汽车波形分析
汽车点火波形分析
汽车点火波形分析摘要汽车电子化的发展，应用之广与日俱增，尤其是计算机、网络技术的发展为汽车电子化带来了根本性的变革。
因此，当代汽车的维修不是单纯的机械维修，而是机械与电子为一体的维修。
由于电子控制元件的维修比较抽象，给汽车维修技术提出了新的挑战，使许多维修人员望而止步，感到神秘莫测。
汽车电控系统技术的发展,使现代的汽车成为了一个高科技的结晶体,这就要求汽车故障诊断技术也向高新技术方向发展。
传统的故障诊断方式根本不能适应现代汽车故障诊断的要求,尤其对电控系统故障的诊断,必须采用先进的检测设备,先进的工作模式。
波形分析技术应用于汽车维修业,可以大大提高汽车故障诊断的速度与准确性,利用波形分析检测时,示波器可以显示出电子信号的各种参数,利用这些参数就能够判定这个电子信号的波形是否正常,然后,通过波形分析便可以进一步检查出电路中传感器,执行器以及电路和控制电脑等各部分的故障,从而进行修理。
本文叙述了汽车点火系统波形连接、检测、分析方法;并结合波形图形象深刻的分析汽车故障类型、位置、原因。
使学者有一目了然的深刻视觉感受,发掘学习者的兴趣。
【关键词】：点火系统；点火波形图；波形分析；故障波形分析目录第1章绪论 (1)1.1引言 (1)1.2 点火系统概述 (1)第2章点火系统检测连接及点火波形种类、特点 (3)2.1点火系统检测连接方法 (3)2.2点火波形种类 (4)2.3次级点火波形的特点 (5)第3章点火波形分析 (7)3.1点火波形分析方法 (7)3.2各类点火系波形 (8)3.2.1触点式点火系波形 (8)3.2.2无触点点火系波形 (9)3.2.3 无分电器点火系统波形 (9)3.3次级点火波形可查明的故障 (9)3.4分析次级点火波形的要点(五常看) (10)3.5点火系统的加载调试 (12)第4章故障波形分析 (13)4.1典型故障波形分析 (13)4.1.1初级电压分析 (14)4.1.2次级电压波形分析 (15)4.2次级点火故障波形分析 (16)4.3点火波形分析举例 (17)结论 (20)参考文献 (21)致谢 (22)2第1章绪论第1章绪论1.1引言汽车自1886年诞生以来，发展及其快速，已成为集机、电、液、气于一体。
2电控汽车波形分析——空气流量、进气压力传感器波形分析
数字式空气流量传感器 信号电压波形分析
• 2.随着空气流量的增加，传感器 输出信号波形的频率也增加，流 过空气流量传感器的空气越多， 信号向上出现的脉冲频率也就越 高 • 3.如果信号波形不符合上述要求， 或者脉冲波形有伸长或缩短、或 者有不想要的尖峰和变圆的直角 等，应更换空气流量传感器。
卡门涡旋式空气流量传感器波形分析
波 形 分 析
• 波形的含义及相关说明 参见图示。 • 1.从维修资料中找出输 出信号电压参考值进行 比较，通常热线（热膜） 式空气流量传感器输出 信号电压范围是从怠速 时超过0.2V变至节气门 全开时超过4V，当急减 热线式空气流量传感器 速时输出信号电压应比 信号波形分析 怠速时的电压稍低。
• 2.发动机运转时，波形的幅值看上去在不断 地波动，这是正常的，因为热线式空气流量 传感器没有任何运动部件，因此没有惯性， 所以它能快速的对空气流量的变化做出反应。 在加速时波形所看到的杂波实际是在低进气 真空之下各缸进气口上的空气气流脉动，发 动机ECU中的超级处理电路读入后会清除这些 信号，所以这些脉冲没有关系。 • 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。
• 卡门涡旋式空气流量传感器的输出方式 也是数字式，但它与其他的数字式输出 空气流量传感器不同，通常数字式空气 流量传感器在空气流量增大时频率也随 之增加。在加速时，卡门涡旋式空气流 量传感器与其他数字式空气流量传感器 不同之处在于它不但频率增加，同时它 的脉冲宽度也改变
波形检测方法
