汽车发动机执行器波形的检测与分析.ppt

概述随着汽车电子控制技术的飞速发展，越来越多的车辆采用电子控制技术替代机械式的控制方式。目前，大多数车辆都采用微机控制来控制发动机的工作。发动机的燃油喷射系统、点火系统以及其他的辅助控制系统都采用电子控制的方式，从而实现对发动机的精确控制使发动机的各项性能指标得到了极大的提高。通常情况下，发动机的电子控制系统主要由电子控制单元（ECU）、传感器和执行器三个部分组成。因此，作为发动机控制系统的最直接控制部件的执行器起着非常重要的作用。执行器工作的好坏直接影响到发动机的性能甚至导致发动机的故障。因此，我们需要对发动机电子控制系统执行器的工作状态进行准确的检测，从而能够保证发动机的最佳工作状态。在发动机电子控制系统中，执行器受到ECU发出的电子信号控制并向ECU反馈控制信号。因此，只要能够检测出发动机电子控制系统在对执行器控制过程中的电子信号波形，通过观察波形便可以得知执行器的工作是否正常。因此，为适应现代车辆维修的发展，学习汽车执行器波形的检测与分析是非常必要的。本模块的主要内容是学会对发动机的电子控制执行器进行波形的检测与分析，掌握利用波形检测与分析判定汽车故障的技能。,模块五执行器波形的检测与分析,模块五执行器波形的检测与分析,一、喷油器作用、分类及工作原理1喷油器是电控燃油系统中一个非常重要的执行元件，它在ECU的控制下，精确的控制喷油量，同时将燃油雾化并喷入进气道或者气缸之中。2喷油器按其结构特点可分为轴针式喷油器和孔式喷油器两种。3按电磁线圈阻值又分为低阻喷油器和高阻喷油器两种。4工作原理：当电磁线圈通电时，线圈产生电磁力，将衔铁吸起并带动针阀离开阀座，同时回位弹簧被压缩，燃油经过并由轴针与喷口的环隙或喷孔中喷出。当电磁线圈断电时，电磁力消失，回位弹簧迅速使针阀关闭，喷油器停止喷油。！小提示通过对工作原理的分析，我们发现喷油器的工作是通过电压或者电流来驱动的。当我们给喷油器接通电压或电流时，喷油器便开始工作。,任务5.1喷油驱动器波形检测,任务5.1喷油驱动器波形检测,二、喷油器的驱动方式分类与特点1喷油器的驱动方式分为电流驱动与电压驱动两种。2电流驱动方式：电流驱动指通过ECU中的晶体三极管对流过喷油器电磁线圈的电流进行控制。3电压驱动方式：电压驱动是指电脑驱动喷油器喷油的电脉冲的电压是恒定的。！小提示由于电流驱动喷油器的喷油器喷油迟滞时间较短，而电压驱动喷油器较长。因此，现代汽车大都采用电流驱动方式。,任务5.1喷油驱动器波形检测,三、喷油驱动器的定义、分类与工作原理1喷油驱动器：由控制模块(PCM)里的一个晶体管开关及相应电路组成，它控制着喷油器的开/闭，不同类型的喷油驱动器产生不同的信号波形。2喷油驱动器主要有四种，分别是：（1）饱和开关型；（2）峰值保持型；（3）脉冲宽度调制型；（4）PNP型；3喷油驱动器的工作原理：1）电压驱动型：,如图所示，采用电压驱动时，由于脉冲电压是恒定的。当VT1导通时，电流流过电磁线圈，使针阀打开；当VT1截止时，针阀关闭，喷油器停止工作。另外，电压驱动没有电流控制回路，流过电磁线圈的电流基本保持不变，导致VT1导通时，流过电磁线圈的电流较小，针阀迟滞时间较长。,2）电流驱动型：如图所示，采用电流驱动方式时，喷油器直接ECU连接。ECU通过检测回路中电磁线圈的电流进行控制，当输入脉冲信号时，VT1导通，流过电磁线圈的电流迅速增大，当针阀升至最大升程时，Imax为8A。此时，电流检测电阻回路（A点）电压达到设定值时，ECU便控制三极管VT1在喷油期间，以20MHz的频率交替导通截止，流过电磁线圈的电流便下降为保持针阀开启的电流In，In一般为2A。由于导通开始时，电流可以迅速增大，所以针阀迟滞时间较短，响应特性好，可缩短无效喷油时间。,任务5.1喷油驱动器波形检测,四、喷油器的检测1测听检查，操作如图所示：（1）发动机热车后使其怠速运转；（2）用螺丝刀或听诊器测听各缸喷油器工作的声音。,任务5.1喷油驱动器波形检测,测听判断：若听不见某缸喷油器“嗒嗒”的工作声音，说明该缸喷油器不工作。对此，应检查喷油器控制线路或者测量电磁线圈阻值。若控制线路及阻值正常，则说明喷油器针阀完全卡死，应更换喷油器。如果某缸喷油器的工作声音很小，则说明喷油器工作不正常，可能是针阀卡滞，应做进一步的检查。,2静态检测，操作如图所示：1）喷油器两针脚之间的电阻值。高阻值喷油器阻值一般在13-16欧姆之间，低阻值喷油器阻值一般在2-3欧姆之间；,任务5.1喷油驱动器波形检测,13-16,（2）喷油器插座1号端子与搭铁之间的电压值。若线路与继电器正常，则点火开关打开时，检测电压为蓄电池电压；,任务5.1喷油驱动器波形检测,搭铁,端子,（3）喷油器插座2号端子与对应ECU针脚插座之间的信号线是否导通。若ECU到喷油器的线路连接正常，则测量时信号线应导通；,任务5.1喷油驱动器波形检测,3断缸检查，操作如图所示：（1）发动机热车后使其怠速运转；（2）依次拔下各缸喷油器的线束插头，使喷油器停止喷油，进行断缸检查。,任务5.1喷油驱动器波形检测,拔下插头,判缸分析：若拔下某缸喷油器线束插头后，发动机转速有明显下降，则说明该缸工作正常；若拔下某缸喷油器线束插头后，发动机转速无明显下降，则说明该缸不工作或者工作不良，应做进一步检查。,五、喷油驱动器的波形检测1.