发动机综合分析仪在现代汽车维修中的应用

1、（论文）作 者： 马磊 学 号： 30911230 系 部： 汽车工程系 专 业： 汽车检测与维修 题 目：发动机综合分析仪在现代汽车维修中的应用 指导者：评阅者： 2012 年 4 月 毕业设计（论文）中文摘要 发动机综合分析仪自上个世纪60年代出现至今已有40多年的历史，它的出现揭开了采用电子测试仪器分析汽车发动机综合故障的序幕。它在国内使用始于80年代，是将点火时间测试、点火能量测试、示波器、尾气分析、转速测量等发动机的基本信号采集分析于一体的仪器，类似于现在国内常见的 BOSCH560、BOSCH740等仪器。不过今天的发动机综合分析仪已经从过去单一的点火波形分析发展到对汽车电子电路的

2、多通路的数值和波形分析，同时还扩展了真空分析、尾气分析等多种综合分析的内容。这使得发动机综合分析仪的检测诊断功能大大增强，为分析现代控制发动机的故障提供了有力的测试工具。本文通过对发动机综合分析仪基本功能、基本组成及动力性检测的分析，提出了对综合分析仪的错误认识及如何正确看待，进而探讨了发动机综合分析仪在现代汽车中的应用及使用发动机综合分析仪的优势。 关键词：发动机综合分析仪，现代汽车，应用毕业设计（论文）外文摘要Title： The engine in the Motor Analyzer application Abstract：Engine Analyzer 60 years since

3、 the last century there has been more than 40 years of history, it opened the emergence of electronic test equipment integrated fault car engine off. It began 80 years for domestic use is to test the ignition timing, ignition energy test, oscilloscope, exhaust gas analysis, measurement of engine spe

4、ed signal acquisition and analysis in one of the basic instrument, similar to the current domestic common BOSCH560, BOSCH740 and other equipment. But today's engines Analyzer has a single ignition from the past to the development of waveform analysis of electronic circuits on the vehicle's v

5、alue and multi-channel waveform analysis, but also extends the vacuum analysis, comprehensive analysis of exhaust gas analysis and other content. Engine Analyzer This enables the detection of diagnostic features greatly enhanced analysis of the failure of modern control engine provides a powerful te

6、st tool. Based on the basic functions of the engine Analyzer, the basic composition and dynamic testing of the analysis, integrated analyzer for the mistake and how a correct view, and then discuss the engine in the Hyundai Motor Analyzer application and use of the engine integrated analyzer advanta

7、ge. Keywords ： Engine Analyzer, Hyundai Motor, the application I目录1 绪论11.1 课题研究背景11.2 课题研究意义11.3 课题研究内容12 发动机综合分析仪概述32.1 发动机综合分析仪的主要功能32.2发动机综合分析仪的使用112.3 发动机综合分析仪的基本特点142.4 本章小结153 现代汽车维修中常用故障诊断方法163.1 人工经验法163.2 仪器设备诊断法163.3 故障码诊断分析法173.4 本章小结184 发动机综合分析仪在故障诊断中的应用194.1 发动机综合分析仪故障诊断原理194.2 发动机综合分析仪

8、故障诊断典型案例分析204.3 发动机综合分析仪在故障诊断中存在的问题及对策224.4本章小结23结论25致谢26参考文献27千万不要删除行尾的分节符，此行不会被打印。在目录上点右键“更新域”，然后“更新整个目录”。1 绪论随着技术的进步，发动机综合分析仪便携和小巧占据了市场主导，于是后来的正时灯、尾气分析仪、转速表、示波器等多种检测设备不仅广泛使用，到现代仍旧沿用。但随着汽车技术的发展，电控汽车广泛使用，原来的检测手段远远落后了，于是在一段时间内，发动机的故障码读取变得非常重要。这期间，国外一些设备厂家、汽车生产厂联合计算机开发部门，开发出了具有读取发动机控制模块内所存储的故障代码功能的便携

9、式发动机综合分析仪(当时的汽车发动机综合分析仪)，也是我们现在见到的汽车电脑诊断分析仪的前身。1.1 课题研究背景 发动机分析仪自上个世纪60 年代出现至今已有40 多年的历史了，它的出现揭开了采用电子测试仪器分析汽车发动机综合故障的序幕。今天的发动机分析仪已经从过去单一的点火波形分析发展到对汽车电子电路的多通路的数值和波形分析，同时还扩展了真空分析、尾气分析等多种综合分析的内容。这使得发动机分析仪的功能大大增强，为分析现代电子控制发动机的故障提供了有力的测试工具。发动机分析仪已经成为现代汽车维修企业必不可少的大型检测设备。1.2 课题研究意义本文旨在通过分析研究充分阐述并适当扩展发动机综合分