• 正确连接波形测试设备，起动发动机， 不同转速的情况下进行试验，注意应把 较多的时间用在测试发动机性能有问题 的转速段内，观看波形测试设备。卡门 涡旋式空气流量传感器的输出信号电压 波形如图所示。
汽车高速CAN网络故障特征波形分析2500
汽车高速CAN网络故障特征波形分析2500摘要：汽车的车载网络是其电控技术的核心，车载网络架波形检测与分析是车载网络架构学习的重点内容。
为了实现故障原因的有效分析，可以通过检测与分析网络信号波形的方式，实现对汽车故障原因分析。
国内目前汽车故障排除是按照解码仪的故障码，与实际工作经验结合在一起进行故障的试探性排除，这种方式还是有着一定盲目性的，实际故障的排除效率比较低。
因此，要掌握故障波形特征等内容。
本文就对汽车高速CAN网络故障特征波形进行分析，为汽车故障排除效率提升奠定良好基础。
关键词：汽车；高速CAN网络故障；特征波形；下文就对CAN高速网的波形特征进行分析，指出CAN线波形的组成及含义、汽车网络故障产生机理分析以及CAN网络系统波形诊断方法进行阐述，为CAN网络故障的解决与应对措施探究提供必要参考。
一、CAN高速网波形特征分析CAN是指控制器局域网，CAN总线是各个控制器进行彼此信息交换的数据总线，较之传统数据传输，数据总线可能会出与方便考量，需要共同部分传感器实现分析成本得到的。
为了进一步避免电磁的干扰，可以采取双绞线形式进行有效的数据传输。
按照SAE的分类标准，CAN高速网的传输速度是125到1000kBit/s。
对于CAN高速网的实际应用来说，可以被应用在汽车驱动系统、连接发动机、变速器以及ESP等电控系统。
像在CAN高速网信息传输波形分析中，有隐形位是VCAN-H=VCAN-L=2.5V，VCAN-H-VCAN-L=0V，有显性位，VCAN-H=3.5V，VCAN-L=1.5V，VCAN-H-VCAN-L=2V。
不管在哪种时刻进行分析，VCAN-H+VCAN-L=5V。
实际信息传输是按照差分的方式进行分，是一种抗干扰原理。
其中CAN-H和CAN-L的实际信息传输会遭受极大干扰，波形会出现的毛刺。
信号电压差还是始终保持不变的，也就是说显性位信号的电压差值是2V，隐性位信号电压差值则是0V，这样看来，外界干扰对信号并不会产生影响作用。
汽车LIN总线信号测量及波形分析-示波器
示波器测量汽⻋LIN总线信号及波形分析汽⻋⽹络通信中除了CAN的通信⽅式外，还有另外⼀种低成本通信⽅式——LIN系统。
它的英⽂是“Local Interconnect Network”，LIN总线基于UART/SCI（通⽤异步收发器/串⾏接⼝）的串⾏通信协议，主要⽤于智能传感器和执⾏器的串⾏通信，⻋上各个LIN总线系统之间的数据交换是由控制单元通过CAN数据总线实现的。
LIN特点是⽤作主从控制系统，⼀个主控系统可以带最多16个⼦系统，并且⼦系统只具备与主系统通信的功能，各个⼦系统之间⽆法通信，也不能与LIN⽹络之外的系统模块进⾏通信。
LIN⼀般应⽤于⻋⻔控制系统，⽐如福特蒙迪欧致胜和克鲁兹的⻋⻔电动玻璃控制系统就采⽤LIN控制。
我们这⾥以测量奥迪汽⻋LIN总线控制的⾬刷电机为例。
连接⼀条BNC转⾹蕉头线到示波器的通道⼀上。
连接⼀根刺针到红⾊⾹蕉头，刺⼊到⻋辆上的插头⾥⾯的LIN总线数据信号端⼦上。
⾹蕉头的⿊⾊接头接⼀个鳄⻥夹到蓄电池负极或良好的底盘接地上。
由于LIN总线⼀般最⼤值在12V左右，因此可以设置示波器的垂直档位为2V/div，时基可以设置为500μs左右。
然后打开示波器的解码菜单，进⾏LIN总线配置，选择与被测信号相匹配的波特率。
调节总线阈值电平到波形显示范围内，就可以看到解码数据了。
可以将触发⽅式改为总线解码触发，设置合适的帧ID来稳定波形。
如下图就是奥迪汽⻋⾬刷电机LIN总线控制信号。
LIN总线波形是⼀个⽅波，代表着串⾏数据流⾥的⼆进制状态。
所⻅的波形应该没有明显的变形和噪⾳⽑刺。
解码数据包以⼗六进制显示总线活动时的实时数据内容。
“帧ID”显示颜⾊为⻩⾊，上图中即是23，“数据”显示颜⾊为⽩⾊，“校验和”显示颜⾊为绿⾊，如果校验和错误，以红⾊“E”显示。
