《汽车电气构造、原理与检修(上)》-第二章

第一节汽车试灯、数字万用表和模拟万用表一、试灯的使用图2-1所示为12Ｖ试灯对电路的检修。12Ｖ试灯采用小功率灯泡，使用时鳄鱼夹端在汽车钣金或螺丝处就近接地，针端接火线。优点是不仅可以判别电路是否有电，还可判别电路是否有接触电阻分压，例如若试灯接在蓄电池上很亮而在电路中不亮，则可以判别线路有线损耗。12Ｖ试灯在测试一些简单电路时，比万用表更为方便。二、数字万用表的使用数字万用表具有测量精度高、输入阻抗高、显示直观、过载能力强、功能全、耗电少、体积小等优点，有的还可以通过语音报告测试结果。下一页返回第一节汽车试灯、数字万用表和模拟万用表数字万用表的型号很多，这里以ＦＬＵＫＥ１７Ｂ型数字万用表为例，介绍数字万用表的使用方法。图２－２所示为ＦＬＵＫＥ１７Ｂ万用表，其能自动调零，具有显示正负极性、超量程显示以及低电压指示等功用，并装有快速熔断器等过电流保护电路和过电压保护元件。图２－２中圈１端子为１０Ａ以下交流和直流电的电流及频率测量的输入端子；圈２端子为４００ｍＡ以下交流电和直流电的微安、毫安及频率测量的输入端子；圈３端子为所有测试的公共（返回）端子；圈４端子为电压、电阻、通断性、二极管、电容、频率和温度测量的输入端子。上一页下一页返回第一节汽车试灯、数字万用表和模拟万用表１.显示屏图２－３所示为ＦＬＵＫＥ１７Ｂ万用表的显示屏和功能。２.进行测量万用表有手动及自动量程两个选择。在自动量程模式内，万用表会为检测到的输入选择最佳量程；也可以手动选择量程来改变自动量程。在有超出一个量程的测量功能中，万用表默认为自动量程模式。当万用表在自动量程模式时，会显示ＡｕｔｏＲａｎｇｅ。在手动量程模式下，每按一次“Ｒａｎｇｅ”会递增一个量程，当达到最高量程时，万用表会回到最低量程。要退出手动量程模式，按住“Ｒａｎｇｅ”两秒钟即可。上一页下一页返回第一节汽车试灯、数字万用表和模拟万用表按下“ＨＯＬＤ”键保存当前读数，再按“ＨＯＬＤ”键恢复正常操作。万用表会显示除频率外所有功能的相对测量。按下“ＲＥＬ”键将测得的值储存为参考值，并启动相对测量模式，再次测量时会显示参考值和后续读数间的差异。按下“ＲＥＬ”键超过２ｓ，使万用表恢复正常操作。１）测量交流和直流电压如图２－４所示，将旋转开关转到电压挡，选择交流电或直流电。将红色测试导线插入“Ｖ／ｍＶ”端子并将黑色测试导线插入“ＣＯＭ”端子，将探针接触想要的电路测试点，测量电压。注意：手动选择量程是进入４００ｍＶ交流量程的唯一方式。上一页下一页返回第一节汽车试灯、数字万用表和模拟万用表２）测量交流和直流电流如图２－５所示测量交流和直流电流，将旋转开关转到电流挡，按下黄色按钮，在交流或直流电流测量间切换（这个取决于待测的电流），将红色测试导线插入“Ａ／ｍＡ／μＡ”端子，并将黑色测试导线插入“ＣＯＭ”端子，断开待测的电路路径，然后将测试导线两端衔接断口并合上电源开关，阅读显示屏上的电流数值。３）测量电阻在测量电阻或电路的通断性时，为避免受到电击或造成万用表损坏，应确保电路的电源已关闭，并等待负载上所有电容器放电。