饱和开关型喷油驱动器电压波形检测1）测试方法：起动发动机，以2500r/min转速保持23min，直至发动机完全热机，同时燃油反馈系统进入闭环，通过观察FSA740上氧传感器的信号确定这一点。关掉空调和所有附属电器设备，让变速杆置于停车档或空档，缓慢加速并观察在加速时喷油驱动器喷油持续时间的相应增加。！小提示峰值保持型、脉冲宽度调制型以及PNP型喷油驱动器电压波形检测方法相同。,任务5.1喷油驱动器波形检测,六、喷油驱动器电压波形分析1.饱和开关型1）波形分析：（1）从进气管中加入丙烷，使混合气变浓，如果系统工作正常，喷油驱动器喷油时间将缩短。（2）造成真空泄漏，使混合气变稀，如果系统工作正常，喷油驱动器喷油时间将延长。（3）提高发动机转速至2500r/min，并保持稳定，在许多燃油喷射系统中，当该系统控制混合气时，喷油驱动器的喷油时间性能被调节(改变)得从稍长至稍短。通常喷油驱动器喷油持续时间在正常全浓(高氧传感器电压)至全稀(低氧传感器电压)02505ms的范围内变化。,任务5.1喷油驱动器波形检测,2）故障分析：（1）如果加入丙烷或造成真空泄漏，然后观察喷油驱动器喷油时间的变化，当喷油时间不化，则氧传感器可能损坏。！小提示在检查喷油驱动器喷射时间之前，应该先确认氧传感器是否正常。（2）当燃油反馈控制正常时，喷油驱动器喷射时间会随着驾驶条件和氧传感器输出的信号变化而变化(增加或减少)，通常喷油驱动器的喷射时间大约在怠速时的16ms到冷起动或节气门全开时的635ms变化。（3）与驾驶状况的要求相比，氧传感器输入电压对喷油驱动器喷射时间的影响相对要小。与输入电脑参数相比，氧传感器的输入电压对控制的作用，更像“燃油修正”仪器。喷油驱动器喷射时间大多数是用空气流量计或进气压力传感器、转速和其他控制模块输入信号计算出来的，输入控制模块的氧传感器电压信号是为了提高催化剂的效率。,任务5.1喷油驱动器波形检测,！小提示虽然氧传感器在喷油驱动器上只是相对小地改变脉冲宽度，但是这样小的变化就可以区别出行驶性能的好坏以及排放试验的通过或失效。（4）匝数较少的喷油器线圈通常产生较短的关断峰值电压，或甚至不出现尖峰，关断尖峰随不同汽车制造商和发动机系列而不同。正常的范围大约是从30100V，有些喷油驱动器的峰值被钳位二极管限制在3060V，可以用尖峰上的平顶代替顶点来确认峰值，在这种情况下匝数少的喷油器线圈并不减少峰值的高度，除非它的线圈匝数太少了。如果所测波形有异常，则应更换喷油器。（5）如果波形显示为一条0V直线，表示驱动器被击穿，此时点火开关接通后喷油器常喷油；如果波形显示为一条电源(12V)直线，表示驱动器断路，此时接通点火开关后喷油器不喷油。,任务5.1喷油驱动器波形检测,2.峰值保持型：1)波形分析：从左至右，波形轨迹从蓄电池电压开始，这表示喷油驱动器关闭，当控制模块打开喷油驱动器时，它对整个电路提供接地。控制模块继续将电路接地(保持波形踪迹在0V)直到检测到流过喷油驱动器的电流达到4A时，控制模块将电流切换到1A（靠限流电阻开关实现），电流减少引起喷油驱动器中的磁场突变，产生类似点火线圈的电压峰值（第一个峰值），剩下的喷油驱动器喷射时间由控制模块继续保持工作，然后它通过完全断开接地电路而关闭喷油驱动器，这就产生了第二个峰值。波形的峰值部分通常不改变它的喷射时间，这是因为流入喷油器的电流和打开针阀的时间是保持不变的，波形的保持部分是控制模块增加或减少开启时间的部分。！小提示当控制模块接地电路打开时，喷油器开始喷射，当控制模块接地电路完全断开时(断开的峰值最高在右侧)喷油器结束喷射，这时读取喷油器的喷射时间，可以计算控制模块从打开到关闭波形的格数来确定喷射时间。,任务5.1喷油驱动器波形检测,任务5.1喷油驱动器波形检测,3.脉冲宽度调制型1)波形分析：从左至右，波形开始在蓄电池电压高度，这表示喷油器关闭。当控制模块打开喷油驱动器时，它提供了一个接地使这个电路构成回路。控制模块继续接地(保持在0V)直到探测到流过喷油器的电流大约4A左右，控制模块靠高速脉冲电路减少电流，在亚洲车型上，磁场收缩的这个部分通常会有一个峰值(左侧峰值)。控制模块继续保持开启操作以便使剩余喷油时间可以继续得到延续，然后它停止脉冲并完全断开接地电路使喷油器关闭，这就产生了波形右侧的那个峰值。！小提示控制模块打开时，喷油时间开始，控制模块完全断开接地电路时(右侧释放峰值)喷油时间结束,4.PNP型！小提示PNP喷油驱动器常见于一些多点燃油喷射(MFI)系统。除了波形方向相反以外，PNP型喷油驱动器与饱和开关型喷油驱动器十分相像。喷油时间开始于控制模块电源开关将电源电路打开时，喷油时间结束于控制模块完全断开控制电路。在波形实例中，喷油器喷油时间刚好是3个格。因为这个实例波形的时基轴为2ms/div，所以喷油时间大约是6ms或精确地说6.07ms。可以从这个图形上观察出燃油反馈控制系统是否工作。,任务5.1喷油驱动器波形检测,任务5.2发动机控制阀波形检测,一、怠速系统概述1.怠速，通常指的是发动机在无负荷情况下（对外无输出功率，只需克服其内部摩擦阻力），节气门关闭，发动机保持最低稳定转速运转的工况。2.怠速控制系统主要的功能有：用高怠速实现发动机启动后的快速暖机过程；自动维持发动机怠速在目标转速下稳定运转（怠速时，负荷的增大与减小以及发动机转速急剧减小到怠速的情况）。