如果⽆信息发送到LIN数据总线上（总线空闲）或者发送到LIN数据总线上的是⼀个隐性位，LIN总线信号上的最⼤值即隐性电平。
当传输显性位时，发送控制单元内的收发器将LIN数据总线接地。
汽车点火波形形成与分析
火花塞被击穿后电极间的物质会出现电离现象。 并且在火花塞电极间出现“等离子体” （图 7C）。等离子体的电阻大小与气体成份和气体压 力有关。 由于击穿电压不稳定，每个点火循环时上下都有 波动，所以要观察出现等离子体时的电压值。出 现等离子体时的电压值比击穿电压稳定，因而能 看出从击穿电压中看不出的电阻值。电离转变成 等离子体时所受的唯一影响就是次级线路中的电 阻值。
通过点火波形能够检测的内容有：稀空 燃比、浓空燃比、早燃、配气相位和气 门造成的紊流、排气背压造成的紊流、 EGR阀、冷却液漏进汽缸形成水蒸气、火 花塞电极烧蚀、积炭、线路中的电阻等。 汽车检测中，点火波形所包含的信息比 其他任何波形都要多。
Thank you for your attention!
• 用一根绳子来演示一下这一规律。假定绳子的长度是一 定的，并将它用来表示击穿电压和燃烧时间的波形部分 （见下图）。绳子用在垂直线的部分越长，用在水平线 的部分就越短。反之则相反。假如绳子整体短，就像点 火线圈的磁场不饱和一样，垂直和水平的部分也会受到 影响，这是由于可提供的能量减少所造成的。
击穿电压和燃烧时间受汽缸内的压力以 及气体成份的影响。汽缸里的混合气由 原子组成，这些原子能够电离或使火花 塞的电极间产生电火花。
• 图2中的C部分是电路中的保持电压，用
来克服初级电路或基极的电阻，从而产生 电流。如果是三极管，该电压为0.7～1V。
• 当电流流经绕组时会在绕组周围建立一个
电感磁场（见图3）。电流越大，磁感应 就越强。
如果将示波器的电压量程降低，放大初 级点火波形的底部，就可看见这个压降 （波形中D部分）。 电流接近饱和时（波形中E部分）。 线圈充电饱和后，（波形中F部分）。
• 下图中的黄色波形线表明次级电路中有 20kΩ的额外电阻。红色波形线代表相邻 的一个汽缸，其等离子体出现时电压正 常。黄色波形线的等离子体出现时的电 压比正常值高出了2.3kV，这就表明线路 中有额外的电阻。
汽车电控燃油控制的波形分析
汽车电控燃油控制的波形分析引言在现代汽车中，电控燃油系统起着至关重要的作用。
燃油控制是维持引擎正常运行的关键，而波形分析那么是诊断问题的有力工具。
本文将对汽车电控燃油控制的波形进行分析，帮助了解燃油系统的工作原理、故障诊断方法以及解决问题的技巧。
1. 汽车电控燃油系统简介汽车电控燃油系统主要由燃油泵、进气系统、点火系统、喷油器、传感器等组成。
整个系统通过电子控制单元〔ECU〕协调工作，确保燃油供应的精确控制，并实时调整以满足引擎的需求。
2. 汽车电控燃油控制的波形分析原理燃油控制是通过ECU对燃油喷射时机和量进行精确控制来实现的。
波形分析是诊断燃油控制系统的有效方法之一，主要通过观察和分析传感器和执行器的输出信号波形来判断系统的工作状态和是否存在故障。
在波形分析中，一些常用的输入信号包括： - 氧传感器输出信号 - 空气流量传感器输出信号 - 曲轴位置传感器输出信号 - 进气歧管绝对压力传感器输出信号一些常用的输出信号包括： - 燃油喷射器驱动脉冲信号 - 点火系统的点火脉冲信号 - 燃油泵驱动信号 - 长时燃油修正信号通过对这些信号波形的观察和分析，可以给出诊断结果，判断系统是否正常工作。
3. 汽车电控燃油控制的常见问题和解决方法3.1. 燃油喷射器故障燃油喷射器是汽车燃油系统中的关键部件之一。
当喷油器出现故障时，会导致燃油供应缺乏或过量，引发引擎失火或工作不稳定的问题。
在波形分析中，观察燃油喷射器驱动脉冲信号的波形可以判断其工作状态。
正常情况下，喷油器应该有规律的脉冲信号，且脉冲的持续时间和频率应该符合规格要求。
如果喷油器的脉冲信号出现异常，如持续时间过短或过长，频率异常等，可能需要更换或维修燃油喷射器。
