汽车数字万用表对电控汽车电器元件的检测与模拟驱动方法.doc

汽车数字万用表对电控汽车电器元件的检测与模拟驱动方法
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当汽车电器元件出现故障进行检查时,最重要的是数据测量和故障原因的推理,因为电器元件内部的情况不像机械部件那样能拆开看见,必须利用合理的逻辑步骤检测才能发现问题,而在这个过程中的关键工具就是万用表。一般的万用表只能测试电压、电阻、电流,不适用于现代电控汽车的维修与检测。针对电控汽车的维修特点而开发出的多功能汽车数字万用表,具有很多汽车电器系统的专用测试功能,如频率、占空比、脉冲宽度、温度等。下面介绍多功能数字万用表对电控发动机常见电器元件的检测与驱动方法,以供广大汽车维修工程技术人员参考。
二、利用汽车数字万用表对电控汽车电器元件的检测方法
1、空气流量计(MAF)的检测
?空气流量计按结构原理可分为翼板式空气流量计、热线式、热膜式、卡门旋涡光学式、卡门旋涡超声波式等几种,按信号输送类型又分为数字式和模拟式两种。
(1)翼板式空气流量计主要有两种: 一种是随着空气流量的增加输出的信号电压升高;另一种是随着空气流量的增加输出的信号电压降低,这两种类型都属于模拟电压量输出。翼板式空气流量计是一个三线传感器,其中两条是参考电压的正负端,另一条是滑动电阻活动触点臂,它向电脑提供与翼板转动角度成比例的输出电压信号——急加速时翼板在空气流动的动压作用下,超过正常摆动角度的过程信号,这就为控制电脑提供混合气加浓的控制信号。这是一个非常重要的传感器,因为控制电脑依据这个信号来计算发动机负荷、点火时间、废气再循环控制及发动机怠速控制和其它参数。不良的空气流量计会造成发动机喘振和怠速不良,以及发动机性能和排放问题。有些车型,如丰田车的翼板式空气流量计把燃油泵触点和进气温度传感器做在一起,所以有六个输出端子,它的输出电压随着进气温度的升高而减小。
?翼板式空气流量计动态测试方法:关闭附属电路设备、启动发动机,并使其怠速运转至稳定后,用汽车专用万用表的DC档,测量滑动触点臂输出端和信号电压负端,怠速时输出电压应为2V左右,做加速和减速试验。将发动机转速从怠速加至油门全开,油门全开持续2秒,但不要使发动机超速运转。在加速的时候,注意观察数字表的电压是否从1V逐渐跳变到约4V;再将发电机降至怠速并保持2s,电压的读数在减速时应降到2V左右。此时按动数字表上的(MAX/MIN动态记录键),电压最大值约4V,最小值约1V,则该传感器正常。如果最大值等于或高于4.5±0.3V,说明流量计信号误差过大;如果最小值为0,说明流量计电阻有断路的地方。全减速(急抬油门)时输出电压并不是非常快地从全加速电压回到怠速电压,通常(除丰田汽车外)翼板式空气流量计输出电压随着进气量的增加而升高。
?翼板式空气流量计静态测试方法:就丰田车来说,打开点火开关,不启动发动机,用直流(DC)电压档测量输出信号电压VS,在翼板关闭的情况下输出电压约4V左右。用手慢慢推动流量计的翼板,输出信号电压VS应逐渐下降,翼板全开时电压变到0.5V左右。此时可启动最大值/最小值(MAX/MIN)功能,如果最大值达到5V或最小值有0出现,说明滑动电阻有短路或断路的可能。也可以拆下插头,用电阻档测量滑动电阻的变化值,找出滑动电阻的磨损点。
(2)频率输出型空气流量计的测试:找到流量计的频率信号输出线,将汽车专用表打到直流(DC)档,按功能选择键(SELECT)转换成“DC+Hz”档。启动发动机逐渐加速观察,主显示直流(DC)电压和副显示上的频率是否随转速变化而变化,一般频率型的空气流量计随着进气量的增加频率也在改变。也有例外,如三菱车安装在空气滤清器里,随着进气量的改变,频率和脉冲宽度都在改变,这就要使用汽车万用表的频率“Hz”、占空比“DUTY”档调整功能选择键(SELECT)到频率占空比档,同时测量空气流量计的频率和占空比。
2、节气门位置传感器的测试