3.怠速控制系统的主要组成有传感器、ECU、执行元件，其组成结构如图所示：,任务5.2.1怠速控制阀波形检测,4.工作原理为：ECU首先根据节气门位置和车速信号判断发动机是否处于怠速工况，然后再根据水温、A/C开关、空挡位置开关等信号计算目标怠速转速，最后和转速传感器信号进行比较后，由怠速执行器调整进气量来控制怠速转速符合目标转速。5.对于电控汽油喷射系统来说，怠速空气量的控制方式分为：旁通空气式和节气门直动式两种。！小提示怠速控制实质是控制怠速时的充气量（进气量）,任务5.2.1怠速控制阀波形检测,二、旁通空气式怠速控制机构的种类、组成与工作原理旁通空气式的怠速控制机构种类比较多，一般可按结构分为双金属片式、石蜡式、平动电磁阀式、旋转电磁阀式和步进电机式五种。随着汽车电子技术的发展，机械式的双金属片式与石蜡式已经渐渐被淘汰，现在汽车上大多采用可电子控制的电磁阀式和步进电机式。,任务5.2.1怠速控制阀波形检测,1.平动电磁阀式怠速控制机构（1）结构平动电磁阀式怠速控制机构主要是由一只比例电磁阀构成，其电磁线圈的驱动电流为ECU送来的占空比PWM信号。它的怠速执行器主要由电磁线圈、阀轴和阀等组成，其结构如图所示：,任务5.2.1怠速控制阀波形检测,（2）工作原理当ECU加大PWM信号的脉宽（占空比）时，电磁力加大，阀轴上移而阀门开度加大，从而导致旁通空气量的增大与怠速转速的提高；当PWM信号脉宽减小时，电磁力减小，阀轴下移而阀门开度减小，旁通空气量减少而怠速转速下降。图中波纹管的作用是为了消除阀门上下两侧压差对开启位置的影响，便于ECU计算决定PWM信号，同时也减小阀上的作用力。！小提示PWM信号就是脉冲宽度调制信号，而占空比指的是脉冲信号的通电时间与通电周期的比值。,2.旋转滑阀式怠速控制机构（1）结构虽然旋转滑阀式怠速控制机构与平动电磁阀式怠速控制机构的功能一样，但是在结构和工作原理上却有着明显的区别。其结构如图如示：,任务5.2.1怠速控制阀波形检测,从图中我们可以看出，旋转滑阀式怠速控制机构主要由旋转滑阀和步进电机组成。旁通空气阀固定在步进电机的电枢上，当给线圈通电时，就会产生磁场从而使电枢轴带动旋转滑阀在限定的90转角范围内转动，以改变旁通空气道开启面积的大小来增减旁通空气量。,（2）工作原理如图所示：,任务5.2.1怠速控制阀波形检测,线圈L1与ECU内部的三极管T1相连，脉冲控制信号经过反向器加到T1的基极；线圈L2与ECU内部的三极管T2连接，脉冲控制信号直接加到T2的基极。因此，当脉冲信号的高电平到来时，三极管T1截止、T2导通，线圈L1断电、L2通电，步进电机将顺时针转动；反之，当脉冲信号低电平到来时，三极管T1导通、T2截止，线圈L1通电、线圈L2断电，步进电机将逆时针转动。其中，线圈L1称为逆转线圈，当其接通电流时，电枢带动滑阀沿逆时针方向旋转，旁通空气道开启面积减小；线圈L2称为顺转线圈，当其接通电流时，电枢带动滑阀沿顺时针方向旋转，旁通空气道开启面积增大。由于旋转滑阀式怠速控制机构的转角范围限定在90以内，所以步进电机的步进角必须很小才能满足旁通,通常情况下，占空比控制步进电机的运转有三种情况：,任务5.2.1怠速控制阀波形检测,如左图所示：占空比等于50时，线圈L1、L2的平均通电时间相同，产生的电磁力矩相等且相互抵消，电枢轴与滑阀将保持在某一位置不动；,如左图所示：占空比小于50时（脉冲宽度较小），线圈L1的平均通电时间将大于线圈L2的平均通电时间。因此，线圈L1产生的电磁力矩大于线圈L2产生的电磁力矩，从而在逆转线圈L1的带动下电枢轴与滑阀沿逆时针方向转动，使旁通空气道面积减小，旁通空气量减少，发动机怠速转速将降低；,如左图所示：占空比大于50时（脉冲宽度较大），线圈L1的平均通电时间将小于线圈L2的平均通电时间。因此，线圈L1产生的电磁力矩小于线圈L2产生的电磁力矩，从而在顺转线圈L2的带动下电枢轴与滑阀沿顺时针方向转动，使旁通空气道面积增大，旁通空气量增多，发动机怠速转速将升高。,3.步进电机式怠速控制机构（1）结构,任务5.2.1怠速控制阀波形检测,步进电机式怠速控制机构的结构组成如图所示，其主要的组成有步进电机、螺旋机构、阀芯、阀座等。步进电机主要由永磁转子、定子绕组等组成，其功用是产生驱动力力矩，而螺旋机构的作用是将步进电机的旋转运动变换为往复运动，由进给丝杆和螺母组成。ECU通过控制步进电机的顺时针或者逆时针旋转以及转向角度，从而控制螺杆的移动方向和距离，改变阀与阀座之间的间隙，调节流过节气门旁通道的空气量，达到调整怠速转速的目的。,任务5.2.1怠速控制阀波形检测,（2）工作原理步进电机的主要是由一个具有N极和S极的永久磁铁和具有两相独立绕组的定子组成，其步进原理如图所示：,任务5.2.1怠速控制阀波形检测,当从B1到B向绕组输入一个电脉冲信号时，绕组产生一个磁场，在磁力同性相斥、异性相吸的原理作用下，使转子S极在右、N极在左；当从B1到B输入的脉冲信号消失后，再从A到A1向绕组输入另一个脉冲信号时，绕组产生一个磁场，如图所示。在磁力同性相斥、异性相吸的原理作用下，转子就会沿逆时针方向转动90，如图所示；当从A到A1输入的脉冲信号消失后，再从B到B1向绕组输入另一个脉冲信号时。