电控汽车波形分析-空气流量传感器波形分析
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。
汽车电喷发动机的故障设计及波形分析
汽 车 电 喷 发 动 机 的 故 障 设 计 及 波 形 分 析
◆ 肖国君
（ 富阳市职业高级中学 ）
【 摘要】充分结合 实车（ 丰 田佳 关 ２ ． ０ ） 对发动机的典型传感 器进行故障设计 ， 并运用发动机综合分析仪检 测所设 的故障波形 ， 进 而得 出汽
车 故 障 的检 测诊 断 思路 。 【 关键词】电控技术 故 障设计 波形分析
度。如图 １ 、 ２所 示 。
（ 三） 故 障现象分析 根据故障波形可 以明显看出 ， 进气 真空度在发动机 急加速过程 中并没 发生相应的变化 ， 基本是一条直线， 说明是进气管堵塞所造成的。 设计二 ： 在进气温度传感器连接至发动机 电控单 元的线路上 串联一个 滑变 电阻 ， 使传感器到电控单元的电压值 可以人 工调节 调节滑变 电阻 ， 从 而改 变进气 温度 传感器 至 发动机 电控 单 元的 电压 值， 检测氧传感器和喷油器的工作状态。
汽车 电控技术 的发展 ， 要求汽 车故 障诊 断技术 向高新 技术 方向发 展 ， 用于汽车 电控系统 的诊 断仪器—— 电脑故障诊 断仪 （ 解 码器 ） ， 在某些 电控 系统 的故 障诊断上已经显得无能为力 ， 由于 电控系统技术 的特殊性及 电脑 故 障诊 断仪 （ 解码器 ） 功能的局限性 ， 使用故障诊 断仪无 法将电控 系统 的故 障全部诊 断出来 。波形分 析能“ 看” 到 电子元件 间的交流信 号 ， 不仅 能诊 断 汽车 上如点火系统 的问题 ， 还 可 以 帮 我 们 查 出 许 多 电 子 和 机 械 方 面 的 故 障。它就 是利用汽车示波器获得汽车电子控 制系统 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 析找 出其 中的差 异 ， 最 后 操 作者 根据 自己的理论知识找 出故障 发生部 位的 方法。利 用检 测设备 中的 示波器功能不仅可以快速捕捉汽车电路信 号 ， 还可 以用较 慢的速度 来显示 这些 波形信号， 以便 我们一边观察 ， 一边分析 。此 外 ， 汽车示 波器还具 有存 储功 能， 可以显示已发生过的信 号波形 ， 这 就 为 我 们 分 析 判 断 故 障 提 供 了 极 大 方便 。 设计 一： 空气滤清器滤芯用布将其堵塞 ， 观察发动机的启动情况 （ 一） 理 论 知 识 铺 垫 １ ． 热 线（ 热膜 ） 式 空 气 流 量 传 感 器 波 形 检 测 方 法 （ １ ） 连接好波形测试设备 ， 探针接信号输 出端子 ， 鳄 鱼夹搭铁 ； （ ２ ） 关 闭所 有 附属 电气 设 备 ， 起 动发动 机 ， 并使 其怠速运 转 ， 当 怠速 稳 定后。 检查怠速时输出信号电压 ； （ ３ ） 将发动机转速从 怠速加至 节气 门全 开 （ 加速 过程 中节气 门应 以缓 中速打开 ） ， 节 气门全 开后持续 ２ ｓ ， 但不要使发动机超速运转 ； （ ４ ） 再将发动机降至 怠速运转 ， 并保持 ２ ｓ ； （ ５ ） 再从怠速工况急加速 发动机 至节气 门全开 ， 然 后 再 关 小 节 气 门 使 发 动 机 回 至 怠速 ； （ ６ ） 定住波形 ， 仔细观察空气流量传感器波形 。 ２ ． 波形分析 （ 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 ． ２ Ｖ变至 节气 门全 开时超过 ４ Ｖ。 当急减速时输 出信号 电压应 比怠速 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 对 空 气 流 量 的 变 化 做 出反 应 。 在 加 速 时 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引起的 ， 发动机 Ｅ Ｃ Ｕ 中的超级处理 电路读入后会 清除这些信 号。 （ 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 ． ２ ５ Ｖ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 器 的 好 坏 。 （ ４ ） 如果信号波形与上述 情况不 符 。 或 空气流量 传感器在 怠速 时输 出 信 号电压 太高 ， 而节气门全开时输出信号 电压 又达不 到 ４ Ｖ， 则说 明空气 流 量 传感器 已经损坏 ； 如果在车辆急加速时空气 流量传感器输 出信号 电压 波 形 上升缓 慢 。 而在车辆急减速时空气流量传感 器输 出信 号电压波形 下降缓 慢． 则说 明空气流量传感器的热线 （ 热膜 ） 脏 污。 出现 这些情 况 ， 均应 清洁 或更换热线（ 热膜 ） 式 空气流量 传感器 。 （ 二） 故 障设计 丰 田佳美 ２ ． ０进气 系统上装 的是进气压 力传感器和进 气温度传 感器 ， 为模拟进气不畅的故障 。 在节气 门前的进 气管 中塞布 ； 并检测进 气管 真空
