发动机喷油波形的检测

内容概括1、喷油器的组成。

2、燃油喷射系统的工作原理3、喷油波形异常4、点火波形的测量工具——示波器示波器的结构，主要由电子枪、偏转系统，荧光屏，线束，以及有关按钮组成。

5、喷油波形的种类，6、检测的方法，通过软件的虚拟仿真，与通用示波器测量相结合。

7、诊断标准（一）喷油器的组成喷油器的作用:根据电控单元提供的电信号，将汽油定时、定量地喷入进气歧管内。

轴针式喷油器进油滤网：过滤燃油杂质电磁线圈：在通电的情况下，电磁线圈会产生磁力，将衔铁和针阀吸起。

回位弹簧：电磁阀吸合衔铁时的一个回位作用衔铁：在电磁力的作用下上下运动，是控制喷油器喷射与否的控制部件之一。

针阀：它是负责往燃烧室内喷油。

是实现精确喷射、油雾形成等关键部件。

轴针：轴针压靠在阀座上起到密封作用，防止燃油泄漏。

（二）喷油器的工作原理当电磁线圈通电时会产生磁场，阀针在电磁力的作用下克服弹簧力离开阀座，喷油嘴的出油孔打开，燃油在高压下被压入燃烧室内。

高压喷油嘴的出油孔形状可以使燃油达到很好的雾化效果，而喷油量主要取决于阀针的开启时间与燃油油轨的压力。

当通电结束，阀针在弹簧力的作用下落座，切断燃油供给。

3D展示喷油器的工作过程。

（三）喷油波形异常喷油器波形列出以下主要异常情况。

1、当加入丙烷或人为造成真空时，喷油波形图中时间不发生变化→氧传感器损坏(对于饱和开关型喷油器）饱和开关型喷油器标准波形正常情况下：对于加入丙烷，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，它试图对浓的混合气进行修正。

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，它试图对稀的混合气进行补偿。

2、峰值之间出现振幅式杂波→发动机ECU中的喷油驱动器故障（对于峰值保持型喷油器）峰值保持型喷油器标准波形3、电流开始流入线圈时，电流波形在左侧几乎垂直上升→喷油器的电阻太小（短路）或者发动机ECU内的喷油驱动器损坏（关于喷油器电流波形分析）喷油器电流的标准波形正常情况下：通常饱和开关型喷油器电流波形大约在以45°角上升;通常峰值保持型喷油器波形大约以60°角斜率上升。

4、波形测试设备显示一条ov直线→喷油器可能开路或者插头损坏，个别情况是发动机ECU中喷油器控制电路频繁接地，代替了推动脉冲，频繁的从喷油器向气缸中喷射燃油，造成发动机淹缸的后果。

（对于除PNP型喷油器外的所有电路）5、波形测试设备显示一条12v供电电压水平直线→发动机ECU内部或外部接地电路不良，发动机ECU没有收到曲轴、凸轮轴位置传感器传出的发动机转速信号或同步信号，发动机ECU电源故障，发动机ECU内部喷油驱动器损坏。

（对于除PNP型喷油器外的所有电路）（四）喷油波形的测量工具——示波器1、示波器的基本组成示波器：示波器全名为阴极射线示波器。

它是观察和测量电信号的一种电子仪器。

一切可以转化为电压的其它电学量(如电流、电功率、阻抗、位相等)和非电学量(温度、位移、压强、磁场、频率等)以及它们随时间的变化过程，都可以用示波器来进行实时观察。

示波器结构示意图它主要由垂直系统、水平系统和示波管等三大部分组成。

被测信号由Y输入端送至垂直系统，经内部Y轴放大电路放大后加至示波管的垂直偏转板，控制光点在荧光屏垂直方向上移动。

水平系统中扫描信号发生器产生锯齿波电压（亦称时基信号），经放大后加至示波管的水平偏转板，控制光点在荧光屏水平方向上匀速运动。

示波管用来显示被测信号的波形。

加至示波管垂直偏转板上被测电压使光点垂直运动，加至水平偏转板上的锯齿波电压使光点沿水平方向匀速运动，二者合成，光点便在荧光屏上描绘出被测电压随时间变化的规律，即是被测电压波形示波管的基本结构（示波器的主要组成部分）示波器2、示波管示波管是示波器的核心部分，它的功能是把电信号转变为光信号。