?节气门位置传感器有两种类型:一种是线性式,另一种是开关式。线性式节气门位置传感器(TPS)是一个可变电阻,向发动机ECU电脑输送节气门位置信号。节气门开关信号是由怠速触点(IDL)和功率触点(PSW)两个构成,现代汽车节气门位置传感器大都是由这两种类型传感器组合,即一个怠速触点和一个可变电阻线性式节气门位置传感器组合在一起。这是一个十分重要的传感器,因为发动机ECU电脑用它的信号计算发动机的负荷、点火时间、废气再循环、怠速控制。一个损坏的节气门位置传感器会引起加速滞后和怠速不稳等问题。通常节气门位置传感器在节气门关闭时产生低于1V电压信号,在节气门全开时产生约5V的信号电压。
?节气门位置传感器的测试:一般在怠速时信号电压低于1V,节气门全开时低于5V。接通点火开关,不启动发动机,节气门慢慢由关到开,反复做几次,检查电压值是否在要求的范围内。也可以启动汽车专用表的最大值/最小值(MAX/MIN)功能键,检查最小值是否是0,最大值是否是5V。
3、霍尔传感器的测试
?霍尔传感器是一个有源传感器,它的输出实际上是一个开关量的输出。它不受转速的限制,低速输出信号幅值和高速时一样,因此被广泛用在曲轴位置、凸轮轴位置等传感器上。它由一个几乎完全封闭的永久磁铁和磁路组成,一个磁铁叶片转子穿过磁极间的气隙,在叶片转子上分布着缺口。在缺口处,有磁场作用到霍尔元件,有信号输出;而在叶片转子没有在缺口位置上,没有磁场作用到霍尔元件上,也就没有信号电压输出。
?霍尔传感器测试:霍尔和光电式传感器都属于频率输出型传感器,可用汽车专用万用表的“DUTY”、“Hz”档测量传感器频率和占空比。该传感器的脉冲幅度不变,频率随转速而变化。打开点火开关,测试霍尔传感器的三个端子,一个端子和另一个端子间有5V或12V电压; 确认后将红表笔接到另一端子上,将汽车专用万用表打到直流(DC)电压档按功能转换键选择“DC”和“Hz”同时测量,让霍尔传感器的叶片转子转动。这时万用表的频率和电压即为霍尔传感器的输出信号参数,该频率随转速的增加而增加。
4、磁电式转速传感器的测试
?磁电式转速传感器是模拟交流信号发生器,它产生的信号为交流信号。它一般由线圈和磁铁组成,当铁质环状齿轮转动经过传感器时,线圈会产生交变电压。ABS车轮转速传感器也是磁电式,它输出信号的幅值和频率随转速的增加而增加。
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磁电式转速传感器的测试:磁电式传感器的主要组成部分是线圈,因此首先要对线圈的阻值及通断进行测试,应在符合规定的范围内。测试其信号输出,将汽车专用表打到交流(AC)档,按功能转换键选择“AC”和“Hz”同时测量。让铁质环状齿轮转动,这时观察到信号的幅值和频率随转速的增加而增加,较小的幅值可能是由于传感器间隙太大造成的。
5、氧传感器的测试
?氧传感器是电子控制燃油喷射系统中的重要反馈传感器,它检测排放气体中氧气的浓度,监测发动机是否按理论空燃比燃烧,并向发动机ECU电脑反馈。它是由能产生电动势的二氧化锆电解质及重要电极组成,当混合气浓时排放气体中的氧比较少,大气中的氧离子通过二氧化锆差值大,产生一较高电压;当混合气比较稀时排放气体中的氧比较多,大气中的氧离子通过二氧化锆差值小,产生一较低电压。
?氧传感器的测试:启动发动机,使发动机在2500r/min运转90s,预热氧传感器。将汽车专用表打到直流(DC)mV档,测量氧传感器的输出电压,在10s内传感器电压应在100~900mV内跳变8次以上,否则说明氧传感器反应迟钝。
6、温度传感器的测试
?温度传感器一般都是由负温度系数的热敏电阻构成,温度传感器向发动机ECU电脑提供的5V电源信号电压,向发动机ECU电脑返回与温度成反比的电压信号。
?温度传感器的测试:各种发动机在不同水温下测试温度传感器的电阻值应符合表1(不同车型可能有些不同,但误差不大)。如不符合很可能造成冷启动困难或热车启动困难、混合气浓或稀等故障。
?进气温度传感器的结构类型、工作原理和检测方法与发动机温度传感器基本相同。?
7、喷油嘴测试
?喷油嘴作为喷射系统的主要执行元件,它的好坏直接影响发动机的性能。测试喷油器时,将汽车专用表打到频率(Hz)档,按副显示键选择触发正、负脉