在磁力同性相斥、异性相吸的原理作用下，转子会沿逆时针方向再转动90，如图所示；当从B到B1输入的脉冲信号消失后，再从A1到A向绕组输入另一个脉冲信号时。在磁力同性相斥、异性相吸的原理作用下，转子又会沿逆时针方向再转动90，如图所示；由此可见，步进电机是由ECU通过控制两个单独线圈的电流方向和通电顺序来控制螺杆的旋转方向和旋转量（转动角度），最终确定了阀芯和阀座所形成的旁通空气道的流通截面积，以达到精确控制怠速转速的目的。,任务5.2.1怠速控制阀波形检测,节气门直动式怠速控制机构（1）结构节气门直动式怠速控制机构没有旁通空气道，它是直接控制节气门的开启程度，来调节怠速时的空气流量，从而实现怠速转速的控制。通常情况下，控制节气门开启的方式有两种：一种是通过丝杆把电机的转动转变成前后直线运动，从而推动节气门的开启；另外一种是通过齿轮机构的传动，直接由电机驱动节气门开启。在本例中我们以后者作为学习的内容，该种怠速控制机构广泛应用于大众、奥迪车系，典型的车型有桑塔纳时代超人，其节气门直动式怠速控制机构结构如图所示：,任务5.2.1怠速控制阀波形检测,（2）工作原理从图中我们可以看到其结构主要由怠速直流电动机（V60）、怠速开关（F60）、节气门位置传感器以及怠速节气门位置传感器等组成。其中节气门位置传感器与节气门轴相连，信号电压随节气门开度的增大而减小，反应节气门开度的大小和变化快慢，确定发动机工况。怠速节气门位置传感器用来反应怠速时节气门的开度。怠速开关与节气门主驱动轴相连，触点闭合，发动机怠速；触点打开，非怠速；怠速直流电动机通过一套齿轮机构驱动节气门，调节怠速。因此，其工作原理为：ECU通过控制直流电机的通电，使电机产生旋转力矩，又通过减速齿轮机构，增大了旋转力矩，从而带动节气门轴的转动改变节气门开度，调节空气流通量，改变怠速转速。,任务5.2.1怠速控制阀波形检测,三、怠速电磁阀的检测1.平动电磁阀式怠速控制机构（占空比）的检测（1）静态检测，如图所示：,拆开怠速控制阀线束连接器，将点火开关打开但不起动发动机，在线束侧测量电源端子与搭铁之间的电压值，应为蓄电池电压，否则说明电源电路有故障；拆开怠速控制阀线束连接器，在控制阀侧分别测量两端之间的电阻值，正常为1015欧，否则更换怠速控制阀；拆开怠速控制阀线束连接器与ECU插座，在线束侧测量信号端子与ECU端子之间的信号线，正常情况导线应导通，否则“跳线”处理。,（2）动态就车检测在冷车状态下起动发动机，暖机过程开始时，发动机的怠速转速应能达到规定的快怠速转速（通常为1500r/min）；在发动机达到正常工作温度后，怠速转速应能恢复正常（通常为750r/min）；发动机达正常工作温度后，在打开空调时，发动机怠速转速应上升到900r/min左右。如果发动机怠速转速不能按上述规律变化，说明怠速控制系统有故障，需要进行下一步检测。！小提示在检测怠速控制阀时应注意：不要用手推拉控制阀，以免损坏丝杠机构的螺纹；不要将控制阀浸泡在任何清洗液中，以免步进电动机损坏；安装时，检查密封圈好坏，并在密封圈上涂少量润滑油；,任务5.2.1怠速控制阀波形检测,任务5.2.1怠速控制阀波形检测,2.旋转滑阀式怠速控制机构的检测（1）静态检测，如图所示：断开线束插头，打开点火开关，但不起动发动机。测量电源端子+B与搭铁之间的电压，应为蓄电池电压，否则说明电源电路有故障；拔下怠速控制阀连接器，测量插座B和ISC1、B和ISC2间的电阻，温度为1050时，应为17.024.5，温度为50100时，应为21.528.5，否则应更换怠速控制阀；,任务5.2.1怠速控制阀波形检测,拆开怠速控制阀线束连接器与ECU插座，在线束侧测量信号端子ISC1、ISC2与ECU端子之间的信号线，正常情况导线应导通，否则“跳线”处理。,任务5.2.1怠速控制阀波形检测,（2）动态就车检测在冷车状态下起动发动机，暖机过程开始时，发动机的怠速转速应能达到规定的快怠速转速（通常为1500r/min）；在发动机达到正常工作温度后，怠速转速应能恢复正常（通常为750r/min）；发动机达正常工作温度后，在打开空调时，发动机怠速转速应上升到900r/min左右。如果发动机怠速转速不能按上述规律变化，说明怠速控制系统有故障，需要进行下一步检测。如图所示，检查怠速控制阀是否工作：拆下怠速控制阀，将蓄电池正极接+B，负极接ISC1（RSC）时，怠速控制阀应关闭；负极接ISC2（RSO）时，怠速控制阀应打开，若工作情况不符合上述要求，应更换怠速控制阀操作；,3.步进电机怠速控制机构的检测（1）静态检测，如图所示：,任务5.2.1怠速控制阀波形检测,拆下控制阀线束连接器，点火开关转至“ON”但不起动发动机，在线束侧分别测量B1和B2与搭铁之间的电压，均应为蓄电池电压，否则说明电源电路有故障；拆下控制阀线束连接器，在控制阀侧分别测量B1与S1和S3、B2与S2和S4之间的电阻，应为1030；拆开怠速控制阀线束连接器与ECU插座，在线束侧测量信号端子S1、S2、S3、S4与对应的ECU端子ISC1、ISC2、ISC3、ISC4之间的信号线，正常情况导线应导通，否则“跳线”处理。,任务5.2.1怠速控制阀波形检测,（2）动态就车检测在冷车状态下起动发动机，暖机过程开始时，发动机的怠速转速应能达到规定的快怠速转速（通常为1500r/min）；在发动机达到正常工作温度后，怠速转速应能恢复正常（通常为750r/min）；发动机达正常工作温度后，在打开空调时，发动机怠速转速应上升到900r/min左右。