示波管主要由有电子枪、偏转系统、荧光屏三部分组成。

如下图所示。

示波管内部结构剖面图产生电子和使电子聚集成束并加速的作用。

偏转系统使电子束按电信号大小而偏转。

电子束打在荧光物质上使之发光，这样荧光屏就把电子束的运动转换为光迹。

这三部分均封装于真空玻壳中。

.（1）电子枪电子枪的组成及各部分的作用名称组成及用途电子枪灯丝用于加热阴极阴极表面涂有氧化物的金属圆筒，在灯丝加热作用下能够发射电子控制栅极顶部开有小孔的金属圆筒，其上加有比阴极低的负电压。

调节控制栅极的负电压高低，可以控制通过小孔的电子束强弱，从而改变荧光屏上光点的亮度第一阳极和第二阳极两个圆形金属筒，其上加有对阴极来说为正的电压。

它们的作用有二:一是吸引由阴极发射来的电子，使之加速;二是使电子束聚焦电子枪包括灯丝F、阴极K、控制栅极G、第一阳极A、第二阳极A2和第三阳极A3等。

其中灯丝用来加热圆筒形阴极，使阴极发射电子。

电子在控制栅极G(中间有一小圆孔的圆筒形)和第一阳极A1所形成的电场作用下沿轴向运动，形成电子束。

该电子束在控制栅附近聚集到一点O，如图1所示。

控制栅极的电位比阴极低，调节控制栅极的电位，可控制发射电子的多少，从而调节荧光屏上光点的亮度。

示波器面板上的“辉度”旋钮就是调节栅极电压的。

电子过O点后，若无外力作用，将按直线运动，也就是过O点后已聚集的电子又要散开，打到荧光屏上，显示的是模糊不清的一片亮光。

这就需要将散开的电子到达荧光屏处再聚集成为一点，使荧光电子束的聚焦（图1）屏上产生一个小而圆的亮点。

这个作用称为聚焦，聚焦作用是由A1、A2和A3三个阳极共同来完成的。

三个阳极均为圆简形，A1和A3的圆筒内还有隔板，用来截获偏离轴线过大的电子。

三个阳极的电位(A1和A3等电位)均比阴极高得多，而A1和A3的电位又高于A2的电位，在A1～A3之间形成特殊的电场分布，对电子束有聚焦作用。

电子束经聚焦后达到荧光屏上的O'点，形成小圆亮点(图1)。

这种作用如同光学系统中的聚焦透镜，故此聚焦系统可等效为一电子透镜。

三个阳极中，A1和A3等电位，调节A2的电位可改变焦距，使聚焦点O'恰好落在荧光屏上。

A2上没有隔板，不能获得电子，因此无电流流过A2,这样当改变控制栅极电位时，改变发射电子的数量不会影响A2的电位，也就是说改变“亮度”不影响“聚焦”。

示波器面板上“聚焦"旋钮就是用来调节A2电压的。

另外，A3的电位比阴极的电位高得多，对电子起加速的作用，使打在荧光屏上的电子具有很大的动能，提高荧光屏上的光迹亮度。

电子枪内几个电极供电的情况如图2所示。

电子枪的原理图（图2）(2)偏转系统偏转系统是由两对位置互相垂直的偏转板组成。

靠近电子枪的一对是垂直偏转板，另对是水平偏转板。

电子束靠偏转板上加的电场发生偏转。

作用:决定电子束的偏转方向。

结构:偏转系统由一对垂直(Y) 偏转板和一-对水平(X)偏转板组成。

垂直偏转板的作用:在外加电压信号的作用下使电子束产生垂直方向上的偏转。

水平偏转板的作用:在外加电压信号的作用下使电子束产生水平方向上的偏转。

偏转系统包括-对Y 偏转板和一对X 偏转板，每对偏转板的两板相互平行，两对偏转板之间相互垂直。

Y 偏转板控制电子束沿Y 轴方向上下运动，X 偏转板控制电子束沿X 轴方向左右移动。

.下面以Y 偏转板为例，介绍偏转系统的工作原理。

参见图3。

电子经第三阳极后以一定的轴向速度V 0进入偏转板区域。