10、析仪对电喷发动机故障诊断的作用，从而更好的掌握其使用方法和技巧，提高汽车故障诊断的准确性，缩短汽车维修时间，提高工作效率。有利于维修人员学习并掌握使用发动机综合分析仪的方法对发动机综合分析仪的普及应用能起到一定的促进作用。1.3 课题研究内容 本文主要研究内容为：各类汽车故障诊断法的阐述，分析了汽车故障诊断的基本思路和路径，发动机综合分析仪的基本故障诊断原理，并以 PICO 发动机综合分析仪为应用实例，结合汽车实际故障诊断案例，阐述并分析了发动机综合分析仪在汽车故障诊断中的操作技巧及在诊断疑难故障的作用,在与常规诊断方法做比较后，得出了采用发动机综合分析仪在电控发动机故障诊断中的优点，最后分析

11、了发动机综合分析仪在实际使用过程中存在的问题及相应对策。2 发动机综合分析仪概述 发动机综合分析仪通常可以分为四类：(1) 以点火示波器为核心的传统式发动机综合分析仪。(2) 以含有微处理器的数字存储示波器为核心的智能式发动机综合分析仪。(3)以个人计算机为核心的电脑式发动机综合分析仪。(4)以发动机测试接口模块为核心的模块式发动机综合分析仪 发动机综合分析仪主要是对发动机各系统的工作状态，如点火、喷油、电控系统和传感元件以及进排气系统和机械工作状态等的静态和动态参数进行分析，为发动机技术状态判断和故障诊断提供科学依据，有专家系统的发动机综合分析仪还具有故障自动判断功能，有排气分析选件的综合分

12、析仪还能测定汽车排放指标。区别于解码器和一般发动机单项性能的检测仪，发动机综合分析仪具有三项特点：良好的动态测试功能、通用性强（检测方法和结果可不受车型限制）、主动性好（能发出干预指令，如断缸试等）。2.1 发动机综合分析仪的主要功能不同品牌的发动机综合分析仪在具体的功能配置上虽然有所不同，但作为发动机综合分析仪所应具有的功能基本包括：（1）无外载测功功能即加速测功法；（2）检测点火系统。初级与次级点火波形的采集与处理，平列波、并列波与重叠和重叠角的处理与显示，断电器闭合角和开启角，点火提前角的测定等；（3）机械和电控喷油过程各参数(压力、波形、喷油、脉宽、喷油提前角等)的测定； (4）气歧管

13、管真空度波形测定与分析； (5）各缸工作均匀性测定；（6）起动过程参数(电压、电流、转速)测定；（7）各缸压缩压力判断；（8）电控供油系统各传感器的参数测定（9）万用表功能；（10）排气分析功能；2.1.1 发动机无外载测功 发动机无负荷测功是按惯性测功原理来设计的。由于发动机的所有运动部件都可看作是一个绕曲轴中心转动的简单回转体。当发动机在怠速运转情况下突然打开节气门，使发动机加速至某一高转速时，此时发动机的动力，除克服摩擦和其它阻力矩外，其有效转矩将全部用于克服惯性加速运动部件。因此只要测出指定转速范围内急加速时的平均加速度或瞬时加速度，就可以估算出发动机的输出功率。因为加速度愈大，发动机

14、的有效功率也愈大。为了测量方便起见，也可测量节气门全开时发动机由转速n1加速至转速n2的加速时问，用加速时间也可以比较发动机的动力性能。 目前，常用的无负荷测功仪很多，国产QFC-5型、YT-46型和WFJ-1型发动机综合分析仪，都具有发动机无负荷测功的功能。2.1.2 发动机各缸功率平衡测定为了了解发动机各缸工作情况，可通过依次使各缸火花塞短路，使该缸断火，测量发动机的转速降，测量时发动机温度应正常，发动机转速在800 r/min。对4缸发动机来讲，若各缸工作正常时，发动机的转速降应为80100r/min，且各缸最高与最低的转速降差值不得大于平均下降值的SOI，如果下降值低于规定值，则表明该

15、缸工作不良。2.1.3点火波形测量与分析发动机初分析仪可用于检测发动机点火系统的故障，可检测各缸点火波形、点火提前角、各缸点火波形重叠角。检测各缸点火高压值，诊断火花塞是否 “淹死”或断续点火，次级点火线圈是否断路等。现分述如下: (1)仪器的联接 起动发动机并使其预热至正常温度，将点火分析仪的两个鱼夹，黑色鱼夹夹在发动机搭铁部分上，红色鱼夹夹在分电器低压接线柱上。对无分电器的点火系统，应将红色鱼夹夹在点火线圈低压接线柱上。需要指出的是，在不测点火高压的情况下，点火线圈和1缸火花塞上的传感器可以不接。 (2)测初级重叠点火波形 按下“4缸”或“6缸” 的“测量”键；再按下“初级重叠波”键，则屏