如果发动机怠速转速不能按上述规律变化，说明怠速控制系统有故障，需要进行下一步检测；起动发动机后再熄火时，23s内在怠速控制阀附近应能听到内部发出的“嗡嗡”响声，否则应作进一步检查怠速控制阀、控制电路以及ECU；,如图所示，拆下怠速电磁阀，将蓄电池正极接至B1和B2端子，负极按顺序依次接通S1-S2-S3-S4端子时，随步进电动机的旋转，控制阀应向外伸出；蓄电池负极按反方向接通S4-S3-S2-S1端子，则控制阀应向内缩回。若工作情况不符合上述要求，应更换怠速控制阀；,任务5.2.1怠速控制阀波形检测,4.节气门直动式（桑塔纳）怠速控制机构的检测（1）静态检测，如图所示：,任务5.2.1怠速控制阀波形检测,节气门电位计的检测，如图所示：,测量节气门电位计的供电电压：拔下节气门控制部件的插头，用数字式万用表测量插头上4和7端子之间的电压值。打开点火开关，此电压值应接近5V(发动机ECU提供)；测量节气门电位计导线的导通情况：用数字式万用表测量插头上的4、5和7端子分别至ECU线束插座端子62、75和量插头上的4、5和7端子分别至ECU线束插座端子62、75和67之间的电阻值，测得电阻值应小于1；测量节气门电位计的信号电压：插上节气门控制部件的插头，用数字式万用表测量插头上5和7端子(端子5和7分别对应ECU插座上的端子75和67)之间的电压值，打开点火开关，使节气门开度变化，此电压值应在0.54.9V之间变化；,任务5.2.1怠速控制阀波形检测,节气门定位电位计的检测测量节气门定位电位计的供电电压：拔下节气门控制部件的插头，用数字式万用表测量插头上4和7端子之间的电压值，打开点火开关，此电压值应接近5V；测量节气门定位电位计导线的导通情况：用数字万用表测量插头上的4、8和7端子分别至ECU线束插座端子62、74测量插头上的4、8和7端子分别至ECU线束插座端子62、74和67之间的电阻值，测得的电阻值应小于1；测量节气门定位电位计的信号电压：插上节气门控制部件的插头，用数字式万用表测量插头上8和7端子(端子8和7分别对应ECU插座上的端子74和67)之间的电压值，打开点火开关，使节气门开度变化，此电压值应在0.54.9V之间变化；,任务5.2.1怠速控制阀波形检测,怠速开关的检测测量怠速开关的电阻：将万用表两根表棒接触ECU插座上的69和67端子，当打开节气门时，测到的电阻值应为无穷大；当节气门关闭时，测得的电阻值应小于l；测量怠速开关导线的导通情况：拔下节气门控制部件的插头，用数字式万用表测量节气门控制部件插头上的3和7端子至ECU线束插座69和67端子间的电阻值，测得的电阻值应小于1。节气门定位器的检测测量节气门定位器的供电电压：打开点火开关，用数字式万用表测量ECU上的66和59端子的电压值，66号端子的电压值应为蓄电池电压值(12V左右)，59号端子的电压值应为10V左右；测量节气门定位器导线的导通情况：用数字式万用表测量ECU线束插座至节气门定位器电线插头间的电阻值，电阻值应小于1；,任务5.2.1怠速控制阀波形检测,（2）动态就车检测在冷车状态下起动发动机，暖机过程开始时，发动机的怠速转速应能达到规定的快怠速转速（通常为1500r/min）；在发动机达到正常工作温度后，怠速转速应能恢复正常（通常为750r/min）；发动机达正常工作温度后，在打开空调时，发动机怠速转速应上升到900r/min左右。如果发动机怠速转速不能按上述规律变化，说明怠速控制系统有故障，需要进行下一步检测。使用V.A.G1552诊断仪检测桑塔纳时代超人怠速和节气门控制组件，其检测方法及过车如图所示：检测条件:A、冷却液温度大于80；B、测试时冷却风扇不能转；C、空调关闭；D、其他用电设备关闭；E、油门拉索调节正常；F、发动机怠速。,任务5.2.1怠速控制阀波形检测,检测过程：,任务5.2.1怠速控制阀波形检测,任务5.2.1怠速控制阀波形检测,任务5.2.1怠速控制阀波形检测,任务5.2.1怠速控制阀波形检测,四、怠速电磁阀的波形检测虽然怠速控制阀的种类比较多，有电磁阀式(大多数福特车)、旋转马达式(欧洲博世BOSCH)、齿轮减速直流步进电机(大多数适用、克莱斯勒汽车)，但是所有的控制阀都是由ECU改变信号幅值或脉冲宽度来控制阀门开启程度，调节怠速空气量，达到最终控制怠速运行的目的。因此，除了采用传统的万用表和诊断仪对怠速控制系统进行检测之外，我们还可以采用发动机分析仪对怠速控制阀进行更加精确的波形检测。通过对控制阀波形的检测与分析，我们可以对控制阀的工作过程称与故障原因有更加清晰的掌握，从而快速准确找出故障所在并进行修复。1）测试方法：使发动机怠速运转并将附属设备(空调、风扇、刮水器)开或关。如果该车装有自动变速器，在停车与前进档之间切换。这将会改变发动机负荷，引起发动机控制模块给怠速阀的输出命令信号改变。,任务5.2.1怠速控制阀波形检测,五、电磁阀的波形分析（1）确认对各种怠速补偿模式波形的幅值、频率、形状、脉冲宽度、阵列等判定性尺度都在正确范围内，并且有可重复性和一致性；（2）确认当控制模块的命令信号改变时，电磁阀有反应，并且发动机转速也跟着改变，观察下列情况是否出现：当附属电气设备开关开启/闭合时或变速器出档/入档时，ECU输出的信号幅值或脉冲宽度将改变。