发动机综合分析仪在现代汽车中的应用.doc

摘 要发动机综合分析仪自上个世纪60年代出现至今已有40多年的历史，它的出现揭开了采用电子测试仪器分析汽车发动机综合故障的序幕。它在国内使用始于80年代，是将点火时间测试、点火能量测试、示波器、尾气分析、转速测量等发动机的基本信号采集分析于一体的仪器，类似于现在国内常见的 BOSCH560、BOSCH740等仪器。不过今天的发动机综合分析仪已经从过去单一的点火波形分析发展到对汽车电子电路的多通路的数值和波形分析，同时还扩展了真空分析、尾气分析等多种综合分析的内容。这使得发动机综合分析仪的检测诊断功能大大增强，为分析现代控制发动机的故障提供了有力的测试工具。本文通过对发动机综合分析仪基本功能、基本组成及动力性检测的分析，提出了对综合分析仪的错误认识及如何正确看待，进而探讨了发动机综合分析仪在现代汽车中的应用及使用发动机综合分析仪的优势。关键词：发动机综合分析仪，现代汽车，应用AbstractEngine Analyzer 60 years since the last century there has been more than 40 years of history, it opened the emergence of electronic test equipment integrated fault car engine off. It began 80 years for domestic use is to test the ignition timing, ignition energy test, oscilloscope, exhaust gas analysis, measurement of engine speed signal acquisition and analysis in one of the basic instrument, similar to the current domestic common BOSCH560, BOSCH740 and other equipment. But todays engines Analyzer has a single ignition from the past to the development of waveform analysis of electronic circuits on the vehicles value and multi-channel waveform analysis, but also extends the vacuum analysis, comprehensive analysis of exhaust gas analysis and other content. Engine Analyzer This enables the detection of diagnostic features greatly enhanced analysis of the failure of modern control engine provides a powerful test tool. Based on the basic functions of the engine Analyzer, the basic composition and dynamic testing of the analysis, integrated analyzer for the mistake and how a correct view, and then discuss the engine in the Hyundai Motor Analyzer application and use of the engine integrated analyzer advantage. Keywords: Engine Analyzer, Hyundai Motor, the application目 