波形分析在汽车故障诊断中的应用2例

宁波市鄞州职业高级中学（315103） 杜凌平

波形分析在汽车故障诊断中的应用2例

宁波市鄞州职业高级中学（315103） 杜凌平

波形分析法就是利用示波器获得汽车电控系统中的传感器、执行器等电子设备的波形信号（即电压随时间变化的电信号），然后把这些实测信号与这些电子设备的正常波形信号进行对比，分析其中的差异，最后维修技术人员根据自己的理论知识找出故障发生部位的方法。汽车电控系统中的传感器和执行器在长时间使用过程中会磨损、腐蚀、老化、变形等，其性能也会随之变差，此时电控单元往往无法判定其有故障，其实，即使电控单元有时记录了相关的故障代码，维修技术人员有时也很难判断一个复杂电控系统的故障部位，若利用示波器对所怀疑部件的信号或驱动波形进行测试，维修人员根据波形上的细微信息便可快速了解被检测部件的工作性能，从而快速找到故障零部件。下面通过两个案例来说明波形分析在汽车故障诊断中的应用。

案例1 速腾车更换新发动机后发动机故障灯点亮

故障现象 一辆行驶里程约为18.6万km的速腾车（装备CFB发动机）因发动机损坏在维修站更换一台新发动机总成，更换新发动机总成后起动发动机试车，发动机怠速运转正常，当把发动机转速提到2 000 r/min后，仪表盘上的发动机故障灯点亮，且发动机加速不良。

故障诊断 用故障检测仪VAS6150检查该车各个控制单元的故障存储情况，在01-发动机控制单元内存储有图1所示的3个故障代码。根据故障代码可知，3个故障代码均是和失火有关的故障代码，因此用故障检测仪VAS6150检测发动机系统第14组、第15组和第16组的动态测量数据，发现第15组测量数据的第2区（2缸）和第3区（3缸）数据均显示这两个缸有失火情况（图2），这和故障代码指示的情况是吻合的。由于该发动机是新换上的全新发动机总成，因此发动机机械系统本身应该不会有什么问题，笔者认为是发动机控制系统或者调节系统的问题。在怠速和加速状况下检查第91组测量数据（图3），第3区和第4区显示的凸轮轴调节数据均正常；检查第140组测量数据（图4），第3区显示的高压燃油压力数据，正常。接着继续检查发动机系统其他相关传感器的动态数据和相关机械元件，均未发现明显异常。尝试将故障代码指示有故障的第2缸和第3缸的点火线圈、火花塞、喷油器等与正常第1缸和第4缸进行对换试验，故障依旧。考虑到发动机转速传感器（G28）和凸轮轴位置传感器（G40）对发动机工作性能影响比较大，决定用示波器测试其信号波形，看是否能发现什么问题。图5所示为用示波器测试的故障车和正常车的发动机转速传感器（G28）和凸轮轴位置传感器（G40）信号波形，从测试的信号波形来看，大致差不多，但是仔细分析发现发动机转速传感器信号波形的幅值和形状还是不完全一样，难道是换上的新发动机总成的发动机转速传感器靶轮和原发动机不一样？为了确认上述疑问，决定拆检发动机转速传感器靶轮进行对比分析。拆下新旧发动机的发动机转速传感器靶轮进行对比分析，发现新旧发动机的发动机转速传感器靶轮的确不一样（图6）。由此可见故障就是由于新换上的发动机总成发动机转速传感器和原车的发动机控制单元的控制程序不匹配导致的。

故障排除 刷新原车发动机控制单元的程序、更换相匹配的发动机转速传感器靶轮或发动机控制单元。征求车主意见后更换和新发动机总成相匹配的发动机控制单元后试车，故障排除。

案例2 迈腾车怠速不稳

故障现象 一辆行驶里程约为10.4万km的迈腾轿车（装备BYJ发动机），行驶途中曾经磕碰过油底壳，在某修理厂修复过油底壳之后，便出现怠速时“游车”的故障现象，在排气管尾部还能明显听到类似缺缸发出的“突突”声。

故障诊断 接车后，首先验证故障现象，确如车主所述。用VAS6150读取发动机控制单元的故障存储，读得的故障代码为00022 P0016 000——气缸列1凸轮轴位置传感器G40/发动机转速传感器G28布置错误（图7）；读取怠速状态下发动机系统第91组测量数据，发现凸轮轴调节数据已经调节至极限（图8），无法再调节；检查该发动机的正时机构安装状况，正常；使用示波器检查发动机转速传感器（G28）和凸轮轴位置传感器（G40）的信号波形（图9），根据两者信号波形的对应关系，可以看出凸轮轴位置传感器（G40）信号波形反应滞缓，且有个明显的信号杂波；用示波器检查凸轮轴位置传感器（G40）信号波形和凸轮轴调节电磁阀（N205）驱动波形（图10），根据凸轮轴位置传感器（G40）信号波形和凸轮轴调节电磁阀（N205）驱动波形的对应状态可以看出凸轮轴调节电磁阀（N205）驱动波形正常，凸轮轴位置传感器（G40）信号波形上信号杂波对应的凸轮轴调节电磁阀（N205）驱动波形没有变化，这说明凸轮轴位置传感器（G40）信号波形上的信号杂波是由机械部件故障导致的。由于凸轮轴调节机构是由润滑系统的机油来驱动的，因此决定检查机油状况及机油压力，检查显示该发动机机油状况和机油压力均正常。根据上述检查结果，决定拆检凸轮轴调节阀，拆检发现凸轮轴调节阀机械严重卡滞（图11）。

故障排除 更换凸轮轴调节阀后试车，故障排除。

2015-10-10）