当ECU输出信号改变时，怠速控制阀应调节怠速空气量，改变怠速转速，若怠速转速不变，应怀疑怠速阀损坏或旁通道阻塞。,任务5.2.2炭罐电磁阀波形检测,一、燃油蒸气挥发控制系统（EVAP）概述,1.EVAP的功用是用于防止挥发性的碳氢化合物(HC)蒸发和污染大气。为减少HC排放，用一个装有活性炭的滤清器器罐来收集并贮存来自油箱的油蒸气。被收集的燃油通过由ECU控制的电磁阀从炭罐释放而进入进气歧管。这样就使从油箱蒸发出来的燃油可以进入发动机中燃烧而不会释放入大气中形成污染。2.EVAP系统的主要组成有ECU、炭罐、炭罐电磁阀、油箱以及各进排气管道等组成，其结构如图所示：,任务5.2.2炭罐电磁阀波形检测,3.工作原理为：当燃油受热或大气压力降低（海拔高度增加）时，燃油箱中形成燃油蒸气，经过燃油管将燃油蒸气存储在活性炭罐中。发动机工作时，ECU根据发动机转速、温度、空气流量等信号，控制炭罐电磁阀的开/闭。当打开时，空气从活性炭罐大气入口出吸进炭罐，冲洗活性炭罐延长活性炭罐的寿命，并与燃油蒸气混合送至发动机进行燃烧。！小提示通常情况下，只有在闭环控制时才会将燃油蒸气导入燃烧室燃烧；在装有EVAP控制系统的汽车上，油箱盖上只有空气阀而没有蒸气放出阀；4.根据EVAP控制系统不同的结构特点，可以将其分为带真空控制阀的EVAP控制系统和电磁阀直接控制的EVAP控制系统。,任务5.2.2炭罐电磁阀波形检测,二、带真空控制阀的EVAP控制系统组成与工作原理EVAP控制系统的组成如图所示：,工作原理为：活性炭罐与油箱之间设有排气管和单向阀，汽油箱内的汽油蒸气压力超过一定压力时，顶开单向阀经排气管进入活性炭罐，活性炭罐内的活性炭将燃油蒸气吸附在炭罐内。发动机工作时，活性炭罐内的汽油蒸气经过定量排放孔、吸气管被吸入进气管。活性炭罐的上端设有一个真空控制阀，真空控制阀为一个膜片阀，膜片上方为真空室，控制阀用来控制定量排放孔的开/闭。在真空控制阀与进气管之间的真空管路中设有受ECU控制的电磁阀，调节真空控制阀上方真空室的真空度，改变真空控制阀的开度，从而控制吸入进气管的燃油蒸气量。,任务5.2.2炭罐电磁阀波形检测,三、电磁阀直接控制的EVAP控制系统EVAP控制系统的组成如图所示：,工作原理为：当燃油箱内的压力升高时，燃油蒸气经过回收管进入活性炭罐中并由活性炭吸附储存。当发动机工作时，ECU控制电磁阀（N80）开/闭。打开时，空气从活性炭罐大气入口处吸进炭罐并与燃油蒸气一起进入进气歧管。,任务5.2.2炭罐电磁阀波形检测,四、EVAP控制系统的检测1.静态检测（1）首先检查炭罐是否有裂缝或者损坏，如果出现，则更换炭罐；其次，检查炭罐底部是否有燃油漏出，如果出现，则更换炭罐并检查各软管的连接情况；最后，检查炭罐底部的滤清器，如果出现脏污情况，则更换滤清器；,（2）如图所示，拔下炭罐电磁阀的电线插头，用万用表测量电磁阀两插头之间的电阻值，标准应在2040欧，否则应更换电磁阀；,任务5.2.2炭罐电磁阀波形检测,（3）如图所示，打开点火开关，拔下炭罐电磁阀的电线插头，用万用表测量电源端子（2号）与搭铁之间的工作电压，应为蓄电池电压12V左右，否则，应检查电磁阀的供电电路是否正常；,2.动态就车检测（1）启动发动机，预热后怠速运转，拆下活性炭罐上的真空软管，管内应无吸力；当发动机转速提高到大于2000r/min时，软管内应有吸力；如果无吸力而电磁阀线束插头内电压正常，则表明电磁阀有故障；（2）当拆下电磁阀线束插头并向电磁阀吹气时，应不通气；当将电源接至电磁阀时，应能通气，否则说明电磁阀有泄漏。,任务5.2.2炭罐电磁阀波形检测,五、炭罐电磁阀波形检测,通过采用传统的万用表和试验方法对燃油蒸气挥发控制系统进行上述的检测之后，我们可以基本确定系统的故障。但是如果想要更加精确的判断故障的原因及所在部位，我们还需要采用发动机分析仪对炭罐电磁阀进行更加精确的波形检测。通过对电磁阀波形的检测与分析，我们可以对电磁阀的工作过程与故障原因有更加清晰的掌握，从而快速准确找出故障所在并进行修复。！小提示在开始波形检测之前,通过观察氧传感器的工作状态来判断发动机是否已经进入闭环控制。1)测试方法:起动发动机，保持在2500rmin下23min，直到发动机完全暖机，燃油反馈系统进入闭环。关闭所有附属电气设备，将汽车处于停车档或空档位置，顶起驱动轮或驾驶汽车同时观察发动机分析仪炭罐清洗电磁阀信号波形。,任务5.2.2炭罐电磁阀波形检测,六、波形分析,1）确认炭罐电磁阀在工作时，波形的幅值、频率、形状、脉冲宽度、阵列等判定性尺度都在正确范围内，并且有可重复性和一致性；2）汽车一旦达到预定的车速(通常约15mileh)，控制模块开始用可变的脉宽调制信号推动电磁阀去打开清洗阀，使燃油蒸气进入进气歧管。当处于减速工况时，脉宽调制信号停止，电磁阀关闭，燃油蒸气储存在活性炭罐之中；3）如果波形出现尖峰高度变短，则可能说明清洗炭罐电磁阀有短路；如果波形显示为一条0V直线，表示ECU被击穿，此时点火开关接通后炭罐电磁阀常开；如果波形显示为一条电源(12V)直线，表示ECU断路，此时接通点火开关后炭罐电磁阀常闭。,任务5.2.3EGR电磁阀波形检测,一、废气再循环系统的基本知识,1.