期”与“幅值”调整到合适的大小，然后在坐标纸上画出四个缸的次极点火波形，并在坐标纸上分别标出每缸的点火电压、燃烧电压及燃烧时间三个值（一定要标单位）：

（坐标纸由老师统一准备发放）

16．请调出次极点火“三维波形”，通过“周期”与“幅值”调整到合适的大小，判断：

（1）第缸点火电压最低，第缸点火电压最高；

（2）第缸燃烧电压最低，第缸燃烧电压最高；

（3）第缸燃烧时间最短，第缸燃烧时间最长；

（4）请分析哪些因素会影响点火电压的高低？

（5）请分析哪些因素会影响燃烧电压的高低？

（6）请分析哪些因素会影响燃烧时间的长短？

17．次级点火波形测量完毕，将示波器逐步退出到仪器的初始界面，收起1-4缸高压线感应线束。

四、读取喷油器波形及进气压力传感器的波形：

1．保持上个步骤中通道CH3的第一缸触发信号连接线，取出普通波形信号拾取线，连接到CH1通道上，另一头连接到喷油器控制线上（接线工作在老师的指导下进行）。

接好线后请填写：

喷油器控制线的颜色为色，其信号连接到了通道CH上。

喷油器按驱动方式分为、、、共四种类型，今天用于检测波形的喷油器属于类型。

2.从仪器的初始界面进入到“示波器”功能；

3.仪器将进入到如图3—9界面，通过上下选择键选择“汽车专用示波器”后按“ENTER”键；

图3—9

4.仪器将进入到如图3—10界面，通过上下选择键选择“空气/燃油”后按“ENTER”键；

图3—10

5．仪器将进入到如图3—11界面，通过上下选择键选择“燃油喷射”后按“ENTER”键；

图3—11

6．仪器将进入到如图3—12界面：

图3—12

7．确认将示波探头拔到*10档的位置后，按“ENTER”键，界面显示如图3—13：

图3—13

8．通过“周期”与“幅值”调整到合适的大小，然后在坐标纸上画出喷油器控制波形，并分别写出该波形的喷油脉宽、感应高压值的大小（一定要标单位）：

（坐标纸由老师统一准备发放）

喷油脉宽值为：

感应高压值为：

9．请一名同学上车操纵油门，另一名同学观看波形，当把油门猛踩到底，再松开时，波形的变化情况为：

10．按照上述步骤调取其余缸的喷油控制波形，画到坐标纸上，对比四个波形是否一致？

若不一致，为什么会造成这些不一致？

五、读取进气压力传感器等其它信号的波形：

1．参照以上步骤，将压力传感器信号输入到示波器CH1通道，进入到进气压力传感器波形界面，一边改变节气门开度一边通过“周期”与“幅值”调整波形到合适的大小；

2．请一同学到驾驶室加一下油，迅速回到怠速，然后油门踩到底保持2秒（以发动机转速指针不到红区为准），再迅速回到怠速。

请在坐标纸上画出整个过程进气压力传感器的波形变化图。

（坐标纸由老师统一准备发放）

3．请回答，同样是怠速状态，加油前后进气压力信号高低不同，哪一个低？

为什么？

4．请分析坐标纸上的图为只啥会有这些变化？

5．依照上述步骤，举一反三，继续测量节气门位置传感器、氧传感器、空气流量计、曲轴或凸轮轴位置传感器等信号波形，将波形画到坐标纸上并进行分析。

六、所有测试工作完毕，恢复设备，清理工用具，打扫实训场地。

七、工作小结（谈谈收获）

【相关知识】

（以下一、二、三内容采用电气模块四P30—P37文档内容）

一、示波器概述

二、通用示波器

1．示波管及波形显示原理（改为“通用示波器基本原理”）

2．通用示波器简介（改为“通用示波器使用简介”）

三、汽车专用示波器的类型及功能

本节中金德K8的图换成K81的图，如下示：

四、金德K81汽车专用示波器

1．设备概况

（1）基本功能

金德K81的示波器能真正的实现次级点火波形的实时显示，装备了16位主控CPU＋高速数字处理芯片，在高达20MHZ采样频率的情况下仍能实时的处理信号。

具有高速三通道汽车专用示波器，并可以进行参考波形存储。

具有汽车初级、次级点火波形分析；有纵列，三维，阵列，单缸，等多种次级波形显示方式，并显示点火击穿电压、闭合角，燃烧时间等．精确的点火同步，自动检测点火信号极性，无论是分电器点火，独立点火，双头点火都能可靠检测，相当于一台手持式发动机分析仪。