录1引言12发动机综合分析仪概述12.1基本功能12.1.1无外载测功功能12.1.2排气分析功能22.1.3动态的测试功能22.2基本组成22.2.1信号提取系统22.2.2信号预处理系统22.2.3控与显示系统32.3发动机动力性检测32.3.1单缸动力性检测32.3.2发动机无外载测功33常见发动机综合分析仪在现代汽车中的应用43.1对发动机综合分析仪的认识误区及正确认识53.1.1把发动机综合分析仪仅当作读码工具53.1.2相信数据流不自己检测53.1.3认为发动机综合分析仪是万能的53.2正确认识发动机综合分析仪53.3读取与清除故障码53.4数据流分析63.5执行器作动测试功能73.6编程匹配功能73.7示波器功能及万用表功能74几种常见发动机综合分析仪的优缺点74.1通用专用的TECH-2发动机综合分析仪74.2克莱斯勒DRB-3发动机综合分析仪84.3福特WDS发动机综合分析仪84.4元征X-431发动机综合分析仪84.5金奔腾“彩圣”发动机综合分析仪85使用发动机综合分析仪器的优势96总结9参考文献10致 谢111引言随着技术的进步，发动机综合分析仪便携和小巧占据了市场主导，于是后来的正时灯、尾气分析仪、转速表、示波器等多种检测设备不仅广泛使用，到现代仍旧沿用。但随着汽车技术的发展，电控汽车广泛使用，原来的检测手段远远落后了，于是在一段时间内，发动机的故障码读取变得非常重要。这期间，国外一些设备厂家、汽车生产厂联合计算机开发部门，开发出了具有读取发动机控制模块内所存储的故障代码功能的便携式发动机发动机综合分析仪(当时的汽车发动机综合分析仪)，也是我们现在见到的汽车电脑诊断分析仪的前身。在国内比较早使用的汽车电脑诊断分析仪是美国施耐宝公司物红盒子，现在国内仍旧有销售，继而国内又出现了多家针对主流进口车、国产车系的汽车发动机综合分析仪，这些厂家主要有：元征、威宁达、金奔腾、车博士等公司。2发动机综合分析仪概述 发动机综合性能检测与发动机台架试验不同，后者是发动机拆离汽车，以测功机吸收发动机的输出功率对功率、扭矩、油耗和排放等最终性能指标进行定量测定；而发动机综合性能检测装置主要在检测线上或汽车调试站内就车对发动机各系统的工作状态的静态和动态参数进行分析，为发动机技术状态判断和故障诊断提供科学依据。有专家系统的发动机综合分析仪具有故障自动判断功能，有排气分析选件的综合分析仪能测定汽车排放指标。2.1基本功能 2.1.1无外载测功功能无外载测功功能即加速测功法。1、检测点火系统：初级与次级点火波形的集与处理，平列波、并列波与重叠和重叠角的处理与显示，断电器闭合角和开启角，点火提前角的测定等。2、机械和电控喷油过程各参数(压力、波形、喷油、脉宽、喷油提前角等)的测定。3、进气歧管真空度波形测定与分析。4、各缸工作均匀性测定。5、起动过程参数(电压、电流、转速)测定。6、各缸压缩压力判断。7、电控供油系统各传感器的参数测定。2.1.2排气分析功能发动机综合分析仪是所有汽车检测设备中功能最多，检测项目和涉及系统最广的装置，因此它的结构较杂，技术含量也较高。随电子技术在汽车领域的飞速发展，原始的EFI（Electronic Fuel Injection）控制功能延伸到汽车底盘和传动系的电子系统，成为控制面更广的电子管理系统EMS(Electronic Management System)，现代发动机综合分析仪的功能已超越了发动机的畴，增加了ABS (Anti-lock Braking System)和ASR(Acceleration Skid Response)等底盘系统的测试功能。 2.1.3动态的测试功能它的传感系统和信号集与记忆功能迅速准确地捕获发动机各瞬变参数的时间函数曲线，这些动态参数是对发动机进行有效判断的科学依据；通用性测试过程不依据被检车辆的数据卡(即测试软件)，只针对基本结构和各系统的形式和工作原理进行测试，因此检测结果具有良好的普遍性，检测方法也具有最广泛的通用性；主动性发动机综合发动机综合分析仪不仅能适时集发动机的动态参数，还能主动地发出指令预发动机工作，以完成某些特定的试验程序，如断缸试验等。2.2基本组成 虽然发动机综合性能检测装置形式各样，一台配置齐全、性能良好的发动机综合分析仪，概括起来不外乎由信号提取系统、信息处理系统及控显示系统三大部分组成。 2.2.1信号提取系统 信号提取系统的任务在於拾取汽车被测点的参数值，鉴於被测点的机械结构和参数性质不同，信号提取装置必须具有多种形式以适应不同的测试部位。