上一页下一页返回第一节汽车试灯、数字万用表和模拟万用表图２－６所示为电阻、通断性和二极管测试，将旋转开关转至电阻挡，确保已切断待测电路的电源。将红色测试导线插入电阻端子，并将黑色测试导线插入ＣＯＭ端子。将探针接触想要的电路测试点，测量电阻，阅读显示屏上测出的电阻数值。４）通断性测试当选中了电阻模式时，按两次黄色按钮可启动通断性蜂鸣器。若电阻不超过５０Ω，则蜂鸣器会发出连续音，表明短路。若万用表读数为“ＯＬ”（ＯＰＥＮＬＩＮＥ），则表示是开路。５）测量电路二极管上一页下一页返回第一节汽车试灯、数字万用表和模拟万用表为避免受到电击或造成万用表损坏，应确保外部电路的电源已关闭，并将所有电容器放电。将旋转开关转至二极管挡，按黄色功能按钮一次，启动二极管测试；将红色测试导线插入“Ｖ／Ω／℃”端子并将黑色测试导线插入“ＣＯＭ”端子。将红色探针接到待测的二极管的阳极而黑色探针接到阴极。读取显示屏上的正向偏压值，若测试导线的电极与二极管的电极反接，则显示屏读数显示为“ＯＬ”。这可以用来区分二极管的阳极和阴极。６）测试电容将旋转开关转至电容挡，将红色测试导线插入“Ｖ／Ω／℃”端子并将黑色测试导线插入“ＣＯＭ”端子，将探针接触电容器导线，待读数稳定后（长达１５ｓ）即可读取显示屏上的电容值。上一页下一页返回第一节汽车试灯、数字万用表和模拟万用表７）测量温度（仅１７Ｂ型）将旋转开关转至“℃”挡，将热电偶插入万用表的“Ｖ／Ω／℃”和“ＣＯＭ”端子，确保带有“＋”符号的热电偶插头插入万用表上的“Ｖ／Ω／℃”端子，显示屏上显示为摄氏温度。８）测量频率和负载循环（仅１７Ｂ型）万用表在进行交流电压或交流电流测量时可以测量频率或负载循环。按下“Ｈｚ％”按钮即将万用表切换为手动选择量程（请在测量频率或负载循环以前选择合适的量程）。按下“Ｈｚ％”按钮，阅读显示屏上的交流电信号频率，若要进行负载循环测量，则再按一次“Ｈｚ％”按钮，阅读显示屏上的负载循环百分数。上一页下一页返回第一节汽车试灯、数字万用表和模拟万用表电池符号灯亮时应尽快更换电池，所更换的白瓷保险丝管要与原白瓷保险丝管结构和参数相同。三、模拟万用表及其使用方法１.万用表表盘的符号和数字图２－７所示为南京ＭＦ－４７万用表表盘，表盘上有６条弧形刻度线，弧形刻度线的上、下为数值，弧形刻度线一端标有测量的物理量，从外至内依次是电阻、电压和电流、放大倍数、电容、阻抗和音频电平，本万用表常用的是外面三个弧形刻度线所示功能，其他三个功能一般不用。上一页下一页返回第一节汽车试灯、数字万用表和模拟万用表2.万用表的使用方法在ＭＦ－４７型万用表的表盘上，从上往下数共有６条刻度线：第１条刻度线上面标有“Ω”字样，表明该刻度线上的数字为被测电阻值；第２条为直、交流电压／电流刻度线，在测量直流电压、电流和交流电压时看这条刻度线，该刻度线下方标有３组数字，各组数字分别与各目标测试量程挡相对应；第３条刻度线用于测三极管直流放大倍数；第４条刻度线用于测电容大小；第５条刻度线用于测电感大小；第６条刻度线表示被测电平的ｄＢ数。常用的仅有第１～第３条刻线功能的万用表市场价格为６０～８５元。