具有通用示波器功能。

（2）设备结构

主机结构如图3—是K81的主机外形：

图3—主机外形

金德K81操作面板按键说明如图3—所示。

图3—按键说明

K81主机的端口位于主机头部和尾部，见图3—所示。

图3—主机的端口

1—DC12V电源2—RS—232串口3—诊断测试口4—示波通道一

5—触发通道6—示波通道二

汽车专用示波器的随机附件包括示波测试连接线、电源线、自诊断接头等，如图3—所示。

图3—随机附件

2．示波器操作步骤

（1）测试注意事项：

遵循说明书相关安全注意事项，本设备必须由合格的技术人员使用。

侧量电容电阻时要切断电容电源并充分放电。

当工作电压大于60V直流，42V峰值时要小心，这些电压有电击的可能。

当使用侧试探头时，不要将手指接触金属部分。

从仪器拆下测试线之前请先将测试线从测试点断开。

（2）测量前的准备：

将被测试车辆按照所要测量的项日准备好，例如将发动机热车等，要满足各种所需的侧试条件；按照被测试项目说明连接好设备，选择正确的测试探头或者感应夹；选择正确的车辆设置或者传感器类型。

（3）主菜单概述

主菜单下属各级菜单如图3—所示：

图3—各级菜单图

（4）通用型示波器的调整方法

一般情况下，汽车专用示波器的波形显示不需要调整，当要做超出汽车专用示波器标准菜单以外的测试内容时，可以选择通用示波器功能，也就需要掌握一定的调整方法，在汽车专用示波器测试过程中如果有相似菜单，调整方法也相同。

选择通用示波器，按输入键确认，如图3—所示，在屏幕的下方有八个选项：

通道、周期、电平、幅值、位置、启停、存储和载入，按左右方向键可以对项目进行选择．

图3—通用示波器界面

1）通道调整：

按上下方向键可以选择通道1（CHI）、通道2（CH2）和双通道方式三种形式，双通道方式如图3—所示：

图3—双通道方式

2）周期调整：

选择周期调整，按上下键可以改变每单格时间的长短，如果开机时设定的是10ms/格，按向下键则会变为5ms／格，波形就会变稀；按向上键则会变为20ms/格，波形就会变密。

3）电平调整：

对纵轴的触发电平进行调整，对于同一波形，选择不同的触发电平，波形在显示屏上的位置就会跟着变化，如果触发电平的数值超出波形的最大最小范围时，波形将产生游动，在屏幕上不能稳定住。

4）幅值调整：

按上下方向键可以调整纵向波形幅值的大小，K81可以选择1：

100、1：

200、1：

0.5、1：

1.0、1：

2.5和1：

5。

5）位置调整：

选择位置调整可以对波形的上下显示位置进行调整，按向上方向键，波形就会上移，按向下方向键，波形就会向下移动。

6）波形的存储和载入：

在选择通用示波器时，如果要存储当前波形，必须先选择启停，按确认键冻结当前波形，然后选择存储，按确认键，按左右方向建选择存储区，每一个界面可以存储两个波形，再次选择启停，按确认键，重新显示当前波形。

如果要载入波形，则选择载入，按确认键，左右方向键选择存储的区间，然后按确认键，就可以载入存在当前区间的波形。

3．传感器测试应用

（1）歧管绝对压力传感器波形检测

1）连接设备：

连接K81和电源延长线，根据被测试车型的电瓶位置选择电瓶供电或者点烟器供电，本说明书连接图都是以电瓶供电为例，如果选择点烟器接头，请先确认点烟器是否有12V电瓶电压。