空气流量传感器
❖ 旋涡移动的速度（旋涡数量）与空气流速成正比，因此，通过测量单位 时间内涡流的数量就可计算出空气流速和流量。
流速与卡尔曼涡流 频率之间具有如下关系 ：
ƒ=StV/d
St为斯特罗巴尔数(对于 圆柱体，为0.21；对于三 角形柱体，为0.16；对于 长方形柱体，为0.12；对 于矩形柱体，为0.17)。
类型与安装位置
大排量的发动机采 用主流量检测方式 ，排量小的发动机 则采用旁通测量方 式。
a）旁通测量方式 b）主流测量方式
内部电路
❖ RK-温度补偿电阻，负 温度系数的电阻（冷 线）。
❖ RA-精密电阻，该电阻 上的电压降即为传感器 的输出信号电压。
❖ RB-电桥电阻，安装在 控制线路板上。
❖ 以上电阻和热丝电阻 RH共同构成惠斯顿电 桥的四个臂。
❖ 在测量片轴上连着一个电位 计，其滑动臂与测量片同轴 同步转动，把测量片开启角 度的变化（即进气量的变化） 转换为电阻值的变化。
图 叶片式空气流量计的电位计
❖进气量越大，叶片偏转角度也就越大。
❖信号电压上升型（随着进气量的增大信号 电压升高），丰田皇冠2.8 5M-E、丰田大 霸王2TZ-FE发动机。
应用车型：博世LH型燃油喷射系统、别 克、日产MAXIMA、沃尔沃等采用热线 式；国产桑塔纳2000GSi、捷达 GT(GTX)、帕萨特B52.8L采用热模式。
❖传感器内部套 装有一个取样 管，取样管中 设有一根直径 约70微米的铂 金属丝作为发 热元件，并制 成“Π”形张紧 在取样管内。
内部组成
(四) 空气流量传感器
功用：
❖ 检测发动机进气量大小，并将进气量信息转换成电信号输 入电控单元（ECU），以供ECU计算确定喷油时间（即喷 油量）和点火时间。
任务二空气流量传感器的检测与维修
（1）光电式空气流量计：
结构：涡流发生器、整流栅、发光二极管、光敏晶体管、反射镜。
反光镜
01
发光二极管
02
板弹簧
03
涡流发生器
04
导压孔
05
光敏晶体管
06
进气流
07
空气流过涡流发生器时，在其后面产生卡尔曼涡
流。这时，涡流发生器两侧的压力会发生变化，通过导
1.热线式空气流量计的常规检测方法（5线）
第一步：MAF供电电压检测
断开空气流量计连接器。
将点火开关扭置ON位置。
测量空气流量计线束连接器的端子+B的电压，应为9～14V。
03
第二步：内部搭铁检测
第三步：VG信号检测。取下，提供电源并搭铁，用吹风机模拟进行检测。
添加标题
带有加热清洁功能的热线式空气流量计的电路
发动机工作时，超声波发生器就不断地向超声波接收
器发出一定频率的超声波。与此同时，进气流通过涡流
发生器，并在其后产生涡流。
当由发射器发射的超声波通过进气流到达接收器
时，由于涡流的影响，使接收器接收到超声波信号的时
间和时间差（相邻波间的相位差）发生变化，且此变化
与涡流频率成正比。集成控制电路据此可计算出涡流的
在多点燃油喷射系统（MPI）中，检测进气量的方法，在“D”型和“L”型两种燃油喷射系统中各不相同。
“L”型燃油喷射控制系统中，进气量的测量是通过直接测量法，即利用空气流量传感器，直接测量进气管内被吸入发动机气缸内的空气量，因此，这种检测进气量方法的精度较高，控制效果优于“D”型燃油喷射系统，但成本较高。
3
在急加速时波形中的小尖峰是由于叶片过量摆动造成的
空气流量传感器
一、空气流量传感器（MAF）结构与原理
（一）空气计量器的主要类型
— —进气压力传感器（ MAP） 压力型（D型） — —空气流量传感器（ MAF） 流量型（L型）
1、压力型——绝对压力测量方式
根据用压力传感器测量的进气歧
管内的绝对压力和发动机转速， 推算出进气流量，从而确定燃油 喷射量。 特点：采用间接测量方式的汽油 喷射系统结构简单，进气阻力小， 但是测量精度低，受外界条件影 响大，需要对大气压力和进气温 度进行修正。
温度补偿电阻的阻值 也随进气温度的变化而变 化，起到一个参照标准的 作用，用来消除进气温度 的变化对空气流量测量结 果的影响。一般将铂金热 线通电加热到高于温度补 偿电阻温度100℃。 总之：测量进气量的 精度不会受到进气温度的 影响。
3、热线式空气流量计的常见故障
（1）热线沾污→热线散热下降，空气流量计信号 电压下降，喷油器喷油量减小，使发动机怠速不 稳，动力不足。 （2）热丝断路→传感器无信号输出，发动机怠速 不稳易熄火。 （3）温度补偿电阻不良→空气流量计信号电压不 准确，使发动机油秏过高或运转不正常。