16、幕上会显示初级重叠波，如图（图 2-1）所示。如果发现屏幕上的初级重叠波形倒置，则应使发动机熄火，把传感器低压部分的红、黑鱼夹对调，即可获得正置的初级重叠波形。 图2-1 标准初级重叠波在初级重叠波形与屏幕两边刻度边线对齐的情况下，各缸波形间的重叠角应不大于点火间隔角的5%，即六缸发动机的重叠角，应不大于3° (凸轮轴转角)，并且以接近零度为最佳。如重叠角太大，表明凸轮轴位置传感器转子位置有问题。重叠角的大小，可表征多缸发动机点火间隔的重合程度，重叠角愈大，说明点火间隔越不均匀，这不仅影响到发动机的动力性和经济性，而且会直接影响到发动和运转的稳定性。 （3）测量初级并列波 按下控制板

17、上的“初级并列”键，即可得到初级并列波形，然后与标准波形相对照。标准初级并列波形如图（图 2-2）所示。利用初级并列波形可进行如下参数测量和故障诊断。 (1)将波形两端子与示波器屏幕刻度的边线对齐，可从波形上读出初级电路闭合角值，多缸发动机初级电路闭合角值分别为:4缸:40°45°:6缸: 38°42°；8缸:29°32°。测量闭合角时，要注意示波器屏幕下边线的刻度，测量4缸发动机闭合角时，要看线上面的刻度，其全长为90 °；测量6缸发动机闭合角时，要看线下面的刻度全长为60°；测量8缸发动机时，应看线上面的刻度，

18、但全长为45°，如图（图 2-3）所示。若测出的闭合角太小，这不仅有可能使点火提前，而且会造成高速时点火高压不足；若测出的闭合角太大，这不仅使点火延迟，而且会导致初级电路不能断开，而导致“失火”。 图2-2 标准并列点火波形图2-3测量闭合角 (2)若某缸火花塞跳火波形振荡波减少、振幅减小、波形变宽、波形平直且不上下跳动，则说明该缸火花塞“淹死”，如图（图2-4）所示。若波形时好时坏，说明该缸火花塞性能不良，可根据选缸转速下降值决定是否更换。图2-4火花塞“淹死”时的故障波形(3)若每一缸跳火后的低频振荡波形上、下跳动，则说明点火线圈次级线路可能断路，这种故障在初级重叠波上也可以看到

19、。（4）测初级平列波 按下仪表面板上的“初级平列”键，则屏幕上将显示初级平列波形，若波形不稳定，可微调“水平同步”，其标准波形如图（2-5）所示。各缸点火峰值按点火次序从左向右排列，但第1缸在最右边。该波形主要在选缸转速降测量时作为短路指示用。图2-5标准初级平列波 (5)测量次级重叠波和并列波此二种波形所反映的故障及测量项目，与相应的初级波形一样，因此若无特别需要，可不必测量，图（2-6）和图（2-7）所示为次级重叠波和并列标准波形。图2-6标准次级重叠波图2-7标准次级并列按下“正点火高压”或“负点火高压”键，屏幕上便显示出次级平列波，其标准波形如图（2-8）所示，利用次级平列波可完成如下

20、参数的测量和故障判断。 缸点火高压值测量 将次级平列波中击穿电压波形的根部对准kv线的0线，则可由kv刻度尺上 直接读出各缸击穿电压值，击穿电压值一般应大于68 Kv，各缸击穿电压值相差最大不得超过2 KV。各缸波形排列顺序，也是按点火顺序从左向右排列的，但第1缸在最右边。若各缸点火高压均偏高，则可能是混合气过稀:若分电器中央高压线端部未插到底或脏污严重，分火头与分电器盖插孔电极间隙太大或各缸火花塞间隙均偏大等原因所致。若只有个别气缸点火电压偏高，则可能是该缸分高压线端未插到底，或脏污严重，或分火头与分电器盖不同心，导致分火头与该缸高压分线插孔电极间隙太大或该缸火花塞电极间隙太大所致。若各缸点