上一页下一页返回第一节汽车试灯、数字万用表和模拟万用表图２－７中的“Ω”表示电阻量程挡，共有５个挡位，即×１、×１０、×１００、×１ｋ、×１０ｋ，测电阻时，应将表盘上的读数与量程开关对应的具体量程相乘。“ｍＡ”表示直流电流量程挡，共有５个挡位（０.０５、０.５、５、５０、５００）。同理，测试时应将表盘上的读数与量程开关对应的具体量程数相乘。图２－８所示为万用表量程开关。“Ｖ”表示直流电压量程挡，共有８个挡位（０.２５、１、２.５、１０、５０、２５０、５００、１０００）；“Ｖ”表示交流电压量程挡，共有５个挡位（１０、５０、２５０、５００、１０００）。欧姆调零旋钮的上端标有“Ω”，在测试电阻时，先把红表笔与黑表笔碰触在一起，然后再调节它使万用表指针指零。上一页下一页返回第一节汽车试灯、数字万用表和模拟万用表下边有四个插孔，“＋”插孔插红表笔，用在中间选挡时测量；“ＣＯＭ”插孔插黑表笔（永远不动）；测２５００Ｖ的直流或交流高压时，应将红表笔插到２５００Ｖ的插孔中去；当测５Ａ直流电流时，应将红表笔插到５Ａ插孔内，与此同时，量程开关也应拨到相应的挡位上。四、常用半导体元件的模拟万用表的检测１.万用表对晶体二极管正负极的判断二极管的反向电阻值远大于其正向电阻值，据此可判断出它的正极和负极，测试方法如图２－９所示。上一页下一页返回第一节汽车试灯、数字万用表和模拟万用表将万用表的量程开关拨至Ｒ×１ｋΩ挡，两支表笔分别接在二极管的两端，依次测二极管的正向电阻值和反向电阻值。若测得电阻值为几百欧姆至几千欧姆，则说明这是正向电阻，这时万用表黑表笔接的是二极管的正极，红表笔接的是二极管的负极。２.加基极偏置电流用万用表判别晶体三极管的发射极和集电极判别方法如图２－１０所示，其判别结果较为准确。对ＮＰＮ型晶体三极管而言，用红、黑表笔分别接触除基极以外的两极，湿手指接触基极和黑表笔，然后再将红、黑表笔对调重测一次。比较两次万用表指针偏转角度的大小，以偏转角度大的一次为准，黑表笔接的是集电极，红表笔接的则是发射极。上一页下一页返回第一节汽车试灯、数字万用表和模拟万用表对于ＰＮＰ型晶体三极管而言，用湿手指接触基极和红表笔，同样将红、黑表笔对调重测一次。万用表指针偏转角度大的一次，红表笔接的是集电极，黑表笔接的则是发射极。３.稳压集成电路三端稳压集成电路简称三端稳压器，其型号规格很多，较常用的有７８××系列，如７８０５、７８０９、７８１０、７８１２、７８１８、７８２４，其输出电压是固定的，分别为＋５Ｖ、＋９Ｖ、＋１０Ｖ、＋１２Ｖ、＋１８Ｖ和＋２４Ｖ。用万用表来判断三端稳压器的方法如图２－１１所示。４.万用表对ＭＯＳ绝缘栅型场效应晶体管电极的判断上一页下一页返回第一节汽车试灯、数字万用表和模拟万用表判断ＭＯＳ管电极的方法如图２－１２所示。将万用表的量程开关拨至Ｒ×１００Ω挡，假定被测场效应晶体管的某脚为栅极，用万用表的黑表夹与它相连，再用红表夹子分别碰触另外两极，若两次测得的阻值为无穷大，交换表夹子测试之后阻值还是无穷大，则表明假定的栅极为真正的栅极Ｇ。这个结果对于耗尽型ＭＯＳ管是正确的，但对于增强型ＭＯＳ管则不一定准确，因此，还必须进行检验。