输出信号电压与空气流量之间的关系
当空气质量流量增大 时，由于空气带走的热量 增多，为保持热线温度， 混合集成电路使热线电阻 通过的电流增大，反之， 则减小。这样，使得通过 热线电阻的电流是空气质 量流量的单一函数，即热 线电流随着空气质量流量 的增大而增大，随空气质 量流量减小而减小。
温度补偿电阻的作用：
（三）热线式空气流量计
1、基本组成
（1）铂金热线电阻RH——感 知空气流量 （2）温度补偿电阻（冷线） RK——温度补偿 （3）控制电路板——控制热 线电流并产生输出信号
2、工作原理
汽车示波图
实例：二氧化锆ZrO2氧传感器的波形。
（十一）二氧化钛TiO2氧传感器波形：
它是一个“嗅敏电阻”，电阻值随氧含 量而变。由ECU提供5V的参考电压，输出 0～5V的信号电压。与二氧化锆的氧传感器 电压变化规律相反：混合气浓时、电压低； 稀时电压高。
（十二）双氧传感器的波形：
不少车系，一在三元催化器 （TWC）的前后各装一个氧传感器， 它有两个好处：（1）为了监控TWC 的好坏；（2）对空燃比A/F的控制 精度高，净化性好。
当火花塞被击穿时，两电极间产生“火花 放电”，次级电压骤然下降，cd线的高度 称“放电电压”，一般可达20KV以上，其 宽度称“放电持续时间”（ms），故称 “燃烧线”。此时，所有的电容能量将释 放，因而产生“高频振荡”波形。
说明：A、“击穿电压”高，为次级电路电阻过高 （高压线或火花塞间隙大）；低为次级电路电阻 过低。 B、“燃烧线”不应有过多的杂波。否则，为火花 塞赃污或喷油器损坏。 C、“燃烧线”持续时间的长短（一般为1.5ms）， 与混合气的浓稀有关，浓则长（>2ms）；稀则短 （<0.75ms）。
2、试验方法： （1）慢加速到全开，保持2s，看波形， 再回到怠速； （2）急加速到全开，保持2s，看波形， 再回到怠速。
3、要求： （1）频率、脉宽、应随转速而变化， 电压应保持5～0V的幅值。波形的正 确性、一致性、重复性好。否则，更 换新的AFS。 （2）把测试时间用在有疑问的转速 区段，查看 波形是否正确。
（十四）怠速空气调节器IAC的波形： IAC分：电磁阀式、转阀式、步 进电机式。当额外负荷加大时，都 是利用ECU驱动Tr管，改变信号的 脉冲宽度（ms）或占空比（%）， 控制其开启时间或开度的大小，来 调节空气量的多少。
卡罗拉轿车空气流量计的故障诊断与排除
丰田卡罗拉轿车空气流量计的故障诊断与排除摘要:本文主要介绍一台08款1.6排量1ZR发动机卡罗拉行驶中熄火，导致启动后明显怠速抖动、容易熄火、加速性能差、出现冒黑烟故障，而且黑烟随加速而增多，油耗增加，阐述此类故障的维修思路和维修方法。
关键词:怠速不稳加速性能差空气流量计波形分析维修引言：随着电子控制燃油系统的普及，相应的维修技术问题不断出现，尤其是发动机控制系统中的传感器故障，以及传感器之间的相关故障更显突出。
空气流量计就是典型的例子，在检测发动机电控单元时，故障诊断仪经常显示空气流量计故障。
空气流量计是用来计算发动机进气量的传感器，在汽车电子燃油喷射系统中，把空气流量信号和发动机转速信号一起作为喷油时间的基准信号。
发动机电子控制燃油喷射系统是一个电子计算机技术正在以前所未有的速度闯入一切需要控制的机械领域典型的例子。
在这个系统中,电脑不仅能精确控制各系统工作,并且还具有故障自诊断及失效保护功能,可把故障代码存入电脑供维修参考,并启动失效保护电路,维持发动机工作。
电脑发挥功用的关键,取决于各种传感器和开关信号能否传送正确的信号,其中决定基本喷油量的空气流量传感器--空气流量计(MAF)，空气流量计是电喷系统的关键部件之一，起着重要的作用。
它的作用是测量在一定时间内通过传感器的空气流量(空气流量测量值反映发动机负荷的大小)。
控制电脑(ECU) 根据发动机负荷及发动机转速两个基本参数控制基本喷油脉宽和基本点火提前角，同时根据水温、进气温度、空燃比反馈、爆震等参数进行修正。
如果空气流量计发生故障,电脑将得不到正确的进气量信号,从而不能正常地进行喷油量控制,造成混合气过浓或过稀,使发动机性能下降,或不能正常运转。
因此，空气流量计状况的好坏直接影响到车辆的行驶。
1、卡罗拉汽车空气流量计的组成和工作原理1.1 空气流量计的分类第一代简称L型（流量型）。
在节气门轴上设置一个联动的滑变电阻来测量节气门开度，进而通过转速信号及进气温度信号换算成进气量。
波形分析——精选推荐
电控汽油喷射系统的波形分析汽车用示波器一、汽车示波器的功用汽车上电子设备所占的比例越来越多，电子设备的修理工作也就越来越多，这就对今天的汽车维修技术提出了新挑战。
现代的汽车修理工作已经不再是一个单纯的机械修理，而是机械和电子一体化的维修，如果一个汽车维修企业不具备有效地排除汽车电子设备的故障能力，这个企业必将面临被淘汰的危险。
