【汽车波形与数据流分析】第三章 执行器波形分析
汽车发动机执行器波形的检测与分析
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。
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1～6ms到冷起动或节气门全开时的 6～35 ms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。
！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
任务5.1 喷油驱动器波形检测
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6.07 ms。可以从这个图形上观察出燃油反馈控制 系统是否工作。
汽车发动机执行器波形的检测与分析
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
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
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
任务5.1 喷油驱动器波形检测
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InIn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
汽车发动机执行器波形的检测与分析
汽车发动机执行器波形的检测与分析首先，我们需要明确什么是发动机执行器。
发动机执行器是指通过电子控制单元（ECU）控制的各个执行器件，如节气门执行器、喷油器执行器、进气气门执行器等。
这些执行器的工作状态直接影响着发动机的性能和效率。
对于不同种类的发动机执行器，其波形的检测方法也各不相同。
以节气门执行器为例，我们可以通过用示波器测量节气门执行器驱动信号的波形来判断其工作状态。
在正常工作状态下，节气门执行器的驱动信号应该是一个稳定的方波信号，而在故障情况下，可能出现不稳定、幅度不同或压缩变形等情况。
根据波形的不同特点，我们可以判断出具体的故障原因，如驱动信号电压不稳定可能是电源线路接触不良，方波信号幅度不同可能是驱动电路损坏等。
在进行波形的检测与分析时，我们需要注意以下几点：1.测量设备的选择：选择适当的测量设备对于获得准确的波形数据至关重要。
一般来说，示波器是最常用的测量设备，其具有高速采样率和高精度，能够准确地测量和显示电压随时间变化的波形。
2.测量位置的选取：选取合适的测量位置可以更好地反映执行器的工作情况。
一般来说，我们可以选择在执行器驱动信号的输出端、执行器连接线路上或ECU输出端测量波形。
选择合适的位置可以减小线路干扰，获得干净的波形图。
3.波形图的分析：对于测得的波形图，我们需要仔细观察和比较，分析其中的变化规律和特点。
通过比较不同的波形，我们可以找出其中的差异，并推断出可能的故障原因。
需要注意的是，波形的分析需要结合具体的技术资料，对不同类型执行器的标准波形有一定的了解。
4.故障排查与维修：通过波形的检测与分析，我们可以初步判断执行器是否存在故障，并定位到具体的问题区域。
根据具体的故障原因，我们可以进行相应的维修与调整，如更换线路接头、修复驱动电路等。
总之，汽车发动机执行器波形的检测与分析是一项非常重要的技术工作。
通过对波形的观察和分析，可以帮助我们准确判断执行器的工作状态，及时排查故障，提高发动机的性能和可靠性。
汽车信号波形分析【共42张PPT】
所示铺开在显示屏上。
器信号波形分析
• 波形 • 分析
• 线性输出 型节气门 位置传感 器信号波 形分析如 图所示。
线性输出 型节气门 位置传感 器信号波 形分析
• 查阅车型规范手册，以得到精确的电压范围，通
常传感器的电压应从怠速时的低于1V到节气门全
开时的低于5V。
• 波形上不应有任何断裂、对地尖峰或大跌落。 如果有脉冲信号存在，应确认从一个脉冲到另一个脉冲的幅度、频率和形状等判定性依据。
发动机ECU接到这个信号后，即可使发动机进入怠速 常温度时的1V左右。
通常最常见的传感器故障是根本不产生信号，这说明是传感器的线圈有断路故障。 发动机节气门位置传感器传来的信号与变速器节气门位置传感器操作相对应。
图 磁A脉所冲控示式故曲制障轴波位形，置为传齿感或槽器中者填有异控物造制成的发动机“倒拖”状态时停止喷射燃油， 信典号型波 的另形光分电一析式曲个轴位置常传感开器 触点（构成全功率触点），节气门开度达 到全负荷状态时，将发动机ECU的全负荷输入信号端 如果汽车的故障与温度有直接的关系，则可以从怀疑的温度范围开始试验步骤。
性输出型节气门位ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ传感器。 对于将发动机转速和凸轮轴位置传感器制成一体的具有两个信号输出端子的曲轴位置传感器可用双通道的波形检测设备同时进行检测
