檢測儀數據波形組合分析在汽車故障診斷中的應用(上)

◆文/吉林 馬鐵雨

檢測儀數據波形組合分析在汽車故障診斷中的應用(上)

◆文/吉林 馬鐵雨

數據分析的一般步驟

有故障碼時：在進行故障碼分析并確認有故障碼的存在時，可以直接找出與該故障碼相關的數據進行分析，并根據故障碼設定的條件分析故障碼產生的原因，進而對數據的值及波形進行分析，找出故障點所在。

無故障碼時：分析后確認無故障碼存在時，從故障現象入手，根據控制系統的工作原理和結構，加以相關的數據分析，在進行數據分析時，常常需要知道所修車的系統工作原理和結構，基本的控制參數及其在不同工況下的正確讀數值，并認真分析才有可能得出準確的判斷。

汽車主要參數分析

基本參數是指會同時影響汽車及發動機等幾個不同的電控裝置參數，有發動機轉速、氧傳感器工作狀態、發動機負荷、汽車車速等。

發動機轉速：由曲軸位置信號(CKP轉速)信號轉換而來，是發動機電腦ECU控制噴油點火的主要依據，這個參數本身并無分析價值，但經常和其他參數進行分析時作為參考的標準，該參數出現故障會造成車輛無法啟動著車。

發動機負荷：發動機在某轉速下發出的有效功率與相同轉速下所能發出的最大功率的比值。負荷=某轉速有效功率/同一轉速下最大功率×100%。

發動機負荷的噴射時間：在怠速下的發動機負荷可以理解為發動機所需克服自身的摩擦力和附件驅動裝置，是一個純理論值，發動機的負荷噴油量與發動機曲軸轉速和負荷有關，不包括噴油修正量。怠速時參考值范圍為1.3～4.0ms或15%～30%。

車速信號：發動機電腦根據車速傳感器的信號計算得到汽車行駛速度值，是發動機ECU控制斷油時間的主要依據，也是變速器自動換擋的主要參數。

氧傳感器：氧傳感器所測的混合汽空燃比的濃與稀，是排查故障的主要參考信號。

氧傳感器系統狀況：檢測發動機ECU開環和閉環的工作條件。

控制參數：由發動機ECU對電控燃油噴射系統進行控制的狀態，以及向噴油器等執行器送出的控制信號。其主要有噴油脈寬、目標空燃比、指令燃油泵、短時燃油修正、長時燃油修正、動力增強、減油模式。

噴油脈寬參數：由發動機ECU控制噴油器持續噴油的時間，該參數是噴油器是否正常工作的主要指標。

短時燃油修正：是對燃油供油量的短期校正，是一個參考值，范圍是-10%～10%。這是燃油供給系統中非常重要的參數，當氧傳感器反饋給ECU的信號表明混合汽較稀時，ST燃油微調數值增加，同時ECU控制噴油脈寬增加。

長時燃油修正：從短期燃油修正中獲得，用于燃油的長期校正和開環控制的基準噴油量。

冷卻液溫度：用于控制噴油量、怠速、點火正時等，數值要與發動機真實的冷卻液溫度對應起來分析。

進氣溫度：用于控制噴油量、怠速、點火正時等，要與室外時間溫度對應起來分析。

進氣歧管絕對壓力傳感器：它在汽油噴射系統中所起的作用和空氣流量傳感器相似，進氣歧管絕對壓力傳感器根據發動機的負荷狀態測出進氣歧管內絕對壓力(真空度)的變化，并轉換成電壓信號，與轉速信號一起輸送到電控單元(ECU)，作為確定噴油器基本噴油量的依據。

節氣門位置信號：檢測汽車在某種工況下的重要數據，要與發動機的噴油脈寬、點火提前角、進氣歧管壓力、負荷信號等組成在一起用圖形的方式表達出來，進行故障分析。

點火提前角：是由發動機ECU計算出來的參數值，在進行數值分析時應檢查點火提前角數值能否隨發動機的工況和狀態而變化，可以用點火正時燈來比較實際點火提前角與ECU給出的點火提前角的一致性。

啟動信號：給ECU提供啟動燃油加濃和異步噴射信號，車輛啟動困難應重點觀察該信號。

爆震傳感器：檢測發動機負載過高時爆燃的振動，用來修正點火提前角。

蓄電池電壓：電腦ECU工作的電壓。該信號失常會引發很多故障，請加以注意。

離合器開關：用以檢測汽車的啟動和減速斷油功能。

制動開關：制動開關的好壞關系到汽車的動力性和ABS是否正常工作。

動力轉向油壓開關：ECU電腦用來提高負荷率。

EGR閥(廢氣再循環閥)：用來降低汽車氮氧化合物排放，用EGR閥控制命令和升程位置檢測其是否工作正常。

失火率：一般用發動機曲軸轉速信號檢測。發動機每個汽缸做功的時候該缸活塞都給曲軸一定的推力，使曲軸轉動。若每個汽缸都工作良好，每個汽缸發出的功率對曲軸旋轉所產生的貢獻相同，曲軸轉動比較均勻。如某個汽缸因點火、噴油、缸壓等因素而產生工作不良，則該缸工作時曲軸的轉動會相對較慢。發動機電腦會根據曲軸位置和凸輪軸位置信號來確定哪個汽缸工作不良，是查找故障常用的一組數據。

配氣相位：檢測配氣正時的一組重要數據。

數據抓取均用紅盒子藍點(RED BOS)汽車診斷儀中的行車記錄功能，在ShopStream Connect軟件里回放，該回放軟件可以以波形的方式顯示出來，組成16組波形數據進行比較。

故障實例一：豐田RAV4動力不足

車輛信息：2013款豐田RAV4，搭載自動擋變速器。

故障現象：車輛加速無力。

故障排查：接上檢測儀讀取車輛故障信息，系統正常。做常規檢測，油壓為250～320kPa。更換火花塞，用內窺鏡檢測三元催化器，發現堵塞，接上檢測儀抓取車輛數據相關信息如圖1所示。

經過數據分析，發現在80幀左右噴油脈寬為9.34ms，低于正常值(急加速正常值為12ms)，計算出的負荷為76%，引起噴油脈寬低于正常值，負荷量增大的根本原因是進氣量偏低。經過排查發現空氣流量計臟污，清潔空氣流量計后采集數據流如圖2所示，噴油脈寬明顯增加，燃油修正值明顯變小，故障徹底排除。

故障實例二：尼桑逍客行駛中車輛聳動

車輛信息：2012款尼桑逍客 ，搭載HR16發動機、CVT變速器。

故障現象：車輛在行駛過程中換擋不平穩，車輛聳動。

故障排查：根據故障現象讀取車輛CVT變速器的故障信息，發現系統正常。做常規檢測，更換CVT變速器專用油，清洗閥體、油路板，用檢測儀做車輛CVT匹配，故障均未得到解決，接上檢測儀抓取車輛CVT變速器數據信息如圖3所示。

經圖3分析發現發動機轉速信號的波動引起車輛聳動，故障點來源于發動機，而非CVT變速器，進一步檢測發動機發現火花塞有漏電現象，更換火花塞后故障排除。

圖1 豐田RAV4加速工況數據流

圖2 豐田RAV4清潔空氣流量計后的數據流

圖3 尼桑逍客數據流

(未完待續)