为了能有效地排除汽车电子设备的故障，保证汽车修理的质量，必须具备以下三个基本条件：（1）必备的测试设备；（2）必需的维修资料；（3）必要的技术培训；汽车示波器的诞生为汽车修理技术人员快速判断汽车电子设备故障提供了有力了的工具。
用普通的示波器去测试电子设备时，最大的困难是设定示波器（即调整示波器的各个按钮，使显示的波形更为清楚）和分析波形，而使用汽车示波器测试汽车电子设备非常简单，只要像点菜单一样，选择要测试的内容，无需任何设定和调整就可以直接观察波形。
汽车示波器是专门为汽车维修人员设计的“傻瓜”示波器，它的设定和调整是全自动的，使用汽车示波器，就你使用一台“傻瓜”照相机一样方便。
示波器与万用表相比有着更为精确及描述细致的优点，万用表通常只能用1—2个电参数来反映电信号的特征，而示波器则用电压随时间的变化的图形来反映—‘个电信号，它显示电信号比万用表更准确、更形象达式有些汽车电子设备的信号变化速率非常快，变化周期达到干分之一秒．通常测试仪器的扫描速度应该是被测试信号的5—10倍。
还有许多故障信号是间歇的，时有时无，这就需要仪器的测试速度大大高于故障信号曲速度。
汽车示波器不仅可以快速捕捉电信号，还对以用较慢的速度来显示这些波形，以便一面观察，一面分析。
汽车示波器还可以以储存的方式记录信号波形，反复观察已经发生过的快速信号，这就为分析故障提供了极大方便。
无论是高速信号(如喷油嘴、间歇性故障信号)，还是慢速信号(如节气门位置变化及氧传感器信号)，都可以用汽车示波器来观测被测设备的工作状况。
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。
空气流量传感器实训报告
一、引言随着汽车技术的不断发展，电子控制技术在汽车上的应用越来越广泛。
空气流量传感器作为电子控制汽油喷射系统的重要组成部分，其作用至关重要。
为了更好地理解和掌握空气流量传感器的检测与维修方法，我们进行了本次实训。
以下是实训报告的具体内容。
二、实训目的1. 了解空气流量传感器的作用、工作原理及类型。
2. 掌握空气流量传感器的检测方法与维修技巧。
3. 提高实际操作能力，为今后的汽车维修工作打下基础。
三、实训内容1. 空气流量传感器的作用空气流量传感器的主要作用是检测发动机进气量大小，并将进气量信息转换成电信号输入电单元（ECU）。
ECU根据进气量信号和其他传感器信号计算喷油量，以实现发动机的最佳燃烧效果。
2. 空气流量传感器的工作原理空气流量传感器的工作原理主要有以下几种：（1）叶片式：通过翼片旋转角度的变化来测量进气量。
（2）量芯式：利用文丘里管原理，通过测量进气压差来计算进气量。
（3）热线式：利用热线电阻随温度变化的特性，通过测量热线电阻的变化来计算进气量。
（4）热膜式：与热线式类似，但热线被热膜包裹，以提高传感器寿命。
（5）卡门涡旋式：通过测量卡门涡旋频率来计算进气量。
3. 空气流量传感器的检测方法（1）外观检查：检查传感器外观是否有损坏、松动等现象。
（2）电阻测量：使用万用表测量传感器线圈的电阻值，判断传感器是否正常。
（3）信号波形分析：使用示波器观察传感器输出的信号波形，判断传感器信号是否稳定。
（4）流量测试：使用流量计测试传感器在不同工况下的进气量，判断传感器测量精度。
4. 空气流量传感器的维修技巧（1）清洗传感器：使用无水酒精或专用清洗剂清洗传感器内部，去除污垢。
（2）更换传感器：当传感器损坏无法修复时，更换新的传感器。
（3）调整传感器：对于叶片式传感器，调整叶片角度，使其在怠速时与节气门完全贴合。
四、实训过程1. 准备工作（1）准备实训所需的工具和设备，如万用表、示波器、流量计、无水酒精等。
发动机电控原理实验报告
一、实验目的1. 理解发动机电控系统的工作原理，掌握电控发动机的基本组成和功能。
2. 掌握电控发动机传感器的原理、类型、工作特性及检修方法。
3. 掌握电控发动机执行器的原理、类型、工作特性及检修方法。
4. 熟悉电控发动机ECU（电子控制单元）的原理、组成、功能及检修方法。
5. 通过实验，提高动手能力和实际操作技能。
二、实验原理发动机电控系统是一种利用电子技术对发动机进行控制的技术，它通过传感器、执行器和控制器（ECU）的相互作用，实现对发动机工作状态的精确控制。
以下是发动机电控系统的主要组成部分及其工作原理：1. 传感器：传感器将发动机的工作状态转换为电信号，输送给ECU。
常见的传感器有空气流量传感器、曲轴位置传感器、发动机转速传感器、节气门位置传感器、氧传感器、爆燃传感器等。
2. 执行器：执行器根据ECU的控制指令，实现对发动机工作状态的调整。
常见的执行器有电动燃油泵、喷油器、怠速控制（ISC）阀、废弃再循环（EGR）阀等。
3. ECU：ECU是电控系统的核心，负责接收传感器信号、处理数据、生成控制指令，并通过执行器实现对发动机的精确控制。