基本概念废气再循环是目前广泛采用的，旨在减少发动机氮氧化合物生成量的一种有效的方法。它是把发动机排出的一部分废气引入进气系统中，和混合气一起进入气缸中燃烧，以抑制氮氧化合物(NOX)的生成。NOX是在高温富氧条件下，混合气中的N2和O2发生化学反应的产物。一般而言，燃烧温度越高，排出的NOX越多。氮氧化合物(NOX)与燃烧温度的关系如图所示。,任务5.2.3EGR电磁阀波形检测,将燃烧的废气再次引入气缸，是因为废气中含有大量的二氧化碳。它是一种惰性气体，新鲜的混合气中渗入适当比例的废气后，使得单位燃料中二氧化碳的含量明显增加。由于二氧化碳不参与燃烧，却能吸收热量，所以使燃烧的温度随之下降，有利于抑制NOX的生成。同时，由于在新鲜混合气当中引入了废气，也会使混合气的氧含量下降，进一步抑制NOX的生成。采用废气再循环会使混合气着火性能及发动机输出功率下降。因此，应在发动机NOX排放量多的运行工况范围内进行适量的废气再循环。EGR的控制量指标大多采用EGR率来表示，其定义如下：EGR率=EGR气体流量/(吸入空气量+EGR气体流量)100过度的废气再循环会影响发动机的正常运行，特别是在怠速、低转速小负荷以及发动机处于冷车运行时，再循环的废气将会使发动机的性能明显下降甚至导致熄火。因此，进入进气歧管的废气量一般控制在615的范围内。,任务5.2.3EGR电磁阀波形检测,2.基本工作原理,废气再循环控制系统的结构如图所示，它主要由废气再循环阀、真空电磁阀以及连接管道与软管等组成。在执行废气再循环时，一部分废气从排气歧管经过废气再循环阀进入进气管与新鲜空气混合。废气再循环阀的开启由阀体上方真空室的真空度来控制，而真空室的真空度则由ECU根据冷却水温度等信号输入，控制真空电磁阀的开启与关闭来实现。发动机在怠速与暖机期间，真空电磁阀关闭空气进入废气再循环阀上方的真空室，废气再循环阀在回味弹簧的作用下关闭，废气再循环停止。当水温达到一定水平时，真空电磁阀开启，真空室的真空度提高，废气再循环阀打开，开始进行废气再循环。,任务5.2.3EGR电磁阀波形检测,二、废气再循环系统的分类与工作原理,通常情况下，根据EGR阀的控制方式我们可以将废气再循环系统分为真空控制式与采用ECU直接控制的全电子控制式。同时，根据废气再循环的控制方式我们可以把EGR系统分为开环控制式和闭环控制式。发动机在工作时，废气再循环何时开始工作以及流量的多少对NOX的排放量和发动机的性能的影响是非常大的。过多的废气再循环量会使发动机怠速失速或者功率下降甚至熄火，然而，如果没有足够的废气再循环将会使尾气排放的氮氧化合物猛增，同时还可能使发动机产生爆震。因此，废气再循环流量的调整要求非常精确。为了正确的控制废气再循环量，发动机控制系统采用电子反馈来进行控制，通常情况下可以采用EGR阀位置传感器或者EGR率传感器来作为反馈修正信号。随着现代汽车技术的发展，能够实现精确控制的ECU直接控制的闭环EGR系统将成为废气再循环控制的发展趋势。,任务5.2.3EGR电磁阀波形检测,1.带有真空控制EGR阀的电控闭环废气再循环系统,任务5.2.3EGR电磁阀波形检测,该种废气再循环系统的结构如图所示，在这种EGR控制系统当中，ECU根据发动机的转速和负荷，预先设定出EGR阀的升程位置，通过改变ONOFF电磁阀的工作状态，控制膜片室的负压。工作时，将预先设定的EGR阀升程位置与当前的EGR阀升程位置（由EGR阀位置传感器提供）作比较，若不相等，则由ECU控制改变ONOFF电磁阀的工作状态，将EGR控制阀的升程调至最佳值。在全负荷及高转速范围内，利用节气门开度、发动机转速等控制参数，由ONOFF电磁阀把空气导入真空室，使EGR阀完全关闭，停止废气再循环。在该种系统中，在EGR阀上部装有一个可以检测EGR阀升程的位置传感器，用来检测EGR阀的开度，并利用电位计将其位移转换为相应的电压信号输送到ECU，作为ECU控制废气再循环的参考信号，来实现系统的闭环控制。,任务5.2.3EGR电磁阀波形检测,2.ECU直接控制EGR阀的电控闭环废气再循环系统,任务5.2.3EGR电磁阀波形检测,该种EGR控制系统当中，将由ECU控制的废气再循环电磁阀与控制废气再循环流量的EGR机械阀合二为一，直接由ECU通过电磁阀的动作来控制EGR阀的开启/关闭以及开度的大小，省去了各种真空连接管路及软管，结构更加简单，精度更高。在该系统中，ECU根据进气歧管压力传感器或者空气流量计、节气门位置传感器、水温传感器和发动机转速、变速箱扭力、锁止离合器、P/N开关等信号来控制EGR阀开度的大小。通常情况下，EGR在发动机怠速、暖机、小负荷、大负荷减速及高转速时不工作，废气再循环停止工作，仅在加速、中负荷到大负荷之间的工况，打开废气再循环。,任务5.2.3EGR电磁阀波形检测,3.闭环反馈方式1）EGR阀开度传感器反馈,如图所示，为用EGR阀开度作为反馈信号的闭环控制EGR系统。该系统在EGR阀上增加了一个EGR阀开度传感器，当系统工作时，ECU可根据EGR阀开度传感器的反馈信号修正电磁阀的开度。EGR阀开度传感器为电位计式，其工作原理与节电位计式气门位置传感器类似。EGR阀开度传感器与ECU之间有三条连接线路，分别为电源线、搭铁线和信号线。