3.2. 传感器故障汽车燃油控制系统中的传感器起着收集和反应关键信息的作用。
常见的传感器包括氧传感器、进气歧管绝对压力传感器和曲轴位置传感器。
通过观察传感器的输出信号波形，可以判断传感器是否工作正常。
5电控汽车波形分析__喷油器波形分析
峰
值
保
持
正型 确喷 波油 形器 及的
• 从左至右，波形轨迹从蓄电池电压开始， 分 这表示喷油驱动器关闭，当发动机ECU打 析
开喷油驱动器时，它对整个电路提供接地。
• 发动机ECU继续将电路接地(保持波形轨 迹在0V)直到其检测到流过喷油器的电流 达到4A时，发动机ECU将电流切换到 1A(靠限流电阻开关实现)，这个电流减少 引起喷油器中的磁场突变，产生类似点火 线圈的电压峰值，剩下的喷油驱动器喷射 的时间由电控单元继续保持工作，然后它 通过完全断开接地电路，而关闭喷油驱动 器，这就在波形右侧产生了第2个峰值。
• 匝数较少的喷油器线圈通常产生较短的关断峰 值电压，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30V～100V，有些喷 油器的峰值被钳位二极管限制在大约30V～ 60V。
• 如果所测波形有异常，则应更换喷油器。
峰值保持（电流控制型，TBI）喷油 器波形分析
• 也可以在用手工加入丙烷的方法使混合气更 浓，或者在造成真空泄漏使它变稀的同时， 观察相应喷油持续时间的变化。
• 波形的峰值部分通常不改变它的喷油持续时 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
• 波形的保持部分是发动机ECU增加或减少开 启时间的部分，峰值保持型喷油器可能引起 下列波形结果：
• 发动机ECU继续接地(保持0V)直到探测到流过喷油 器的电流大约4A左右，发动机ECU靠高速脉冲电路 减少电流
PNP型喷油器波形检测、分析
• PNP型喷油器是由在发动机ECU中操作它们 的开关三极管的型式而得名的，一个PNP 喷油驱动器的三极管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就 在于它的喷油器的脉冲电源端接在负极上。
汽车波形分析[1]
![汽车波形分析[1]](https://img.taocdn.com/s3/m/24341e06fd0a79563d1e72b0.png)
氧传感器工作在极端的环境下，它的时效都会慢慢的失去。最终产生不了信号。 氧传感器失效的原因： a. 首要原因是发动机在较浓的混合比下运行时所造成的碳阻 b. 燃油压力过高，喷油嘴损坏，电脑传感器损坏，操作不当， c. 使用年限及行驶里 导致它正常失效; d. 汽油中含铅，冷却液中的硅胶腐蚀。
火花塞
火花线有斜坡 (4 中央高压线电阻失 更换
缸)
效， 分火头失效
击穿电压低，点 次级低阻(高压绝缘 更换高压
火线倾斜
失效)
一缸击穿电压过 火花塞间隙大，压
高
缩比过大，次级开路
汽车波形分析[1]
次级点火波形分析(3)
观察点火电压的最大值，急加速时最大的点火电压不应超过怠速时正常点火电压的1倍，也不应该超过点火线 最高点火电压的75%。如果某缸出现上述情况，加载时就会出现“断火”现象。
1=断电器触点打开时刻 断电器触点打开，初级线圈的脉冲自感电压很大
，产生瞬间电压很快消失。 2=初级峰值电压
b=衰减过程
C=断电器闭合部分 由于触点闭合，电流通过触点直接搭铁，所以电压
信号为零。使用FSA560的单波显示，通过高精度示波 器水平坐标可以测出闭合角。
FSA560
汽车波形分析[1]
次级(secondary)点火波形
2
1
b
火花保持期 衰减过程
c
断电器闭合期
1、断电器触点打开时刻 2、点火峰值:
是点火之前我们所见的最高电压，它的高度受到许多因素影响 例如：火花塞间隙、汽缸压力、混和气浓度、点火系工作情况等。 3、燃烧电压: (0.5—5.0 kV)
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氧传感器波形图(4)