ECU主要由中央处理器（CPU）、随机存储器（RAM）、只读存储器（ROM）、输入和输出接口电路、驱动电路和固化在ROM中的发动机控制程序等组成。
三、实验内容1. 传感器实验：观察传感器的外观、结构，了解其工作原理和检修方法。
以空气流量传感器为例，实验内容包括：（1）测量空气流量传感器的电阻值，判断其是否正常。
（2）检测传感器信号输出波形，分析其工作状态。
2. 执行器实验：观察执行器的外观、结构，了解其工作原理和检修方法。
以电动燃油泵为例，实验内容包括：（1）测量电动燃油泵的电流、电压，判断其是否正常。
（2）检测电动燃油泵的启动、停止功能。
3. ECU实验：观察ECU的外观、结构，了解其工作原理和检修方法。
实验内容包括：（1）检测ECU的电源、接地情况。
（2）读取ECU中的故障代码，分析故障原因。
空气流量传感器的检测
空气流量传感器的检测
（3）工作波形检测与分析，其线路连接如图2-102所示。
图2-102 空气流量传感器工作波形线路连接
空气流量传感器的检测
（4）对于热式空气流量传感器还需进行自洁电路的 检查。自洁电路的检查，除了可以用万用表测量之外， 还可以直观检查：起动发动机，并使其以2 500 r/min以 上的转速运转，拆下空气滤清器和空气流量传感器进口 处的管道，关断点火开关，从空气流量传感器进口部位 查看流量传感器内的铂丝热线是否在熄火5 s内被加热至 发出红光，并持续1 s时间。若检查结果符合上述要求， 则说明空气流量传感器自洁功能良好。
汽车发动机电控技术
空气流量传感器的检测
空气流量传感器主要从以 下两方面进行检测。
空气流量传感器的检测
1）配线及连接器检查
配线及连接器检查为辅助性测 试，主要是检测线束的导通性，以确 认线束通畅、各信号传递无干扰。如 图2-99所示，检查时，应先关闭点 火开关，拔下传感器插头与电控单元 插接器，然后使用数字万用表分别测 量各线束间的电阻值，相连导线电阻 值应当小于5 Ω，不相连导线电阻值 应为∞。
空气流量传感器的检测
（2）信号电压测试。信号电压测试分单件测试和就车 测试两部分。
①单件测试（见图2-101）：取一空气流量传感器总成 部件，在其插座的电源针脚上施加额定电压，将数字万用 表设置在直流电压20 V挡，测量空气流量传感器信号输出 引脚应有1.5 V左右电压；使用吹风机从空气流量传感器隔 栅一端向空气流量传感器吹入冷空气或加热的空气，检测 空气流量传感器信号输出引脚时，电压应瞬时上升至2.8 V 后回落。若不能满足上述条件，则可以判定空气流量传感 器有故障。
汽车发动机电控技术
空气流量传感器的检测
波形分析在电控发动机故障诊断中的应用
动机转速 的信 号源。ＡＲ发 动机 的转速传感 器是一个 电磁感 Ｊ
数的 电压表 ， 它不仅能够测试 电信号的变化过程 ， 还可 以快速
捕捉 间歇 的故 障电信号 ，并且 以存储 的方式记 录波形进 行分 析。电控汽车大量使用传感器 ， 其信号都 可以用电压波形的形 式反 映出来 ，如氧传感器 电压信号就是在 ０ ～１ ． １ ｖ左右波 动 ； 还有一些执行 器信号 ， 如喷油信号 、 点火信号也 是如此。传感 器与执行 器的信号波形 ， 能够如实反 映动态 的全过程 ， 同时也 呈 现出某 种变化规律 ， 将这些规律 总结 出来 进行波形分析 ， 可 以快速找到故 障部位甚 至故障原 因。因为 示波器显示 的是实
摘要 ： 通过汽 车专 用数字式 示波器， 可以观 察到汽 车电控 系统的 工作状 况， 电控发动机 的传 感器和执行器的信号波形 能够如 实反 映动 态信号 变化的全过程 ， 同时也呈现 出某种变化规律 ， 将这些规律 总结 出来进行波形分析 ， 可以快速找 到发动机故障部住甚 至故障原 因
电压信号 的变化 ，就能查出任何松动现象 。为 了准确分析波
形， 要细化汽 车电子信号 的类型 。 汽车 电子信 号基 本可分为模
拟信 号和数 字信 号两种。又可进一 步细分为直流信号 、 交流信 号 、 率调制信 号、 频 脉宽调 制信号和 串行数 据信号 灯五类 ， 通 过判定这些信 号波形 的幅值 、 率、 频 脉冲 宽度 、 形状 和阵列 的 特点可以诊断 出汽车 的故障 。
生的 ， 观察这些 电信 号 ， 同时快速摆 动或拉 扯线束 ， 过观察 通
各缸进气 口上 的空气 气流脉动。发动机 Ｅ Ｕ中的信号处理电 Ｃ 路读人 后 ， 会清 除这些信号 ， 以这些 脉冲没有关系 。如果在 所 车辆急加速时 ， 空气流量传感 器输出信号 电压 波形上 升缓慢 ； 而在车辆急减速 时 ，空气流量传感 器输 出信号 电压波形下降 缓慢 ， 则说 明空 气流量传感 器的热膜 脏污 。出现这 些情况 ， 均
奥迪A6传感器原理、检测、波形分析