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，用测试探针刺入歧管绝对压力传感器（MAP）传感器触发信号线，连接图如图3—所示。

图3—连接图

2）测试条件：

打开汽车点火开关，不起动发动机，使用手动真空泵模拟真空，将其接至歧管绝对压力传感器的真空输入端。

发动机运转，监测由怠速渐渐加速的信号。

3）测试步骤：

按照图3一1连接好设备，打开K81电源开关；

在金德仪器主菜单下按上下方向键选“示波器”，按确认键；

在汽车专用示波器菜单下选择“传感器”，按【ENTER】键进入汽车传感器选择菜单；

选择“歧管绝对压力传感器”，按【ENTER】键确认，根据测试条件，屏幕将会显示波形；

必要时可以通过左右方向键选择周期、幅值、电平等参数，然后按上下方向键改变波形，也可以选择启停，按【ENTER】键冻结波形后，选择存储，保存波形供以后修车参考。

4）波形分析：

除了福特的歧管绝对压力传感器是数字输出信号以外，一般都输出模拟量．模拟量的歧管压力传感器在真空度高时产生对地电压信号接近0V，真空度低时（接近大气压力）产生的对地电压信号高，接近5V，不同厂家指标可能不同，请参考维修手册。

许多福特和林肯车上安装的是数字式歧管绝对压力传感器，数字量的输出波形应该是幅值满5V的脉冲，同时形状正确、波形稳定、矩形方角正确、上升沿垂直。

频率与对应真空度应符合维修资料给定的值。

一般数字式、模拟式歧管绝对压力传感器的波形参考图如图3—所示．

图3—压力传感器的参考波形

（2）节气门位置传感器的波形检测

常见的节气门位置传感器有两种：

一种是电位器型传感器，当其转轴变化时会引起电阻的变化（电位器）从而提供一个直流电压，而TPS是一个固定在节气门转轴上的可变电阻，它提供的直流电压作为ECU的一个输入信息。

另一种是开关型传感器，这种传感器的信号输入给ECU后，即通知电脑控制怠速（开关闭合、节气门关闭），或是不要控制怠速（因为已踩下油门使开关打开），另外一个开关闭合时则是通知ECU节气门打开位置。

此种线性的节气门位置传感器装在节气门转轴上，有两个可移动的触点随着同一个转轴转动，其中一个触点是感测节气门开启时的角度，另外一个触点则是感测节气门关闭时的角度，测试传感器时要确定接线正确。

1）连接设备

连接K81和电源延长线，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，用测试探针刺入节气门位置传感器信号线，连接方法如图3—所示．

图3—节气门位置传感器信号连接

2）测试条件

打开点火开关，发动机不起动，将节气门转到全开位置，然后转到全关位置，或是相反。

3）测试步骤

按照图3一9连接好设备，打开K81电源开关；

在金德仪器主菜单下按上下方向键选择示波器功能并确认；

在汽车专用示波器菜单下选择传感器，进入汽车传感器选择菜单；

选择节气门位置传感器，确认，根据测试条件，屏幕将会显示波形；

必要时可以通过左右方向键选择周期、幅值、电平等参数，然后按上下方向键改变波形，也可以选择启停，冻结波形后，保存波形供以后修车参考。

4）波形分析

电位器型的节气门位置传感器通常是一个可变电位计，查阅制造商维修手册，可以得到精确的的节气门位置传感器的电压范围，波形上不应该有任何断点、对地尖峰或大的波折。

开关型的节气门位置传感器的常闭触点构成怠速开关，当节气门处于怠速位置时，常闭触点位于关闭状态；常开触点表示节气门开度达到全负荷。

两种节气门传感器的波形特征如图3—所示。

图3—节气门位置传感器波形分析

（3）燃油喷射波形检测

燃油喷射的时间可以表示为毫秒（ms）级的脉冲宽度，代表着喷入汽缸燃油的多少。

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三极管提供一个路径给喷油嘴。

当三极管导通时，电流流经喷油嘴和三极管至地，使喷油嘴打开。

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。

所有的喷油嘴都有限制电流通过的方法，因为过大的电流会损坏喷油嘴。

喷油嘴按其驱动方式分四类：

峰值保持型、节气门喷射型（TBI）、传统型（饱和开关型）及脉冲宽度调制型。

1）连接设备

将一缸信号夹连接到CH3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X10位里，然后按图3—所示进行连接。