21、火电压均低，则可能是混合气过浓、各缸火花塞电极间隙过小、火花塞电极脏污、蓄电池电压不足等原因造成。若个别缸点火电压过低，则可能是该缸火花塞间隙太小、电极脏污或其绝缘性能差等原因造成。图2-8标准次级平列波 单缸短路高压值测量当将某缸(如2缸)火花塞短路时，该缸次级电压应小于5 KV，如图（2-9）所示。否则表明分火头与分电器盖插孔电极间隙过大或高压分线与分电器盖插孔接触不良。图2-9二缸火花塞短路时的波形 单缸次级断路测量 拔下某缸(2缸)火花塞高压线，则该缸高压值应达到2030 KV。否则说明高压线、分电器盖绝缘不良或点火线圈等有故障，如图（2-10）所示，如果需要测量1缸断路高压值时，须将

22、1缸火花塞上的高压传感器移到别的缸上。图2-10二缸火花塞高压线脱落时次级平列波火花塞加速特性测量使发动机稳定在800 r/m i n左右，突然开启节气门加速，此时各缸点火电压相应增大，但增大部分不应超过3 KV，否则应更换火花塞。加速时的最高KV值一定要在加速瞬间读出，当转速稳定下来后点火峰值应仍回到原状态，试验的目的主要是测试火花塞在加速工况中的工作性能，当火花塞电极间隙偏大或电极烧蚀时，点火电压就会超过3 KV。对电子点火系统而言，其点火波形测试与分析大体上和常规点火系统是相类似的，但有以下区别:电子点火系统大多无电容器，故其振荡波形会比传统点火系统少些;电子点火系统的点火器(点火控制模

23、块；堵体具有闭合角控制功能，故在检测闭合角时，闭合角发生变化是正常的，若不变化则说明其闭合角控制失效;电子点火系统的波形不同类型的电子点火系统会有一些差异，应根据各型汽车维修手册上所示的标准图形，对照分析。2.1.4 发动机异响测量利用发动机分析仪的示波器还可以进行发动机异响的判定。图（2-11a.b.c.d）所示为发动机有异响时的波形。 a两缸相邻主轴承响 b两缸连杆轴承响 c两缸活塞锁响 （n=840r/min） d 两缸活塞锁响 （n=1800r/min）2.2发动机综合分析仪的使用以PICO 发动机综合分析仪为例2.2.1仪表特点 PICO 发动机综合分析仪使用方便，只需插入任何台式电

24、脑或笔记本电脑的USB 口上PICO 有两个与众不同的特点，第一是分辨率（清晰度），第二是存储器深度。大多数数字存储示波器通常只有8位垂直分辨率和不高的DC精度，而PICO的精度达到 1%并且有 12 位分辨率（清晰度）。因此 PICO 的垂直分辨率达到 4000点，而当前市场上的大多数汽车分析仪只有 100 或 200 点。同 PICO 的高分辨率一样，它还有一个巨大的 512,000 读取波形缓存器。这两个特点使它能够捕捉复杂的，大型的信号并且还能够放大你感兴趣的区域，显示信号波形上的细节。通过配套的软件，PICO 还能够用作示波器和频谱分析仪。用作示波器（检查 ABS，喷油嘴和点火波形）

25、很有用，但是频谱分析仪也是非常有用的汽车工具。它特别适合于调整，测试和修理汽车音响，如果接上一个振动传感器，它可以帮助寻找磨损的运动部件例如轴承，而不需要拆卸工作。PICO 发动机综合分析仪强大功能用于测量汽车电路系统和机械系统所产生的信号，包括初级/次级点火，电脑控制系统，以及 CAN 总线信号。这种先进的高分辨率示波器能够采集高达 512,000 个样本，可以在宽大的电脑屏幕上看到汽车点火信号和 ECU 信号波形的细节，提供了最好的机会去发现令人头疼的间歇性故障。 PICO 发动机综合分析仪有两种用法：移动应用和车间应用。当用于开车路试时，笔记本电脑通过 USB 连接线向示波器提供电源，同

26、时示波器通过 USB 连接线将采集到的数据在电脑显示屏上显示出来。可以更容易诊断时有时无的间歇性故障。2.2.2使用操作 为了保证汽车示波器软件正确安装，在安装软件前不要把示波器模块连接到电脑上。软安装完成件后，再将示波器模块连接到电脑上。（1）安装软件汽车诊断软件兼容 Windows 98SE, ME, 2000 and XP 操作系统。注：可安装大众原厂 6.0 版 VAG1552 解码器，即可有解码器功能。（2）将 PC 示波器与电脑相连接确保软件已经安装到电脑上面。用 USB 连接线将示波器模块和电脑连接起来。为了降低电磁的影响，请使用 USB 连接线。示波器模块前部的灯打开或者闪烁，