对於电控燃油喷射(EFI)发动机，因计算机计算喷油脉宽和自动控制过程的需要，各非电量已被植入各系统的传感器直接转换成电量，它们的提取可用件9通过不同的转接头来完成，但为了不中断计算机的控制功能，必须通过T形接头来提取信号。 2.2.2信号预处理系统 信号预处理系统也称前端处理器，俗称“黑盒子”，是电控燃油喷射系统检测的关键部件，其作用相当於多路测试系统中的多功能二次仪的集合，可将发动机的所有传感信号经衰减、滤波、放大、整形，并将所有脉和数字信号直接输入CPU的高速输入端(HSI)，也可经F-V转换后变为05V或010V的直流模拟信号送入高速瞬变信号集卡。 2.2.3控与显示系统 式和柜式发动机综合性能分析仪大多用14英寸彩色CRT显示器，手提便携式则用小型液晶显示器，现代发动机综合性能分析仪都能显示操作菜单，实时显示当前动态参数和波形，十字光标可显示曲线任何一点的数值，同时也可显示极限参数的数值，并配以色棒显示以示醒目，用户可任意设定显示围和图形比例。 2.3发动机动力性检测 汽车动力性的好坏，首先取决於发动机的动力性。在汽车使用和维修部门检测发动机的动力性时，通常不会将发动机从汽车上拆下，而是用就车检测法。一是检测单缸动力性，二是进行发动机无负载测功。 2.3.1单缸动力性检测 在判断发动机各缸的工作情况时，长期以来使用人工方法即单缸断火试验法。这种方法是在发动机处於怠速时，分别将每个气缸断火，在发动机旁或排气管口处察听单缸断火後，发动机由於功率下降引起转速下降而产生的声音变化。这种诊断方法简单直观，但需要有一定实践经验，而且不够准确。特别是发动机气缸数多，单缸断火後转速下降小，声音变化也小，并不容易听。 1、单缸动力性检测的概念单缸动力性检测，就是用仪器判断发动机各缸的工作情况。单缸断火後，发动机转速下降值能准确地被仪器检测出来。这样就将传统的人工凭耳朵听察的断火试验方法加以量化。另外，发动机综合分析仪还可以实现自动地逐缸断火，来完成整个检测项目，不必将每个缸的高压线分别拔下。2、单缸动力性检测的操作实例用WFJ-1型发动机综合分析仪检测时，需要安装转速传感器、白金信号黑红鱼夹。调整化油器上的节气门调整螺钉，将发动机的转速稳定在1200r/min，键入操作码“14”，仪器会自动控制逐缸断火。同时，屏幕上可以通过点火平列波形显示逐缸断火的过程。当某一缸断火时，人耳听到的发动机声音变化与打印出来的检测结果一致。单缸断火时，四程发动机转速下降值一般应在表所示的围内，且各缸转速下降值相差不应超过25%。 2.3.2发动机无外载测功 汽车使用说明书一般都标明发动机的额定功率、额定转矩和最低燃料消耗率，若在电力测功器或水力测功器上，在节气门全开的情况下，对发动机的曲轴施加一定载荷，在转速稳定时测出这三项指标的数值。这种测功方法属於稳态测功。在汽车使用和维修部门通常使用动态测功的方法，即发动机在节气门开度和转速均为变动的情况下测定其功率，并且不给发动机施加外部荷载，发动机只以它自身运动部件的惯性力矩为负载，因此又称为无外载测功。稳态测功的精度高，但使用设备的价格高，操作杂，需要将发动机从汽车上拆下来，不适於不解体检测。无外载测功正好相反，它无需专门的试验台架，就车测试，设备简单，操作方便。但后者精度较差，对於大多数车型无法直接测出功率。 1、无外载测功仪器的原理无外载测功的仪器按测功原理可分为两类，一类是用测定加速时间的方法测定平均功率，另一类是用测定瞬时角加速度的方法测定瞬时功率。 2、无外载测功机的测试方法为了提高无外载测功机的测试精度，必须从操作方法和被测车辆的准备工作手，首先加速踏板踏下的速度和力度要均匀，且要求重复性良好，为此该项测试必须由经过专门训练的专职人员操作。为避免操作上的主观误差，须取三次测试结果的平均值，若有飞点必须剔除。 3、无外载测功的关键惯性数K值惯性数K值的确定，对无外载测功至关重要，K值的内涵已完全超出发动机的转动惯量已如前述。仪器生产厂家提供的某些车型的K值多为发动机台架试验的总功率试验状态，即不带空气滤清器、冷却风扇和排气消音器，显然这一K值，不能为检测站对汽车进行就车检测之用。因此，检测站测试必须使用有关使用部门提供的就车试验K值，即同一机型也要注意有否特殊的附件，如空调、转向助力泵、风扇的驱动方式等，也就是说，对同一底盘的各类改装车，K值的选取必须慎重。新型或初次试验的车型必须经过大量试验，与出厂指标和台架试验对比後，形成一个具有代表性的统计值作为该车型的K值。 