其信号波形，其典型信号波形如图所示。 在起动、发动机暖机以及减速或怠速时，大多数发动机控制系统不能使废气再循环运行，在加速时废气再循环正确的控制以优化发动
• 它是由两个开关触点构成的一个旋转开关，一个常闭 机转矩。
• 3.各个最大（最小）峰值电压应相差不多，若某 一个峰值电压低于其他的峰值电压，则应检查触 发轮是否有缺角或弯曲。
• 4.波形的上下波动，不可能在0V电位的上下完美 地对称，但大多数传感器的波形相当接近，磁脉 冲式曲轴（或凸轮轴）位置传感器的幅值随转速 的增加而增加，转速增加，波形高度相对增加。
波形分析在汽车故障诊断中的应用
脉宽调制信号
在汽车发动机微机控制系统中产生脉宽 调制信号的电路或装置有:点火线圈一次 侧、电子点火正时电路、废气再循环控 制(EGR)阀、排气净化电磁阀、涡轮增压 电磁阀和其他控制电磁阀、喷油器、怠 速控制电动机和怠速控制电磁阀等。
串行数据(多路)信号
汽车发动机微机控制系统都具有故障自 诊断功能和其他串行数据传输能力的控 制模块，则串行数据信号是由发动机ECU、 车身控制模块（BCM）和制动防抱死系统 控制模块(ABS ECU)或其控制模块产生的。
3.若波形中有间断性的毛刺出现则说明旋转 翼片式空气流量传感器可变电阻器的碳刷有 小的磨损，用波形分析方法更容易发现可变 电阻器(电位计)的磨损点。
若波形中除了最高点和最低点以外，在平稳 加速过程中有波形平台（电压值在某处出现 停顿），则说明发动机运转时叶片有间歇性 卡滞现象。
出现上述两种情况，应更换旋转翼片式空气 流量传感器。
3.不同的车型输出电压将有很大的差异，在 怠速时信号电压是否为0.25V也是判断空气 流量传感器好坏的办法，另外,从燃油混合气 是否正常或冒黑烟也可以判断空气流量传感 的好坏。
4.如果信号波形与上述情况不符,或空气流 量传感器在怠速时输出信号电压太高，而 节气门全开时输出信号电压又达不到4V， 则说明空气流量传感器已经损坏；
利用波形检测方法可以进行发动机微机控制系统 的运行情况分析（也称氧传感器平衡过程O2FB） 电器电路故障分析。
发动机微机控制系统 电子信号的类型
对于发动机微机控制系统而言，其电子信号一 般有以下5大类型：
直流(DC)信号 交流（AC）信号 频率调制信号 脉宽调制信号 串行数据（多路）信号
直流(DC)信号
脉冲宽度
所谓电子信号的脉冲宽度就是指电子信号所占的 时间或占空比，如图1c所示。
汽车点火波形分析
汽车点火波形分析目录一、内容概要 (2)1. 背景介绍 (2)2. 目的和意义 (3)二、汽车点火系统概述 (5)1. 汽车点火系统简介 (6)2. 点火系统的基本组成 (7)3. 点火系统的工作原理 (8)三、汽车点火波形分析基础 (9)1. 波形分析的基本概念 (10)2. 波形分析的常用工具 (11)3. 波形分析的基本步骤 (12)四、汽车点火波形分析实例 (13)1. 正常点火波形分析 (14)（1）波形特征 (15)（2）数据分析 (15)2. 点火故障波形分析 (17)（1）点火过早点火波形分析 (17)（2）点火过晚点火波形分析 (18)（3）缺火波形分析 (19)（4）其他点火故障波形分析 (20)五、汽车点火系统故障诊断与排除 (21)1. 故障诊断方法 (22)2. 常见故障分析及排除方法 (23)3. 故障诊断注意事项 (25)六、汽车点火系统维护与保养 (26)1. 点火系统的日常维护 (26)2. 点火系统的定期保养 (27)3. 点火系统性能优化措施 (28)七、汽车点火技术发展趋势展望 (29)1. 新型点火系统技术介绍 (30)2. 点火系统技术发展趋势分析 (32)3. 未来汽车点火系统的挑战与机遇 (33)一、内容概要汽车点火波形分析是研究发动机在燃烧过程中混合气体的压力和点火时刻随时间变化的规律。
通过对点火波形的深入分析，可以了解发动机的燃烧状况、点火系统的性能以及混合气的燃烧特性。
本文将对汽车点火波形的基本原理、分析方法及常见故障进行详细阐述，旨在为汽车维修技术人员提供实用的参考指南。
文中首先介绍了点火波形分析的目的和意义，接着系统地阐述了点火波形的基本原理，包括点火波形的组成、特点及其在发动机运行中的作用。
结合具体案例，详细讲解了如何利用万用表等工具检测点火波形，并根据检测结果判断发动机的工作状态及故障原因。
文中还对汽车点火系统的主要部件进行了分析，包括点火线圈、分电器、火花塞等，以及它们在点火过程中的作用和相互影响。
11项目二 2.3 汽车波形检测与分析
* 喷油驱动器大部分都是NPN型
项目二 汽车波形检测与分析
5、 PNP型喷油器
➢ 它的脉冲接地再接到一个已经 有电压供给的喷油器上，流过 PNP型喷油器的电流与其他喷油 器上的方向相反。
➢ PNP型喷油器常见于一些多点 燃油喷射（MFI）系统中，通常 PNP型喷油器的波形除了方向相 反以外，与饱和开关型喷油驱 动器的波形十分相像。