27、表示模块已经通电。（3）启动汽车示波器诊断软件汽车示波器诊断套装与 PicoScope 应用软件配套使用。在 Start 菜单中找到Pico Technology group（PicoScope 显示界面的下拉菜单和工具栏与 windows 操作系统的界面是类似）。诊断软件工具栏中的下拉菜单包含了汽车诊断软件的特性当你从菜单中选择其中一种测试选项时，PicoScope 将自动运行以下情况：（1）加载一个符合被测试选项的样本波形；（2）针对于被选择的测试选项，将测试设置恢复到默认值；（3）显示一个帮助网页界面，上面有测试所需要的附件，设置仪器，样本波形捕捉和其他有用的而外技术信息。在仪表中显示读

28、数。时基菜单控制时间量，这个时间指的是波形水平穿过一个显示方格的时间，当水平图像放大设置为 X1时，第一个下拉菜单中选择穿过一个方格的时间，第二个下拉菜单选择水平放大的倍数。PicoScope 3223 PC 示波器有两个通道：A 和 B。而 3423 不同的是还有另外两个通道：C 和 D。在顶部工具栏中，每一个通道都有它自己的控制设置：第一个下拉菜单选择你准备要测量的信号的范围。如果任意自定义一个范围也可以在这里显示出来；第二个下拉菜单选择是 AC 还是 DC 触发；第三个下拉菜单选择垂直放大倍率：1 倍，2 倍或者 5 倍，这样可以观测到信号中更小的细节；附加信息可以在顶部工具栏中剩余的下

29、拉菜单中找到，也可以在安装软件的帮助菜单中找到。在底部工具栏中，'STOP' / 'GO'按键开始和停止捕捉波形(也可使用空格键)。当停止示波器的时候，界面上显示的是最后一次波形。底部工具栏也包含示波器生成波形形状的控制信息。当 PicoScope 开始收集数据显示数据时，通过使用触发方式来选择用来选择时刻。这经常是一个固定的时间，这个时间是在一个触发过程前或者过程后。这里仅仅只有一个触发设置，这个设置会应用到所有的界面。当一个特定的通道跨过一个电压值（上升或者下降）时，一个触发事件发生。PicoScope 能在触发事件或者一个固定的时间间隔后开始立即收集数据，

30、这些可以发生在触发事件之前或者之后。在 PicoScope 已经收集到数据并且显示出来之后，它能开始寻找下一个触发事件(重复模式)或者停止采集(单一模式)，在显示器上留下将触发之后的剩余数据。（4）安全提示 在第一次使用发动机综合分析仪前了解使用安全信息和使用安全手册。如果不按照正常的方式使用产品，可能将设置的保护破坏，导致电脑的损坏。当安装随机的软件时，PicoScope 3000 系列使用手册也一起安装到电脑中。最大输入范围：最大输入范围是±50 V，而过载保护是±100 V。应当在最大输入范围以内操作。如果在过载保护的范围外进行操作， 可能会对分析仪造成永久性的损害。

31、感应信号的测量：测量喷油嘴信号，初级点火波形或者任何感应信号时，必须安装PP198衰减器。当测试初级点火和喷油波形时，PP198提供更高的输入保护值用来抵消过载。不在测试这些波形时也可以使用衰减器来测量其他任意波形。使用PP178次级点火拾取线来测量次级点火（HT）波形。次级点火拾取线PP178的使用：当从损坏的次级点火拾取线上安装或者拆下次级点火拾取时，可能会产生电震。为了消除危险，要将点火关闭之后在安装或者拆下次级点火拾取。测量电源：Pico没有一个产品是使用外接电源的。为了测量电源要求使用专门为这些测量设计的独立绝缘探头。 安全接地：每一个产品的使用都是通过自带的USB线与计算机直接连接

32、的。这是为了将各个部件的冲突减小到最低。最好使用自带的连接线连接产品和您的计算机。正如使用绝大多数示波器一样，避免产品中接地线的与任何与大地一样电压的物品连接。注意事项：确保所有配件，包装，测试仪器和其他物体远离运转的物体，例如推车或者电扇。2.3 发动机综合分析仪的基本特点 发动机综合分析仪具有三项特点：1.动态的测试功能：它的传感系统和信号集与记忆功能迅速准确地捕获发动机各瞬变参数的时间函数曲线，这些动态参数是对发动机进行有效判断的科学依据；2.通用性测试过程不依据被检车辆的数据卡(即测试软件)，只针对基本结构和各系统的形式和工作原理进行测试，因此检测结果具有良好的普遍性，检测方法也具有最