当偏转板所加的电压v y 为下正上负时，它在偏转板区域内产生近似匀强的下正上负的电场。

电子在此电场的作用下垂直向下运动，速度为V Y 。

具有初速度V 0的电子在偏转板匀强电场作用下的运动与物体在重力场作用下的平抛运动类似。

电子按平抛运动到A 点后，脱离了偏转板的电场作用，按匀速直线运动到达荧光屏上的P 点，光点在荧光屏垂直方向(即Y 方向)上偏离中心的距离为y 。

偏转距离y 决定于Y 偏转板所加电压v Y 。

通常将偏转距离y 与偏转板上所加电压v Y 的比值(常数)称为垂直偏转因数D Y (cm/V)，即Y Y v D ⨯=y偏转因数D Y 的倒数称为灵敏度S Y ，即S Y =1/D Y (V/cm)，表示光点在荧光屏垂直方向上 偏移单位距离(1cm)Y 偏转板所需施加的电压大小。

简单推导，可得偏转因数D Y 的表达式KA Y dV lL D 32= 式中是偏转板的长度,L 是偏转板中点到荧光屏的距离，d 是两偏转板之间的距离，V A3K 是第三阳极A 3与阴极K 之间的电压。

由此可见，D Y 是由管子结构和第三阳极相对于阴极之间的电压V A3K 所决定的。

当管子 偏转系统工作原理（图3）结构已定，并给出了V A3K 后，偏转因数D Y 即为一常数。

若要提高D Y ，就需增加l 和L ，减少d 和V A3K 。

前者会使示波管尺寸增加，不利于小型化;后者会使偏转板间的电容量增大，影 响示波器的高频响应特性;减小V A3K 会影响聚焦，一方面增加了电子在偏转板区域中的渡 越时间，示波器的响应速度变慢，另一方面会使打到荧光屏上的电子动能变小，光点变暗。

为了能够减小V A3K ，以提高D y ，但又不至于引起上述副作用，特研制出了后加速示波管。

这种示波管是在偏转板以后的管内壁上涂上螺旋式石墨层，石墨层上加高电压，以提高电子 速度。

X 偏转板的工作原理与Y 偏转板完全相同。

(3)荧光屏作用：荧光屏将电信号变为光信号，是示波管的波形显示部分。

在使用示波器时，应避免电子束长时间的停留在荧光屏的一个位置，否则将使荧光屏受损。

因此在示波器开启后不使用的时间内，可将“辉度”调暗。

当电束停止轰击荧光屏时，光点仍能保持一定的时间，这种现象称为“余辉效应”。

余辉时间有中余辉时(0.01～0.1s)、长余辉时间(0.1s 以上)、短余辉时间(小于0.01s)。

观察频率较低的信号时用长余辉时间的示波管;观察频率较高的信号时用余辉时间较短的示波管;一般示波器中均采用中余辉示波管。

波形显示原理通常示波器是观察被测电压信号的波形，即v Y =f(t)的图形。

要求荧光屏.上不失真地呈现v Y =f(t),则要求垂直偏转距离y 正比于v Y ，水平偏转距离x 正比于时间t 。

由于Y Y v D ⨯=y ,因此只要将被测电压直接加到Y 偏转板上,就可以使y 正比于v Y 。

同样由于Y Y v D ⨯=x ,只要水平偏转板上所加电压v X 是随时间线性变化的波形,就可以使光点在荧光屏水平方向上匀速运动，即偏转距离x 正比于时间t 。

v X 的波形如图4所示，称为锯齿波电压或线性扫描电压。

扫描电压波形（图4）示波器显示波形的示意图（图5）其中，T f为扫描正程时间，T b为扫描逆程时间，T为扫描周期，V xm为打描电压幅度。

产生扫描电压的电路称为锯齿波发生器或扫描电压发生器。

下面以v Y为正弦波的情况为例，解释示波器是如何在荧光屏上形成图形的，参见图6的示意图。