➢ 电控单元用4A的电流打开喷油 器针阀，而后只用lA的电流使 它保持在开启的状态。
➢ 应用在节气门体燃油喷射系统
项目二 汽车波形检测与分析
3、峰值保持型喷油器
波形变化特点：
➢ 加速时，看到第二个峰尖向右移动，第一个不动； ➢ 混合气极浓时，两个峰尖会靠的很近
项目二 汽车波形检测与分析
4、脉冲宽度调制型喷油器
控制信号关闭 脉冲开关信号
4、脉冲宽度调制型喷油器 电流波形
奇瑞风云
控制信号开始
4A峰值电流
控制信号关闭
4、脉冲宽度调制型喷油器
奇瑞风云
控制信号开始
控制信号关闭
项目二 汽车波形检测与分析
5、 PNP型喷油器
➢ 喷油器驱动控制为PNP型开关三极管，具有两个正极管 脚和一个负极管脚。
➢ PNP的驱动器与其他系统驱动器的区别： 在于它的喷油器的脉冲电源端接在负极上， PNP型喷
➢ 检查喷油器尖峰高度幅值的一致性和正确性。喷油器释放 尖峰应该有正确的高度。
➢ 如果尖峰异常的短可能说明喷油器线圈短路，可用欧姆表 测量喷油器线圈阻值或用电流钳测量喷油器的电流值。
➢ 或者用电流钳在波形测试设备上分析电流波形，确认波形 从对地水平升起的不是太高，太高可能说明喷油器线圈电阻太 大或者发动机ECU中喷油器驱动器接地不良。
汽车数据流分析法（三）
8 示波器主要性能参数在汽车故障诊断过程中，特别是一些疑难故障的诊断中利用示波器，对信号直接测量，对可靠捕捉、定位故障点十分必要。
示波器功能原理如图1所示。
A 段是探头与信号放大部分，是将信号源的信号放大，供取样和模数转换部分使用。
B 段是取样与模数转换部分，其基本功能是将从A 段输入的放大后的信号，按一定时间间隔测量信号的瞬时值，并将这些值转换为二进制数值输出到C 段。
C 段的基本功能是按取样时间顺序，存储对应的数值化后的瞬时值序列，并在显示器上重建和显示原信号波形。
从以上基本原理可知，示波器要能正确测量信号变化，使显示屏上显示的波形与测量点信号源的实际波形一致，主要取决于A 段的信号传输与放大不失真，B 段的数字化取样频率要足够高。
图1所示的A 段主要是由示波器探头、传输线路和信号放大器组成。
对一个确定的示波器A 段电路，当信号频率低于某一确定值时，其放大能力基本一致，所以当信号源的最高频率不超过这一值时，放大后的信号就不会失真。
而当信号源的频率超过这一数值时，信号放大倍率就会明显下降，且频率越高，下降幅度越大，失真也越大。
因此，针对不同的测试信号，应先估算信号源的频率值，选用带宽超过该频率值的示波器。
输入信号通过示波器后衰减3 dB 时的最低频率为该示波器的带宽，示波器的带宽可以利用正弦波信号发生器扫频测量得到。
信号在示波器3 dB 频率处的衰减转换后可表示为约30%的幅度误差。
因此，当被测信号的频率与数字示波器带宽相近时，实际上数字示波器分辨信号的高频变化能力会有一定下降，显示信号会出现一定的失真。
一个实际信号（非正弦信号）可分解为频率倍增但幅值趋向于零的一系列正弦分量之和。
信号变化斜率越大、幅汽车数据流分析法（三）宁波市鄞州职业高级中学 孙航雨宁波市汽车维修行业协会 何南炎图1 数字示波器功能原理值越高，其高频分量的损失对信号失真的影响也越大，应适当选择高带宽的示波器，使信号失真控制在预期的范围之内。
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(1)喷油器电流波形测试步骤 起动发动机并在怠速下运转或驾 驶汽车使故障出现，如果发动机不能起动，就用起动机带动发
动机运转的同时观察示波器上的显示。
(2)喷油器电流的波形及分析 喷油器电流的波形如图3-7所示 。
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6.喷油器起动试验波形分析
(1)除PNP喷油驱动器外的所有电路 (2)PNP喷油驱动器电路
1.饱和开关型(PFI/SFI)喷油器驱动器波形分析
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(1)喷油器测试步骤 起动发动机，以2500r/min转速保持2～3mi n，直至发动机完全热机，同时燃油反馈系统进入闭环，通过
观察示波器上氧传感器的信号确定这一点。
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(2)饱和开关型喷油器波形分析说明 饱和开关型喷油器波形分 析如图3-2所示。
08OZ2
主编
第三章 第四章
执行器波形分析 汽车电器波形分析
第三章 执行器波形分析
第一节 喷油驱动器波形分析 第二节 点火系统波形分析 第三节 控制阀波形分析
第一节 喷油驱动器波形分析
一、喷油驱动器分类 二、喷油驱动器的测试
一、喷油驱动器分类
① 饱和开关型。 ② 峰值保持型。 ③ 脉冲宽度调制型。 ④ PNP型。