氧传感器中通常含有锆元素，在受热时产生电压。电压的变化依据尾气排放中的氧元素的变化而变化。 氧传感器（二氧化锆）
氧传感器作为电喷发动机混合气质量的反馈元件，它的作用 不可忽视。如果气传感器出现了故障，将导致空燃比失调， 燃油经济性变差，动力性和加速性下降的后果。
U
t1
Us
氧传感器分类： 按构成分为 氧化锆式（ZrO2） 氧化钛式（TiO2） 按线数分为 两线型（非加热型） 三线型（加热型）
点火波形基础知识(1)
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Nov-02
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氧传感器波形图（2） 氧传感器（二氧化锆） U
1V
t1
Us
0V
Us =0-1v t1 =1/s
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t
传感器1 传感器2
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标 准 波 形 图
控制传感器
检测传感器
KTS系列
氧 传 感 器 结 构
RBCT/SAE ZJH Nov-02
FSA560
博 世 设 备 上 的 波 形 图
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点火电压 4.0―17kV 4.0 ― 6.0 kV 燃烧电压 0.5 ― 5.0kV 0.2 ― 2.0 kV 燃烧时间 0.8 ― 2.4ms 1.5-5.0 ms 测试部位 高压线 高压线 正常 火花塞短路火花塞积碳过多（有 缺火现象） 高压线开路（有缺火现象） 高压线开路（有缺火现象） 高压线短路火花塞积碳过多（有 缺火现象） 高压线短路 火花塞积碳过多（有缺火现象） 故障原因
博世汽车检测设备------ 示波
KTS650
KTS550
FSA560
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MOT
KTS520 1
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次级点火波形分析(2)
Fault cause remedy
没有振荡
点火线圈次级开路 更换点火线 圈
火花线有斜坡， 并不稳定(单缸) 火花线有斜坡 (4
火花塞过脏，分缸 清洗或更换 线电阻失效 中央高压线电阻失 火花塞 更换
缸)
击穿电压低，点 火线倾斜 一缸击穿电压过 高
效， 分火头失效
次级低阻(高压绝缘 更换高压线 失效) 火花塞间隙大，压 缩比过大，次级开路
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次级点火波形分析(3)
观察点火电压的最大值，急加速时最大的点火电压不应超过怠速时正常点火电压的1倍，也不应该超过点火线圈 最高点火电压的75%。如果某缸出现上述情况，加载时就会出现“断火”现象。 观察燃烧电压的最大值，若某一缸的燃烧电压高，则可能是缺火所致。 观察燃烧时间，急加速时的燃烧时间应该比怠速时短（因为急加速时进的混合气要比正常时少），对于COP式点 火系统（点火线圈直接装在火花塞上），测度的方法是拆下点火线圈，在点火线圈和火花塞之间串联一根无电阻的高 压线，然后再从高压线上取信号。
3
初级（primary)-- 点火波形 ）
1.初极的点火波形是次级的感应波形，它的波形可反映点 火线圈的好坏，及初极电容、白金或点火器的好坏。 b 2.通过电压变化波形，可以看到点火线圈得初级电流得导 通时间，及导通时的电路压降，发现点火线圈，点火器 的损坏及电路短路、断路、接触不良等故障
c