3常见发动机综合分析仪在现代汽车中的应用简单来说汽车发动机综合分析仪是利用配套连接线和车上电脑数据输出DLC(检测接头)相连，从而达到与各种电控系统控制单元进行数据交流的专用仪器。汽车发动机综合分析仪通常分为专用发动机综合分析仪和综合型汽车发动机综合分析仪两种。所谓专用发动机综合分析仪是指由汽车制造厂家提供或指定的汽车发动机综合分析仪。一般来讲，每个汽车制造厂家都有针对自己所生产的各种车系的专用发动机综合分析仪器，以便能为自己生产的汽车提供更好的今后检测服务。3.1对发动机综合分析仪的认识误区及正确认识3.1.1把发动机综合分析仪仅当作读码工具其实这里面只是使用了最基本的功能，而真正强大的数据读取、驱动功能没有有效地使用，这一现象在修理工中占大约60-70%的比例。对发动机综合分析仪器过分依赖对故障代码过分地相信，自己没有主观的判断能力。3.1.2相信数据流不自己检测很多修理工会拿着检测得到的数据流进行各种分析，但是往往忽略自己对数据流的判断。尤其是最近一些国产品牌的发动机综合分析仪器，为了快速占领市场，开发车型的速度加快，这样最直接的结果就是有些数值存在明显的错误，而一些修理工对数值的判断能力却有些力不从心，导致误判。3.1.3认为发动机综合分析仪是万能的认为发动机综合分析仪可以修理所有的电控部分故障。这种观点在很多修理厂大有人在，大家都希望买到一个能够检测自己所修的所有车型，但真实的民情况是综合型发动机综合分析仪生产厂家的检测软件开发速度将滞后于原厂发动机综合分析仪，而且他们会针对国内主流车型开发。这一点是一个客观事实，在购买的时候只是需要考虑自己主修车型，一般认为可以很好检测自己主修车型的前6-10种就可以。3.2正确认识发动机综合分析仪1、发动机综合分析仪器只能够检测电控部分的相关部位，而对于很多机械故障无能为力。2、对于发动机综合分析仪器的翻译术语大家要结合实际情况分析，不能仅凭字面理解。3.3读取与清除故障码有的汽车发动机综合分析仪对故障码有比较详细的说明，比如是历史性故障码还是当前的故障码，故障码的次数出现几次。如果是历史性故障码就表示故障较早之前出现过，现在不出现了，但在控制单元ECU里面有一定的存储记忆。而当前故障码刚表示是最近出现的故障，并且通过出现的次数来确定此故障码是否经常出现。当前故障码绝大部分和目前出现的系统故障有很大关系，这在通过的TECH-2发动机综合分析仪是一个不错的项目。在用汽车发动机综合分析仪来清除故障码之前，一定要记录原来的故障代码，在发动机(或相关部位)运转一段时间后检查数据的变化，再清除故障码记忆。之后需要做的非常关键一步是查相关的资料，确定故障码的运行条件，否则故障可能没有排除彻底。举例来说，当检修发动机DTC P0102空气质量流量(MAF)传感器电路低频率的故障时，发动机对DTC P0102运行条件是：(1) 发动机运行中 (2) 点火电压大于8.0V (3) 节气门角度低于50%。发动机对DTC P0102设定条件是：(1) MAF信号频率低于1200HZ (2) 出现以上状态超过05s。也就是说，如果上述条件不能满足，即使有空气流量计的故障存在，发动机电脑也有可能不点亮故障灯，这样会造成修理人员误判断。3.4数据流分析现在的汽车发动机综合分析仪都具有一定的数据流读取功能。所谓数据流简单来说就是将电控系统的一些主要传感器和执行器的当前工作参数值通过汽车发动机综合分析仪和显示器提供给维修人员进行参考，主要包括：氧化传感器、发动机转速、喷油脉宽、空气流量、节气门开度、目前转速、电池电压、点火提前角、水温、进气温度等。维修人员可以通过阅读数据流来分析发现故障所在，特别是当系统没胡故障码进行参考的时候，此时数据分析更显得重要了。其实每个传感器和执行器在一条件下的工作参数值是有一定标准范围的，我们可以通过实际值与标准值的比较来判断某一传感器和执行器是否存在异常。但是对于很多修理人员，关键的问题是数据标准没有。这里有3个方法帮助大家找到数据标准：(1)找到相关的资料，但是几乎不能使用，因为技术手册给出的是最大和最小的极限值，而在实际维修中，更多的是某一个区间出现故障，比如，热车不容易启动，这时的喷油脉宽是非常关键的参数，但是资料几乎不会有此时的参数。