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，这是由于排气管中的氧传感器此 时输出高的电压信号给发动机ECU，试图对浓的混合气进行修 正的结果。 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，这是由于排气管中的氧传感器此时输出 低的电压信号给发动机ECU，试图对稀的混合气进行修正的结 果。
2.峰值保持型(TBI)喷油驱动器波形分析
303.tif
(1)峰值保持型喷油器波形测试步骤 与饱和开关型(PFI/SFI)喷 油器的波形测试方法相同。
(2)峰值保持型喷油器的波形及分析说明 峰值保持型喷油器的 正确波形及分析说明如图3-3所示，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 ① 加速时，将动看器到时第，二它个对尖整峰个向电右路移提动供，接第地一。个保持不动。 ② 如果发动机在极浓的混合气下运转，能看到两个尖峰顶部靠 得很近，见图3-4，这表明控制模块试图靠尽可能缩短喷油器喷 射时间来使混合气变得更稀。
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，这是由于排气管中的氧传感器此 时输出高的电压信号给发动机ECU，试图对浓的混合气进行修
正的结果。
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，这是由于排气管中的氧传感器此时输出 低的电压信号给发动机ECU，试图对稀的混合气进行修正的结
(2)脉冲宽度调制型喷油器的波形及分析 脉冲宽度调制型喷油 器的波形及分析如图3-5所示。
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(2)脉冲宽度调制型喷油器的波形及分析 脉冲宽度调制型喷油 器的波形及分析如图3-5所示。
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4.PNP喷油驱动器波形分析
5.喷油器电流波形分析
(1)喷油器电流波形测试步骤 起动发动机并在怠速下运转或驾 驶汽车使故障出现，如果发动机不能起动，就用起动机带动发 动机运转的同时观察示波器上的显示。 (2)喷油器电流的波形及分析 喷油器电流的波形如图3-7所示。
射时间来使混合气变得更稀。
3.脉冲宽度调制型喷油驱动器波形分析
(1)脉冲宽度调制型喷油器波形测试步骤 器波形测试方法同前。 (2)脉冲宽度调制型喷油器的波形及分析 器的波形及分析如图3-5所示。
脉冲宽度调制型喷油 脉冲宽度调制型Байду номын сангаас油
(1)脉冲宽度调制型喷油器波形测试步骤 脉冲宽度调制型喷油 器波形测试方法同前。
果。
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)0.25～0.5
ms的范围内变化。
2.峰值保持型(TBI)喷油驱动器波形分析
(2)饱和开关型喷油器波形分析说明 饱和开关型喷油器波形分 析如图3-2所示。
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)0.25～0.5 ms的范围内变化。
① 饱和开关型。
② 峰值保持型。
③ 脉冲宽度调制型。
④ PNP型。
二、喷油驱动器的测试
1.饱和开关型(PFI/SFI)喷油器驱动器波形分析 2.峰值保持型(TBI)喷油驱动器波形分析 3.脉冲宽度调制型喷油驱动器波形分析 4.PNP喷油驱动器波形分析 5.喷油器电流波形分析 6.喷油器起动试验波形分析
1.饱和开关型(PFI/SFI)喷油器驱动器波形分析
(1)喷油器测试步骤 起动发动机，以2500r/min转速保持2～3mi n，直至发动机完全热机，同时燃油反馈系统进入闭环，通过 观察示波器上氧传感器的信号确定这一点。 (2)饱和开关型喷油器波形分析说明 饱和开关型喷油器波形分 析如图3-2所示。
(1)峰值保持型喷油器波形测试步骤 与饱和开关型(PFI/SFI)喷 油器的波形测试方法相同。 (2)峰值保持型喷油器的波形及分析说明 峰值保持型喷油器的 正确波形及分析说明如图3-3所示，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。
(2)峰值保持型喷油器的波形及分析说明 峰值保持型喷油器的 正确波形及分析说明如图3-3所示，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。
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① 加速时，将看到第二个尖峰向右移动，第一个保持不动。
② 如果发动机在极浓的混合气下运转，能看到两个尖峰顶部靠 得很近，见图3-4，这表明控制模块试图靠尽可能缩短喷油器喷