33、广泛的通用性；3.主动性发动机综合检测仪不仅能适时采集发动机的动态参数，还能主动地发出指令干预发动机工作，以完成某些特定的试验程序，如断缸试验等。2.4 本章小结 发动机分析仪是汽车故障诊断中的最终确诊器，它不仅在多个方向上弥补了汽车诊断仪的不足，同时发动机分析仪的测试速度也要比汽车诊断仪快得多。汽车诊断仪的数据流显示刷新速度为数百毫秒/次，而发动机分析仪的显示速度可以达到几个微秒，加上电脑式发动机分析仪的记录和滚动显示功能使得它对瞬间故障的捕捉能力大大超越了汽车诊断仪。由于现代发动机综合分析仪都增加了尾气分析功能，使得发动机分析仪的诊断分析功能大大扩展了。特别是手持式发动机分析仪的出现给一线

34、汽车修理技术人员应用发动机分析仪去随车解决现场问题提供了极大的方便，而电脑式发动机分析仪的智能式菜单操作方式又给电气测量知识欠缺的汽车维修技工提供了简便易行的使用手段。这些都为发动机分析仪的普及打开了方便之门。3 现代汽车维修中常用故障诊断方法本文主要以发动机部分为例，介绍现代汽车维修中常用的故障诊断方法。3.1 人工经验法 人工经验诊断法是指诊断人员凭借丰富的实践经验和一定理论知识，在汽车不解体或局部解体的情况下，借助简单的检修工具，主要采用眼看、耳听、手模、鼻闻等手段，进行检查、试验、分析和确定汽车故障原因和部位的诊断方法。人工经验诊断法即是汽车故障诊断的传统方法也是基本方法，即使是现今诊

35、断技术飞速发展的今天也是不可取代的环节。它可以对汽车故障做初步判定和定性分析，因而具有十分重要的价值。人工经验诊断的主要内容有:（1）看,即目测检查,其目的是了解电控发动机的电控系统类型、车型,在进入更为细致的测试和诊断之前,能消除一些一般性的故障原因。（2）问,为了迅速地检查故障源,首先必须了解出现时的情形、条件、如何发生及是否已检修过等与故障有关的情况和信息。为此,必须认真听客户对故障现象的描述,尽管客户的描术可能被曲解或不全面,也可能是自相予盾的,但它时常有可能把握住问题关键。最好的做法是:在倾听客户的初步意见之后,思索一下,进行一次初诊断,随后询问一些有关的问题来帮助确定或否定初步诊断

36、的结论。（3）听,主要是听发动机工作时的声音:有无爆震、有无敲缸、有无失速、有无进气管或排气管放炮等等。（4）试,主要是维修人员根据前述检查,有针对性地试车,以便进一步确认故障。3.2 仪器设备诊断法 仪器设备诊断法是指诊断人员在汽车不解体或局部解体的情况下，采用现代检测诊断仪器设备，各汽车的各种诊断参数进行检测、实验、分析，最终确定汽车故障原因和部位诊断方法，仪器诊断法是汽车故障诊断的现代方法也是精确方法，它可以对汽车的故障做出精确判断和定量分析，利用仪器设备可对参数动态分析，可快速准确地诊断出汽车的复杂的综合性故障。熟练掌握汽车故障各类汽车故障诊断仪器设备的使用方法已成为汽车故障诊断人员必

37、备的技能，是学习汽车故障诊断技术必过的一关。在汽车故障诊断过程中，实际上人工经验诊断法和仪器设备诊断法是同时综合运用的，故也称为综合诊断法。3.3 故障码诊断分析法3.3.1 故障码诊断分析法的概念 故障码诊断分析法也称为电脑自诊断分析法，是仪器设备诊断法的一种特殊形式，它采用汽车电脑故障诊断仪（俗称解码器）调取故障码后，按照维修手册中提供的故障码诊断流程图标进行故障诊断分析的方法。在自诊断过程中最重要的是故障码和数据流这两种显示方式，故障码可定性的给出故障点的描述，数据流可定量的给出具体数据参数的显示。3.3.2 具体方法1、出现的故障代码不一定是真实故障。电控发动机运转要正常，首先强调的是

38、发动机本身机械部分和电控系统无关的电器及线路部分必须保持良好的工况，否则，无论如何检查电控系统也是徒劳的。2、出现故障码时还必须进行信号判断。在维修中只要有故障码出现，首先要检测代码显示的信号是否正常。3、出现错码或相关码时要进行的正确判断。例如，对于安装有三元催化转换器的电控汽车，一但使用含铅汽油，自诊断系统就可能显示出错误的故障码 “水温传感器断路或短路”，无论发动机在冷车或热车状态下都不能顺利启动，并伴随有怠速不稳和回火现象，发动机转速始终不能提高。显然这些故障与水温传感器关系并不太密切。经检修，水温传感器无故障，三元催化转换器内部严重堵塞。因此可判断发动机故障是由此而引起的。4、车辆有