奥迪A6L ATX\APS发动机组员：陈必涌、云龙、尹谅、葛启胜、朱坤、刘钊空气流流量计（热膜式）工作原理：精密电阻Ra、Rb与热膜电阻Rh温度补偿电阻Rk组成一个惠斯登电桥电路当空气流经热膜电阻Rh时，是热膜电阻温度降低，电阻减小，使电桥失去平衡，若要保持电桥平衡，就必需增加流经热膜电阻的电流，以恢复其温度和阻值，精密电阻Ra两端的电压也相应的增加。
控制电路将Ra两端的电压输送给ECU，即可确定进气量。
原理图：检测方法：发动机转速传感器（电磁式）工作原理：当发动机转动时，触发盘外缘上的齿使磁头与发盘之间的间隙发生周期性的变化，从而使两者之间的磁通发生变化。
磁头上的感应线圈中便产生与发动机相关的周期信号，将这些信号进行放大、滤波、整形后，便可得到标准的矩形波。
ECU通过检测矩形波的周期，就可以获得发动机的转速。
原理图：检测方法：波形：曲轴、凸轮轴位置传感器（霍尔式）工作原理：信号盘转动，当叶片进入永磁铁与霍尔元件之间的空气间隙中时，没有磁场作用，不产生霍尔电压；当叶片离开空气间隙时，便有磁通作用在霍尔元件上，产生霍尔电压。
信号盘每转动一圈，霍尔元件便会产生并输出与叶片数相同的脉冲个数。
ECU便可以计算出发动机的转速。
原理图：检测方法：节气门位置传感器（电位计式）工作原理：线性节气门位置传感器是一种电位计。
有一个同节气门轴联动的可动电刷触点，在位于基板处的电阻体上滑动，节气门的开度不同，则电位计的电阻不同，利用变化的电阻值，测得与节气门开度相对应的线性输出电压，可以得到节气门的开度。
原理图：检测方法：1、节气门位置传感器分别于发动机ECU的E2、IDL、VTA、VCC相连，E2为接地线，IDL为怠速触点。
节气门全关闭时，IDL通过开关与E2接通。
VCC由发动机提供给传感器的标准电压5±0.5V。
VTA根据节气门不同位置向ECU输入0.3—5V电压。
检修时踩踏油门，检测VTA端子和E2端子之间的电压，随着油门的逐渐加大电压应随之升高，并在0.3—5V内变化，否则跟换传感器。
电控汽车波形分析——节气门位置传感器波形分析
和 可预测的。也就是说测得波形峰值的幅度应该 足 够高，两脉冲时间间隔(频率)应一致(除同步 脉 冲外)，形状一致并可预测。
• 6.波形的频率应同发动机的转速同步变化，两个脉冲 间隔只是在同步脉冲出现时才改变。能使两脉冲间隔时
间改变的唯一理由，是触发轮上的齿轮数缺少或特殊齿 经过传感器，任何其他改变脉冲间隔时间的波形出现都 可能意味着传感器有故障。
波形分析
发动机冷却 液温度传感 器信号波形 的起动暖机 过程检测结 果如图所示。
发动机冷却液温度传感器信号波 形
的起动暖机过程检测结果
• 检查车型的规范手册以得到精确的电压范围， 通常冷车时传感器的电压应在3V～5V(全 冷 态)之间，然后随着发动机运转减少至运行 正 常温度时的1V左右。
• 直流信号的判定性度量是幅度。 • 在任何给定温度下，好的传感器必须产生 稳定的反馈信号。
• 特别应注意达到2.8V处的波形，这是传感器的 碳膜容易损坏或断裂的部分。
• 在传感器中磨损或断裂的碳膜不能向发动机 EC提U 供正确的节气门位置信息，所以发动机ECU
不 能为发动机计算正确的混合气命令，从而引起 汽 车驾驶性能问题。
• 如果波形异常，则更换线性输出型节气门位置 传感器。
开关量输出型节气门位置传感器
上角可能出现圆角。
• 3.光电式传感器有一个弱点，它们对污物 和油所产生的对通过转盘的光传输干扰问题
10项目二 2.2 汽车波形检测与分析
项目二 汽车波形检测与分析
任务二：汽车典型传感器波形检测与分析
1、熟悉示波器的操作 2、了解汽车传感器的波形检测方法 3、了解汽车传感器的波形分析方法
项目二 汽车波形检测与分析
为什么要熟练使用示波器？
项目二 汽车波形检测与分析
一、空气流量计波形分析
按结构原理：
➢ 质量型空气流量计： • 热线式 ➢ 体积型空气流量计： • 叶片式 • 光学卡尔曼涡流式
为了确保可靠性，此传感器 还具有不同输出特性的两个 系统输出信号。 加速踏板位置传感器：
➢ 线性型
➢ 霍尔元件型
项目二 汽车波形检测与分析
六、加速踏板位置传感器
项目二 汽车波形检测与分析
六、加速踏板位置传感器
➢ 霍尔元件型
项目二 汽车波形检测与分析
七、爆震传感器
项目二 汽车波形检测与分析
七、爆震传感器
U
t1
1V
Us
0V
t
Us =0-1v t1 =1/s（每10秒8次以上为良好至少要4次）
项目二 汽车波形检测与分析
四、温度传感器 1、负温度系数传感器
项目二 汽车波形检测与分析
四、温度传感器
项目二 汽车波形检测与分析
四、温度传感器
项目二 汽车波形检测与分析
四、温度传感器
项目二 汽车波形检测与分析
➢ 怠速时的电压约为1V； ➢ 油门全开时应超过4V
项目二 汽车波形检测与分析
2、热丝式空气流量计波形
项目二 汽车波形检测与分析
2、热丝式空气流量计波形
项目二 汽车波形检测与分析
2、热丝式空气流量计波形