FSA560 1=断电器触点打开时刻 断电器触点打开，初级线圈的脉冲自感电压很大 ，产生瞬间电压很快消失。 2=初级峰值电压 b=衰减过程 C=断电器闭合部分 由于触点闭合，电流通过触点直接搭铁，所以电压 信号为零。使用FSA560的单波显示，通过高精度示波 器水平坐标可以测出闭合角。
35.0-50.0 kV 0.0-2.0 kV 5.0-15.0 kV
5.0-15.0 kV 0.0-1.0 kV 1.0-5.0 kV
0.0-1.0 ms 0.0-1.0 ms 0.8-2.4 ms
高压线开路前端 高压线开路后端 高压线短路前端
0.0-2.0 kV
0.0-2.0 kV
0.0-1.0 ms
氧传感器重要作用
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氧传感器失效原因
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氧传感器反馈电压 测量 氧传感器好坏断定
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次级点火波形分析(1)
1、点火电压过高
a. 火花塞间隙过大; b. 混合气过稀; c. 点火时间过早; d. 高压线电阻过大。
（高于30kV） 2、燃烧电压过高
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a. 高压线开路; b. 火花塞电极间隙过大; c. 高压线接头过脏或锈蚀。
3、燃烧电压过低
4、燃烧时间短
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?
a. 高压线或火花塞短路; b. 火花塞电极间隙小; c. 火花塞积碳过多。
氧传感器作为电喷发动机混合气质量的反馈元件，它的作用不可忽视。如果氧传感器出 现了故障，将导致空燃比失调，燃油经济性变差，动力性和加速性下降的后果。 氧传感器工作在极端的环境下，它的时效都会慢慢的失去。最终产生不了信号。 氧传感器失效的原因： a. 首要原因是发动机在较浓的混合比下运行时所造成的碳阻塞; b. 燃油压力过高，喷油嘴损坏，电脑传感器损坏，操作不当， c. 使用年限及行驶里程 导致它正常失效; d. 汽油中含铅，冷却液中的硅胶腐蚀。 a. b. a. b. 引线法：从传感器线束插头引线。 检测端子测量法：有些车型在汽车检测插座内有氧传感器反馈电压测量端子。 反馈电压在0-1V内有变化（<0.45V=过稀 0.45V>=过浓）(2500r/min)。 10s内的波形变化不小于8次。 （2500r/min） 11
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次级(secondary)点火波形
1、断电器触点打开时刻
2
2、点火峰值:
是点火之前我们所见的最高电压，它的高度受到许多因素影响。 例如：火花塞间隙、汽缸压力、混和气浓度、点火系工作情况等。 3、燃烧电压: (0.5—5.0 kV) 维持电火花穿越火花塞两个电极所需的电压。它所维持的时间叫燃 烧时间 (图中a段 0.4—2.4 ms)。 4、击穿电压: (4.0—17.0 kV)
氧传感器波形图(3)
氧传感器的分类
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氧传感器分类：按构成分为 氧化锆式（ZrO2）; 氧化钛式（TiO2） 按线数分为: 两线型（非加热型）; 三线型（加热型）
氧传感器的原理
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氧传感器中通常含有锆元素，在受热时产生电压。电压的变化依据尾气排放中 的氧元素的变化而变化。 氧化钛型的传感器的电阻值随其周围氧含量的变化而变化。发动机电脑为读取 这个可变电阻两端的电压降，通常提供一个工作电压（一般1V，也有5V）。
高压线短路后端
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