检验方法是找到栅极后，再将两表夹子分别接到漏、源极，让栅极悬空，如果万用表指针有轻微摆动，则证明测试结果是正确的；若万用表指针不摆动，则必须重新假定栅极并进行测试。之后，还需对被测场效应晶体管的漏极Ｄ和源极Ｓ进行判断。上一页下一页返回第一节汽车试灯、数字万用表和模拟万用表对于耗尽型ＭＯＳ管来说，找到栅极Ｇ后，用万用表的红、黑表夹子测漏极和源极间的电阻值，若电阻值在几百欧姆到几千欧姆内，并且正、反向电阻值略有差别，则以阻值略小的那次为准，黑表夹接的是漏极Ｄ，红表夹接的是源极Ｓ。有些场效应晶体管的源极Ｓ与其外壳是连在一起的，更容易判别。测试结束之后，应当将场效应晶体管的管脚绞合在一起或放在金属箔中，及时泄放掉栅极上的电荷，以防栅极产生很高的电压击穿二氧化硅层，烧坏场效应晶体管。５.万用表对ＭＯＳ绝缘栅型场效应晶体管好坏的判断如图２－１３所示，将万用表的量程开关拨至Ｒ×１００Ω挡。上一页下一页返回第一节汽车试灯、数字万用表和模拟万用表１）耗尽型ＭＯＳ管的判断若测得Ｇ—Ｄ和Ｇ—Ｓ间正反向电阻值为无穷大，则说明被测场效应晶体管的绝缘性能良好；如果测得的阻值较小，则说明被测场效应晶体管的氧化膜已经击穿损坏。测得Ｄ—Ｓ间电阻值在几百欧姆至几千欧姆为正常，若Ｄ—Ｓ间的电阻值很大或很小，则说明漏极与源极间已断开或击穿短路。２）增强型ＭＯＳ管的判断在确定栅极无感应电压的情况下，测Ｇ—Ｄ、Ｇ—Ｓ和Ｄ—Ｓ间的正反向电阻值均为无穷大时，说明被测场效应晶体管正常。如果阻值较小，则表明被测场效应晶体管已损坏。让栅极Ｇ悬空，将万用表的表笔接Ｄ、Ｓ，若指针有摆动，则被测场效应晶体管无损坏。上一页下一页返回第一节汽车试灯、数字万用表和模拟万用表６.电容器的粗测方法电容器上的储存电荷不是瞬间充上的，也不是瞬间放尽的，而是需要经过一段时间才能充满或放完。粗测是指对电容器能否储存电荷进行大概地测试，是运用电容器充放电原理，用万用表电阻挡向电容充电，通过观察万用表指针的偏转角度来粗略估计电容器的容量的。测试时，应根据被测电容器的容量来选择万用表的电阻挡。测量电容器时对万用表电阻挡的选择如下：（１）小容量电容器（５０００ｐＦ以下）采用Ｒ×１０ｋΩ挡（万用表内置电阻大，充电电流小）。上一页下一页返回第一节汽车试灯、数字万用表和模拟万用表（２）中等容量电容器采用Ｒ×１ｋΩ挡或Ｒ×１００Ω挡（万用表内置电阻较小，充电电流较大）。（３）大容量电容器（４７０μＦ以上）采用Ｒ×１０Ω挡（万用表内置电阻小，充电电流大）。上一页返回第二节示波器和故障诊断仪一、示波器汽车用示波器目前有两种显示方式，一种采用数字采集方式、ＣＲＴ模拟显示方式；另一种是ＬＥＤ或ＬＥＤ显示，通常称为示波表，示波器和示波表的信号采集原理相同，只是显示方式不同。图２－１４所示为汽车波形显示的两种工具，图２－１４（ａ）所示为数字模拟示波器，图２－１４（ｂ）所示为数字示波表。１.