39、故障但无故障码输出时的检修思路。这类故障在维修中较难判断，这时应根据发动机故障症状进行分析判断，然后借助仪器的数据流分析、元件测试等功能进行诊断，还需借助其他诊断仪，如示波器、发动机分析仪、油压表等，对传感器进行针对性检查，以便找到并排除传感器故障。3.4 本章小结 电喷发动机的故障诊断树容纳了随车自诊断和车外诊断，包括直观诊断、简单仪表诊断、专用诊断仪器诊断于一体的综合诊断方法。它将特有的分类框架结构表示成一棵自上而下的树的形式，通过在每一节点设置操作或询问来引导用户完成故障诊断。如下图（图 3-1）所示是实际的汽车诊断流程图中的一部分。图 3-1 实际的汽车诊断流程图中的一部分4 发动机综

40、合分析仪在故障诊断中的应用4.1 发动机综合分析仪故障诊断原理 发动机综合分析仪具有很多功能，但其故障诊断的原理可归纳为：各类型数据的采集和分析，而这些数据在发动机综合分析仪上普遍采用波形显示的方式呈现，因而采用发动机综合分析仪对汽车故障的诊断可表述为对各类波形的采集与分析。汽车中的每个电子信号都可以用 5 种判定依据中的一个或多个特征组成。电子信号类型与判定依据之间的关系如下表（表 4-12）所示。每个电子信号必然与一个或多个判定依据相对应，以帮助计算机系统确认是什么类型的电子信号。表4-1 电子信号类型与判定依据之间的关系判定依据信号类型幅度频率形状脉冲宽度阵列直流交流频率调制脉宽调制串行

41、数据 为了使汽车的计算机系统功能正常，必须去测量用于通信的电子信号，换言之就是，必须能“读”与“写”计算机电子通信的通用语言。用汽车发动机综合分析会议的示波功能可以“截听”到汽车计算机中的电子对话，这就可以用来诊断汽车故障，也可以用来验证修理工作完成后，系统或元件是否恢复正常。如果某一个传感器、执行器或控制电脑产生了错误判定依据的电子信号，该电路就可能产生“通信中断”，它会表现为行驶能力及排放等方面的故障，在一些情况下还会产生故障码。4.2 发动机综合分析仪故障诊断典型案例分析现象：丰田佳美 2.2L 轿车有着火征兆但发动机启动困难，偶尔启动后马上熄火分析: 汽油发动机无法启动主要关系到供电、

42、供油、缸压这三大方面，可能的故障原因有几十种，可先根据人工经验进行分析，排除部分故障原因，再用解码器或诊断程序读取故障码和数据流。若还不能确定故障，这时维修人员往往会束手无策，开始凭感觉和“蒙”的方式进行故障的查找，常规的合理诊断方法是在此时自行设计故障诊断流程，按流程来一步步诊断与排除故障。而采用发动机综合分析仪进行此故障的诊断，过程要简单得多，以下以 PICO 发动机综合分析仪及 VisonPremier 发动机分析仪在此故障中的应用为例，简要分析故障诊断过程。诊断: 1.人工读取故障码（部分发动机综合分析仪有故障码读取功能，如 QFC- 5D型汽车发动机综合分析仪）：发动机故障指示灯规律

43、性闪烁，说明无故障码。2.读数据流：因发动机无法启动，很多数据无法读取，能读取到的数据未发现异常。3. 利用发动机综合分析仪进行启动测试（测试结果如图 4-13 所示）：根据启动测试波形图分析，启动过程供电系统工作正常，且各缸压缩压力较一致，可排除电火系统和气缸密封性不佳的故障。至此，仅检测一次即基本排除了造成发动机无法启动三大原因中的两个。4.接着利用发动机综合分析仪检测氧传感器波形（图 4-14所示），氧化锆式氧传感器需达到工作温度才能采集到波形，故在采集波形前经多次启动，等出现氧传感器波形后存储，发现其峰值为 0.95 左右，远远高于标准数值 0.30.8V，且长时间处于高数值。附近无明

44、显波动（0.45 以下表示混合气过稀，若输出电压在 0.45 0.90V 之间，表示混合气过浓，0.45V是标准值，混合气最佳），可判断出混合气过浓。图4-13 图4-145. 问题就转换到了供油系统和进气系统上，混合气过浓要么是喷油量过多，要么是进气过少。检查各喷油器在发动机启动时的波形，若发现各喷油器波形正常，但喷油脉宽为 5.8ms，显然脉宽过大。至此可推论，导致发动机启动困难甚至无法启动的故障原因是，由于喷油量过大引起混合气过浓，但由于检测的喷油器波形是正常的，说明喷油器本身不存在问题，那么问题就只剩两个方面：ECU 控制喷油器喷油量过大，或是进气量过小（进气堵塞）。 6.是否为进气堵