输出波形电压： ➢ 怠速时的电压约为2V； ➢ 油门全开时应超过4V； ➢ 全减速时输出电压比怠 速时的电压稍低
检测实训项目七(用示波器检测传感器波形)
实训项目七用示波器检测传感器波形一、实训目的及要求1、掌握示波器的使用方法；2、掌握传感器及执行器的波形观测方法.3、根据波形进行故障分析二、实训课时4课时三、实训设备及工具1、桑塔纳轿车一台；2、时代超人试验台一台；3、K81及常用工具一套。
四、实训步骤及要求(一)、主要传感器的波形检测( l ）空气流量计空气流量计安装在空气滤清器与节气门之间，用于测量进人气缸的空气流量，并将空气流量变成电信号传输给电子控制器ECU 。
常用的空气流量计有叶片式、热线式和卡门旋涡式三种类型。
限于篇幅，仅以丰田子弹头ZJz 一FE 型发动机叶片式空气流量计为例，介绍对空气流量计进行电压、电阻测量的方法，其测量图如图4 一40 所示。
叶片式空气流量计的波形检测：波形观测利用示波器可以观测到空气流量计输出信号电压（或频率）的变化情况。
需要注意的是，叶片式空气流量计输出的信号电压有两种形式：一种形式是输出的信号电压随发动机进气量的增大而增高，多安装在欧洲、亚洲车型上；另一种形式是输出的信号电压随发动机进气量的增大而降低，多安装在丰田车系上，如上述丰田子弹头ZJZ 一FE 发动机的叶片式空气流量计就是如此。
把示波器的COM 测针连接到空气流量计的搭铁线上，把CHI 测针连接到空气流量计的信号输出线（通往ECU ）上，关闭发动机所有附件，起动发动机，即可观测到空气流量计输出信号电压（或频率）的变化情况。
一般情况下，空气流量计输出信号电压的变化范围，在怠速下是 1 . 0V 左右，节气门全开时最大幅值可达 4 . 0 一4 . 5V 。
在节气门从全闭到全开再到全闭动作过程中，叶片式空气流量计（模拟式）输出信号电压的正常变化（输出的信号电压随发动机进气量的增大而增高）情况如图4 一41 所示，热线式空气流量计（模拟式）输出信号电压的正常变化情况如图 4 一42 所示，卡门旋涡式空气流量计（数字式）输出信号频率的正常变化情况如图 4 一43 所示。
发动机电控系统检修教学大纲
《汽车电控发动机构造与维修》教学大纲（一）课程性质《汽车发动机电控技术》是汽车检测与维修技术专业的核心课程。
本课程实施理实一体化教学。
其教学任务是通过理论讲授和实践教学相结合，使学生掌握汽车发动机电控系统的结构特点、基本原理以及使用维护和检修的方法，较全面了解目前汽车发动机电子控制技术的发展，针对当前汽车服务行业特点和人才紧缺状况，重点培养和锻炼学生初步掌握部件测试、数据流分析、波形分析以及现代汽车维修的检测诊断技能。
（二）课程教学目标本课程面向企业真实的工作任务，使学生掌握汽车典型电控系统的结构原理、检修、故障诊断与排除，培养学生具有扎实的汽车典型电控系统检测与维修的专业能力；具有诚信和团队协作的社会能力；具有能独立制定工作计划并进行实施的方法能力；并且具有可持续学习、发展的能力。
具体职业能力培养目标：1．具有正确使用汽车维修设备、仪器的能力；2．针对汽车电控系统的常见故障，制定诊断、检修、保养作业计划的能力；3．正确执行操作规范和安全规章的能力和环保、节能和安全意识；4．具备较强的语言表达能力、组织协调和团队合作精神；5．具有在汽车维修接待、汽车故障诊断与排除、整车性能检测与质量检验、客户跟踪与信息反馈等岗位工作的职业能力。
6．具有新材料、新技术的信息采集、整理、分析和咨询的能力知识目标。
（三）本课程与相关课程的关系前导课程：《汽车零部件识图》、《汽车机械基础》、《汽车电工电子基础》等职业技术基础课和《汽车发动机构造与维修》、《汽车底盘构造与维修》、《汽车电器与设备构造与维修》等职业技术核心课。
后续课程：《汽车维修质量检验》、《汽车故障诊断与排除》、《汽车及配件营销》和《二手车鉴定评估与交易》。
（四）教学对象本课程大纲适用于汽车检测与维修专业学生。
三、课程要求与内容绪论教学要求：1．了解电控发动机的优点；2．掌握电控发动机的基础知识。
教学内容：一、电控发动机发展背景二、电控发动机的发展过程三、电控发动机基础理论四、电控汽油喷射系统的组成与功用实训1、发动机电控系统总体认识第一单元空气供给系统的检测教学要求：1．了解汽车电控发动机中空气供给系统的组成和工作原理；2．掌握控制部件的安装位置和检修方法。
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• 4.出现图示的向下的毛刺，则表示传感器中有与 搭铁短路或可变电阻器碳刷有间歇性的开路故障 ，应更换旋转翼片式空气流量传感器。
• 5.在急加速时波形中的小尖峰是由于叶片过量摆动 造成的，控制电控单元正是根据这一点来判定加 速加浓信号的，这不是故障，而是正常波形。
故障波形举例
热线（热膜）式空气流量传感器 信号波形分析