(2)找到自己经常修的车型的没有故障的车，利用手中的发动机综合分析仪，分别测量冷车和水温在50和95左右时，车辆不同的运行状态时的数据，然后记录，以发动机为例，基本需要9组以上的数据，这就是以后最有效的数据，而且印象非常深刻。(3)金奔腾的(彩圣)有数据录入和数据对比功能，可以当作资料存储在发动机综合分析仪当中。3.5执行器作动测试功能我们可以利用汽车发动机综合分析仪对一些执行器，如喷油嘴、怠速电机、继电器、电磁阀、冷却风扇等进行人工控制，用以检测该执行器是否处于良好的工作状况。当我们在发动机怠速运转的时候对怠速电机进行作动测试，可以控制其开度的大小，随着怠速电机处于不同的开度，发动机怠速转速应该产生相应的高低变化。通过以上的作动测试我们就可以证实怠速电机本身及其控制线路牌正常状况。同样，我们还可以在发动机运转时对燃油泵继电器进行控制，当断开燃油泵继电器时，发动机应会很快地熄火。当然，不同的汽车发动机综合分析仪所能支持的作动测试功能是不一定相同，有的支持较多的作动测试功能，有的就可能比较少，这主要和该车的开展单元有关系。3.6编程匹配功能随着汽车控制的精密，这类工作越来越多，尤其是大众系列汽车。主要体现在以下几个方面：电子节气门、不同控制单元更换后的编码、防盗的匹配、自动灯光、自动变速箱维修后的设定匹配等，这需要有技术资料作全方位支持。3.7示波器功能及万用表功能主要通过两种方式产生波形：(1)通过自身的探针在被测线路上进行直接测量，与传统示波器一样，比如现代专用Hi-DISN、克莱斯勒DRB-3等。(2)利用通过检测接口读取的数据进行分析后计算出来的波形，这类波形的致使缺点是：如果读取的数据在模块内部计算出错或者发动机综合分析仪自身问题，均会导致波形错误，引导误判断。在读取到波形之后，我们把所测信号波形与标准信号波形相经较，如有异常之处则表示该信号的控制线路或电子元件本身出现了问题，需要进一步详细检查。但利用示波器来检查电子信号也对维修技术人员提出了较高的汽车维修理论知识要求，要较熟悉被测传感器或执行器的工作、控制原理，并对示波器具有一定的操作技巧，能正确地观察波形(波峰、波幅等)，否则很难利用好此项功能。4几种常见发动机综合分析仪的优缺点4.1通用专用的TECH-2发动机综合分析仪优点：速度快，适合于美国通用和上海通用体系的车辆(需要换卡)，准确率高、功能齐全。致命缺点：检测连线非常容易损坏，而且损坏之后很难维修，单线价格很高。更为主要的是：很多上海通用的汽车在编程的过程中，系统不能有很强的电压波动，不能突然断开发动机综合分析仪器。如果因为检测连线的断线或者解除不实，则很可能造成主电脑损坏。4.2克莱斯勒DRB-3发动机综合分析仪优点：功能强大，有检测和数据测试功能。可以作为功能齐备的万用表、示波器(双通道)使用。缺点：速度慢，并且在进行自动变速器故障诊断的过程中，会出现系统死机的问题，之后需要断开发动机综合分析仪电源，重新进入，严重影响读取速度。因为国内主要在大切诺基、大捷龙、进口克莱斯勒等车型上使用，因此数量不多，维修非常困难。4.3福特WDS发动机综合分析仪这是福特和马自达6使用的仪器，最大的缺点是建立在windows系统下开发的，速度非常慢，尤其是开机准备阶段，价格在10万元左右，很多人认为不是很理想，所以现在又出现了掌上PDA。4.4元征X-431发动机综合分析仪优点：触摸屏是很强的优点，对欧洲车尤其是宝马的检测很完备，对国产车的检测也很好，而且使用者可以自由选择需要的数据。还具有数据与波形之间的转换功能，即可将发动机综合分析仪读取的数据转换为波形，这样可以做到对数据的实时检测。缺点：使用者应该注意：这个波形不是传感器的实际波形，而是经过汽车电脑计算、被发动机综合分析仪读取到的数值，类似于“小孩去医院，而对病情的描述主要是其父母”的例子，父母说的仅是参考，真正的结果还需要医生检查验证，因此波形是否完全描述准确、能否描述都要加以注意。在检测尼桑等车型的时候容易出现选取数据失真或数据波动，有些车型读取速度比较慢，美国车系的测量数据比较少。4.5金奔腾“彩圣”发动机综合分析仪优点：这是国产发动机综合分析仪今年的一个新主导产品，除了常规功能满足外，也融入了很多个性化设置的内容，比如对屏幕颜色的设置。更关键的是对测量的数据有采集、储存、调用和数据对比功能，这无疑为大家提供了一个寻找数据标准的好方法。缺点：每次升级需要所有的车型系统同时升级(将以前的检测程序覆盖)，导致时间偏长一些，不