45、塞的故障较容易验证，用发动机综合分析仪检测进气压力波形，发动机启动期间，进气压力波形变化正常（说明进气无堵塞），但发现其电压值为 2.2V（远高于发动机怠速运转工况下的标准数值，急减速高真空状态下应接近 0V，怠速运转状态下为 0.3V 左右），且数值不随进气真空度的变化而变化。至此可判断出进气压力传感器故障。更换进气压力传感器后，故障现象消失，发动机顺利启动，故障排除。这是个比较典型的无故障码但有故障现象的案例，如果盲目检测，很容易走入误区。一般认为进气压力传感器只影响发动机的运转状态（如怠速不稳），不会直接导致发动机无法启动。然而在本案例中，由于 ECU 接收到的进气压力传感器信号过大（但

46、没超过 ECU 接收的范围值，其范围值为 05V，因此不会存储故障码），使 ECU 误认为进气量很大，因而给喷油器发送加大喷油量的指令，从而导致混合气过浓。而实际进入气缸的进气量却未改变，使得缸内混合气的浓度达到着火上限，无法着火燃烧。这就是引起发动机启动困难甚至无法启动的真正原因。4.3 发动机综合分析仪在故障诊断中存在的问题及对策1.存在的问题： 发动机综合分析仪在电控发动机故障诊断中，虽然具有诊断精度、准确度和诊断效率都较高，且能进行全面诊断的特点，但目前在实际使用过程中也存在诸多问题，这些问题的存在一定程度上限制了发动机综合分析仪的普及使用。 (1)使用操作比常用的检测诊断仪器 （如解

47、码器，示波器等）复杂，需专门培训。 (2) 智能故障诊断功能尚有待提高。 (3) 数据的分析和处理对多数维修人员来说较难理解和掌握。 (4) 区别于常用检测诊断仪器（如示波器）的功能特点不够明确（近年推出的部分发动机综合分析仪已有所改进，突出了综合分析功能）。 2.对策： (1) 人性化发动机综合分析仪的操作界面，加大仪器使用培训力度。(2)完善系统自带资料。系统资料主要应包括各类标准波形数据库及典型故障波形的分析，并提供常见故障的基本诊断流程供参考。(3)提高智能故障诊断功能。(4)降低设备成本：降低诊断模块成本，并采用便携式的发动机综合分析仪，增大面板上液晶显示屏的面积，整合进各种功能接头

48、即可。4.4本章小结由以上的故障诊断过程分析，采用发动机综合分析仪进行故障诊断与常规故障诊断相比较，具有以下几个优点：1. 诊断操作步骤少，且操作方便：按问询读取故障码读取数据流故障症状诊断自行设计故障诊断流程的步骤诊断，采用常规方法进行的故障诊断要检测大概 10 个部件（或系统），总共需 11 步左右。而发动机综合分析仪故障诊断方法共用了 7步，另外也减少了操作的劳动量。2. 诊断针对性强、准确性高：常规故障诊断在遇到疑难故障时，若自行设计的症状诊断流程不合理，往往会导入误区，最终只能靠瞎蒙和碰运气的方式查找故障。而发动机综合分析仪故障诊断方法在故障诊断时具有明确的目的性，因其能对发动机的某

49、个系统（或总成）进行整体状况的检测（如点火系统、启动系统、进气系统等），较容易确定故障点在哪个系统中，通过对该系统的进一步检测，便可确定具体故障点，很大程度上提高了故障诊断的针对性和准确性。3. 无需解体检测：采用发动机综合分析仪进行故障诊断时，无需拆解发动机的任何部件。如在本案例中，对气缸密封性的检测就无需拆解火花塞等部件，可用启动测试功能直接显示出气缸密封性是否良好。4.除可诊断发动机电子控制系统故障外，还可检测机械部分的故障：发动机综合分析仪的启动测试功能、功率平衡测试功能、次级点火波形检测等可在不解体发动机的条件下间接检测发动机的机械部分故障。如本案例中的启动测试功能，只用一步就可确定出气缸密封性是否良好、蓄电池是否亏电、启动电路是否存在故障等。5.在发动机疑难故障的诊断方面具有优势：由于发动机综合分析仪对发动机检测的功能较齐全，能对发动机各个系统进行整体检测（这对故障点所在系统的确定特别重要），且检测精度高，检测数据能存储和回放等功能，能对发动机进行全面的包括机械故障在内的故障诊断。结论 随着汽车