电控汽车波形分析
——空气流量传感器波形分析
旋转翼片式空气流量传感器波形分析
• 波形检测方法
• 1.连接好波形测试设 备，探针接信号输出 端子，鳄鱼夹搭铁。
• 2.关闭所有附属电气 设备，起动发动机， 并使其怠速运转，当 怠速稳定后，检查怠 速时输出信号电压( 图中左侧波形)。做 加速和减速试验，应 有类似图中的波形出 现。
• 波形检测方法
• 1. 连接好波形测试设备， 探针接信号输出端子，鳄 鱼夹搭铁。
• 2.关闭所有附属电气设备 、起动发动机，并使其怠 速运转，当怠速稳定后， 检查怠速时输出信号电压 (图中左侧波形)。做加速 和减速试验，应有类似图 中的波形出现。
热线式空气流量传感器信号 实测波形
• 3.将发动机转速从怠速加至节气门全开(加速 过程中节气门应以缓中速打开)，节气门全开 后持续2s，但不要使发动机超速运转;
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
• 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。
• 4.如果信号波形与上述情况不符,或空气流 量传感器在怠速时输出信号电压太高，而 节气门全开时输出信号电压又达不到4V， 则说明空气流量传感器已经损坏；
• 3.若波形中有间断性的毛刺出现则说明旋转 翼片式空气流量传感器可变电阻器的碳刷有 小的磨损，用波形分析方法更容易发现可变 电阻器(电位计)的磨损点。
• 若波形中除了最高点和最低点以外，在平稳 加速过程中有波形平台（电压值在某处出现 停顿），则说明发动机运转时叶片有间歇性 卡滞现象。
• 出现上述两种情况，应更换旋转翼片式空气 流量传感器。
• 如果在车辆急加速时空气流量传感器输出 信号电压波形上升缓慢，而在车辆急减速 时空气流量传感器输出信号电压波形下降 缓慢，则说明空气流量传感器的热线（热 膜）脏污。
• 出现这些情况，均应清洁或更换热线（热 膜）式空气流量传感器
数字式空气流量传感器信号波形测试设备探针接空气流量传感器信号 输出端子，鳄鱼夹搭铁。在发动机运转时测 试空气流量传感器输出信号电压波形。数字 式空气流量传感器输出的信号都是频率信号 ，根据空气流量传感器的不同，其输出信号 电压波形可以分为高频和低频两种形式，两 种形式空气流量传感器的信号电压波形如下 图所示。
• 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
热线式空气流量传感器 信号波形分析
• 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。
旋转翼片式空气流量传感器 实测波形
• 3.将发动机转速从怠速加 至节气门全开(加速时不 宜太急)，节气门全开后 持续2s，但不要便发动机 超速运转;
• 4.再将发动机降至怠速运 转，并保持2 s;
• 5.再从怠速急加速发动机 至节气门全开，然后再关 小节气门使发动机回至怠 速;
• 6.定住波形。旋转翼片式
• 4.再将发动机降至怠速运转，并保持2 s;
• 5.再从怠速工况急加速发动机至节气门全开 ，然后再关小节气门使发动机回至怠速;
• 6.定住波形，仔细观察空气流量传感器波形 。旋转翼片式空气流量传感器信号波形波形 如图所示。
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 减速时输出信号电压应 比怠速时的电压稍低。
空气流量传感器信号波形 旋转翼片式空气流量传感器
波形如图所示。
实测波形
波形分析
• 波形的含义及相关说明见图所示。 • 1.测量出的电压值波形可以参照维修资料进行对比分析
，正常旋转翼片式空气流量传感器怠速时输出电压约为 lV，节气门全开时应超过4V，急减速(急抬加速踏板)时 输出电压并不是非常快地从急加速电压回到怠速电压。
旋转翼 片式空 气流量 传感器 信号波 形分析
• 通常 (除TOYOTA汽车外) 旋转翼片式空气流量传 感器的输出电压都是随空气流量的增加而升高的 。
• 如果检测结果与上述要求不符，则应更换旋转翼 片式空气流量传感器
• 2.波形的幅值在气流不变时应保持稳定，一定的 空气流量应有相对的输出电压。当输出电压与气 流不符（可以从波形图中检查出来，而发生这种 情况将使发动机的工作状况明显地受到影响）时 ，应更换旋转翼片式空气流量传感器。
高频型
低频型
数字式空气流量传感器
波形分析
• 波形的含义及相关说明见图所示。 • 1.波形的幅值大多数应满5V，波形的形状要适当一致
，矩形的拐角和垂直沿的一致性要好，传感器输出信 号电压波形的频率要与发动机转速和空气流量传感器 的比率要一致。 • 有些车型如通用别克汽车的波形上部左侧的拐角有轻 微的圆滑过渡是正常现象，并不说明传感器损坏