ECU通过电源线给传感器提供5V的标准电压，传感器将EGR阀的开启高度变化转换为电信号经信号线输送给ECU.,2）EGR率传感器反馈,任务5.2.3EGR电磁阀波形检测,在用EGR率作为反馈信号的闭环控制EGR系统中，ECU根据EGR率传感器信号对EGR阀实行反馈控制，其控制原理如图所示。EGR率传感器安装在进气总管中的稳压箱上，新鲜空气经节气门进入稳压箱，参与再循环的废气经EGR电磁阀进入稳压箱。传感器检测稳压箱中的氧浓度（氧浓度随EGR率的增加而降低），并转换成电信号输送给ECU，ECU根据此反馈信号修正EGR电磁阀的开度，使EGR率保持在最佳值。,任务5.2.3EGR电磁阀波形检测,三、EGR电磁阀的检测1静态检测,1）将点火开关置于“OFF”位置，拔下废气再循环控制电磁阀线束连接器，用万用表档测量电磁阀电磁线圈的电阻值，正常的阻值范围为1420之间，如果阻值不在范围之内，则说明电磁阀损坏；2）拆开EGR电磁阀线束连接器，将点火开关打开但不起动发动机，在线束侧测量电源端子与搭铁之间的电压值，应为蓄电池电压，否则说明电源电路有故障；3）拆开EGR电磁阀线束连接器与ECU插座，在线束侧测量信号端子与ECU端子之间的信号线，正常情况导线应导通，否则“跳线”处理；4）使用真空测试仪测试EGR电磁阀的真空度，开始时电磁阀关闭应无真空，否则说明电磁阀有泄漏。当EGR电磁阀开始工作后，将有真空产生，否则说明电磁阀发生堵塞。,任务5.2.3EGR电磁阀波形检测,2动态就车检测1）起动发动机，使发动机怠速运转。将手指按在废气再循环阀上，此时EGR阀处于关闭状态，不工作。若手指上能够感觉到废气再循环阀膜片动作，则说明EGR阀此时已经开始工作，有故障存在；2）在冷车状态下踩下加速踏板，使发动机转速上升至2000r/min左右。将手指按在废气再循环阀上，此时EGR阀处于关闭状态，不工作。若手指上能够感觉到废气再循环阀膜片动作，则说明EGR阀此时已经开始工作，有故障存在；3）在发动机热车（水温高于50）后再踩下加速踏板，使发动机转速上升至2000r/min左右。将手指按在废气再循环阀上，此时EGR阀处于开启状态，开始工作。若手指应能感觉到废气再循环阀膜片的动作（废气再循环阀开启），说明EGR阀正常。,任务5.2.3EGR电磁阀波形检测,四、EGR阀的检测,1）检查EGR阀膜片运动、破损情况及清洁情况和废气再循环孔及真空软管；2）检查EGR阀底座，是否产生积炭，使再循环通道受阻或泄露。在清洗时须更换垫圈并涂锂基润滑脂；,3）如图所示，操作真空阀，膜片必须朝真空连接方向移动（用手感觉），将手动真空泵从阀上拔下，必须清晰听到阀关闭的声音（膜片朝向排气管方向）；,任务5.2.3EGR电磁阀波形检测,五、EGR电磁阀的波形检测,通过采用传统的万用表和试验方法对EGR控制系统进行上述的检测之后，我们可以基本确定系统的故障。但是如果想要更加精确的判断故障的原因及所在部位，我们还需要采用发动机分析仪对EGR电磁阀进行更加精确的波形检测。通过对电磁阀波形的检测与分析，我们可以对EGR控制系统的工作过程与故障原因有更加清晰的掌握，从而快速准确找出故障所在并进行修复。！检测提示在开始波形检测之前,我们需要确认机械零部件是否工作正常，通常包括以下内容：确认进气歧管、EGR电磁阀的管路完全无损，且连接是正确的、无泄漏的；确认废气再循环阀膜片能保持适量的真空；确认废气再循环和绕过发动机的通道是清洁的，没有由于内部积炭造成堵塞；通过观察氧传感器的工作状态来判断发动机是否已经进入闭环控制。1测试方法:起动发动机，保持在2500rmin下23min，直到发动机完全暖机，燃油反馈系统进入闭环。关闭所有附属电气设备，顶起驱动轮并正常驾驶汽车从完全停止下启动，缓加速、急加速、巡航行驶和减速，同时观察发动机分析仪EGR电磁阀信号波形。,任务5.2.3EGR电磁阀波形检测,六、波形分析,（1）确认在废气再循环系统开始工作时，波形的幅值、频率、形状、脉冲宽度、阵列等判定性尺度都在正确范围内，并且有可重复性和一致性；（2）在发动机达到废气再循环工作的条件时，控制模块开始用变化的脉冲宽度调制信号推动电磁阀，在加速时废气再循环速度加快，在怠速和减速时，信号中断，阀门关闭，不需要废气再循环。只要发动机的运行条件满足，这个过程就可以执行；（3）如果波形出现尖峰高度变短，则可能说明EGR电磁阀线圈有短路；（4）如果没用信号波形出现，则说明控制模块可能有故障或者是废气再循环条件未满足以及连线、插头的故障。,任务5.2.3EGR电磁阀波形检测,七、EGR阀位置传感器的波形检测,为了正确的控制废气再循环的流量，现代发动机在控制时通常采用闭环控制系统。因此，在废气再循环系统中都装有EGR阀位置传感器来作为闭环控制的反馈信号。控制模块（PCM）发出脉冲宽度调制信号给废气再循环的电磁阀来控制EGR阀的真空度，从而控制EGR阀的开闭及开度大小或者直接控制EGR阀的开度大小。此时，安装于EGR阀上的EGR阀位置传感器能够发出一个与废气再循环开度成比列的反馈信号给控制模块，控制模块将该信号转变成为废气再循环流动率，从而监测废气再循环进行准确的闭环控制。几乎所有的EVP传感器都以相同的方式工作，所以该波形检测方法由大多数的三线传感器的构造与模式来确定。通常EVP传感器在废气再循环换阀关闭时会产生恰好在1V以下的电压，而在打开时会产生恰好在5V以下的电