图3—燃油喷射波形检测接线

（4）测试条件

连接设备后起动发动机，通过改变发动机转速、改变发动机负荷及改变氧传感器信号电压来观察喷油脉宽的变化。

（5）测试步骤

按要求接好设备，进入示波器主菜单，选择“空气/燃油”，选择“燃油喷射”，将会出现波形。

（6）波形分析

各种喷油器波形特征参照图3—、图3—及图3—。

图3—峰值保持型和TBI图3—饱和开关型

图3—脉冲宽度调制型

（4）次级点火波形检测

在检测的时候，我们一般根据点火系统的不同分成三类：

传统点火、直接点火和双头点火。

传统点火一般指的是分电器点火，一般老款的国产车都采用这种方式；直接点火一般指的是一个气缸对应一个点火线圈的点火方式，在一些高档轿车上经常被使用；双头点火指的是一个点火线圈对两个气缸同时点火，这种点火方式目前比较常见，如时代超人、捷达王、富康、奥迪的V6发动机等。

1）连接设备由于被测试发动机的点火方式和点火系统的连接方式不尽相同，所以连接的方法也不一样，在测试次级点火波形前，请先确认被测试发动机点火方式。

下面我们就常见的三种点火方式说明测试连接方法。

传统点火接线如图3—所示。

图3—传统点火接线

直接点火：

在包装箱中找出一缸信号夹和一个容性感应夹，一缸信号夹一端接K81的C日3端口，信号夹夹住发动机一缸的高压线，请查看信号夹上有“此面朝向火花塞”，注意不要夹反；容性感应夹一端接CH1端口，然后将容性夹分别夹到各气缸高压线上。

双头点火接线如图3—所示。

图3—双头点火接线

2）测试条件

起动发动机，在不同负荷及速度下测试检验元件的性能。

火花塞、点火连线头、及其它次级电路的元件可能在高负荷时会功能不正常，在负荷状态下进行这些测试（在功率试验机上或路试）以精确地确定系统上的故障位置．

3）测试步骤

在示波器菜单下依次选择“点火系统”、“次级点火”，再对发动机进行参数设定，如图3—所示。

图3—参数设定

设置好参数后退出，选择点火测试，将出现点火次级波形，可以通过模式选择进行各种波型（如三维波，重叠波、并列波、纵列波等）转换。

还可以选择周期、幅值等进行波形调整。

如图3—所示。

图3—次级波形界面

4）波形分析

点火次级波形分为三个部分：

闭合部分、点火部分、中间部分。

闭合部分：

此段时间是三级管导通或者白金触点结合时间，应保持波形下降沿一致，表示各缸闭合角相同以及点火正时正确。

点火部分：

由一条点火线和一条火花线（燃烧线），点火显示一条垂直线，代表的是击穿电压，火花线则是一条近似水平的线，代表维持电流通过火花塞间隙所需的电压。

中间部分：

显示点火线圈中通过初级和次级的振荡来耗散剩余的能量，一般最少有2个振荡波。

传统次级点火的特征波形如图3—所示。

.

图3—传统次级点火特征波形

五、金奔腾DiagTech—1汽车专用示波诊断仪

（本节提纲内容全采用电气模块四P37—P61文档内容，但要将“测试实例二”里面的序号重新排好，整段内容调到“测试实例一”的前面）

1．结构

2．功能

3．控制面板

4．使用说明

5．测试实例一：

（测试点火初级和次级波形）

6．点火波形分析

7．测试实例二

后三点正确排序为：

5．测试实例一（原“测试实训二”的内容）

6．测试实例二：

（测试点火初级和次级波形）

7．点火波形分析

【知识链接】

一、汽车专用示波器的使用注意事项

（采用电气模块四P61—P62文档内容）

二、汽车故障波形分析

参考文献：

《汽车电喷发动机波形分析图解》，鲁植雄编写，江苏科技出版社出版。