数字示波器图２－１５所示为数字示波器的信号采集和存储，数字示波器的原理是输入信号经输入电路分送至Ａ／Ｄ转换器与触发电路，控制电路一旦接到来自触发电路的触发信号，就启动一次数据采集及ＲＡＭ写入过程下一页返回第二节示波器和故障诊断仪：一方面，“ｔ／ｄｉｖ”控制器产生一个对应控制转换速率的采集信号，使Ａ／Ｄ转换器按设定的转换速率对输入信号进行采集；另一方面，使写地址计数器按顺序递增，以选通ＲＡＭ中对应的存储单元。图２－１６所示为ＣＲＴ数字模拟示波器的显示原理，数字存储示波器区别于模拟示波器的一个重要方面是波形的显示与波形的采集和存储在管理上是分离的，即不管数据以何种速度写入到存储器中，存储器中存储的数据均以固定的速度读出，因而可以得到清晰而稳定的波形。这样我们就可以无闪烁地观察到极慢的信号，同时其也可以稳定地显示很高频率的信号。这是模拟示波器所不能及的。上一页下一页返回第二节示波器和故障诊断仪示波表不是靠磁场偏转的显示屏显示信号，而是将ＲＡＭ数据送至显卡上，由显卡驱动显示屏显示波形的示波器。２.ＣＲＴ示波器１）示波管的结构示波管是用以将被测电信号转变为光信号而显示出来的一个光电转换器件，它主要由电子枪、偏转系统和荧光屏三部分组成，如图２－１７所示。２）工作原理偏转系统由水平（Ｘ轴放大或扫描装置）偏转板和垂直（Ｙ轴放大或放大器）偏转板组成。两对偏转板相互垂直，每对偏转板相互平行，其上加有偏转电压，形成各自的电场。上一页下一页返回第二节示波器和故障诊断仪电子束从电子枪射出之后，依次从两对偏转板之间穿过，受电场力作用，电子束产生偏移。其中，垂直偏转板控制电子束沿垂直（Y）轴方向上下运动，水平偏转板控制电子束沿水平(X)轴方向运动，形成信号轨迹并通过荧光屏显示出来。可见，光点偏移的方向取决于偏转板上所加电压的极性，而偏移的距离则与偏转板上所加的电压成正比。示波器上“X位移”和“Y位移”旋钮的作用就是调节偏转板上所加的电压值，以改变荧光屏上光点（波形）的位置。荧光屏内壁涂有荧光物质，形成荧光膜。荧光膜在受到电子冲击后能将电子的动能转化为光能形成光点。上一页下一页返回第二节示波器和故障诊断仪当电子束随信号电压偏转时，光点的移动轨迹就形成了信号波形。由于电子打在荧光屏上，仅有少部分能量转化为光能，大部分则变成热能。所以使用示波器时，不能将光点长时间停留在某一处，以免烧坏该处的荧光物质，在荧光屏上留下不能发光的暗点。３.示波器设置使用技巧用示波器去捕捉波形时，最重要的是设置示波器的时基和幅值，下边例子将有助于学习示波器的使用。一个频率为１０ｋＨｚ、幅值为１２Ｖ的正弦波信号，要在示波器屏上水平方向显示５个完整波形，同时垂直方向波形占４～６个格。上一页下一页返回第二节示波器和故障诊断仪二、故障诊断仪汽车故障诊断仪的作用是在电控发动机等电控系统中读取相应控制单元的诊断系统已诊断出来的故障、传感器信号的动态数据、执行器的动态数据、运行中的中间数据等。现代汽车的电气系统越来越多地采用了电控系统进行控制，即促使了汽车电气系统使用汽车故障诊断仪诊断故障。由于电气中常采用电控系统如汽车仪表、车身电气和安全系统等，因此，在汽车电气修理中故障诊断仪的使用效率与使用深度在故障诊断和故障寻找方面具有重要意义。汽车故障诊断仪自身并不能诊断故障，它只是一台读取车载电控单元自诊断软件