pico汽車(chē)示波器將硬件和軟件完美結(jié)合,是目前比較先進(jìn)的汽車(chē)故障診斷設(shè)備。如圖1所示,它主要由示波器主機(jī)(如pico scope 4425、pico scope 4823等)、診斷軟件(pico scope 6 automotive和pico diagnostics)及相關(guān)附件(各種測(cè)試線(xiàn)、探頭、傳感器等)等部分組成,可以用來(lái)采集及分析汽車(chē)上的各種信號(hào),幫助汽車(chē)維修技師提高診斷效率。
圖1 pico汽車(chē)示波器的組成
可以測(cè)量各種電壓、電流及壓力等信號(hào)隨時(shí)間變化的波形,并能在pico scope 6 automotive診斷軟件上顯示。下面列舉在汽車(chē)故障診斷過(guò)程中經(jīng)常測(cè)量的一些信號(hào)波形。
(1)壓力類(lèi)波形,如氣缸壓力、燃油壓力、真空管壓力、排氣脈動(dòng)、進(jìn)氣脈動(dòng)及曲軸箱脈動(dòng)等波形。測(cè)量壓力類(lèi)波形使用的附件為WPS500X壓力傳感器,例如將WPS500X壓力傳感器安裝在火花塞安裝孔上(圖2)可以測(cè)量氣缸壓力波形(圖3),安裝在排氣管末端(圖4)可以測(cè)量排氣脈動(dòng)波形(圖5)。
圖2 將WPS500X壓力傳感器安裝在火花塞安裝孔上
圖3 氣缸壓力波形(截屏)
圖4 將WPS500X壓力傳感器安裝在排氣管末端
圖5 排氣脈動(dòng)波形(截屏)
(2)電壓類(lèi)波形,如元件供電、傳感器信號(hào)、總線(xiàn)信號(hào)、噴油信號(hào)、點(diǎn)火信號(hào)等波形。測(cè)量電壓類(lèi)波形使用的附件有測(cè)試線(xiàn)、細(xì)探針、COP探頭等。例如,將測(cè)試線(xiàn)上的細(xì)探針背刺入導(dǎo)線(xiàn)連接器的端子上(圖6),可以“在線(xiàn)”測(cè)量端子上的電壓信號(hào),若端子為CAN總線(xiàn)端子,則測(cè)得的為CAN總線(xiàn)波形(圖7);將COP探頭貼在點(diǎn)火線(xiàn)圈上(圖8),可以測(cè)量COP點(diǎn)火波形(圖9)。
圖6 將細(xì)探針背刺入導(dǎo)線(xiàn)連接器端子上
圖7 CAN通信波形(截屏)
圖8 將COP探頭貼在點(diǎn)火線(xiàn)圈上
(3)電流類(lèi)波形,如起動(dòng)機(jī)、電動(dòng)機(jī)、電磁閥等各種執(zhí)行器的工作電流。測(cè)量電流類(lèi)波形使用的附件為電流鉗,將電流鉗夾在導(dǎo)線(xiàn)上(圖10)即可測(cè)量該導(dǎo)線(xiàn)上的電流。圖11為相對(duì)壓縮測(cè)試時(shí)測(cè)得的起動(dòng)機(jī)電流波形。
圖9 cop點(diǎn)火波形(截屏)
圖10 將電流鉗夾在導(dǎo)線(xiàn)上
圖11 起動(dòng)機(jī)電流波形(截屏)
示波器通道是指示波器同時(shí)可測(cè)信號(hào)的數(shù)量,即2通道示波器最多同時(shí)測(cè)量2個(gè)信號(hào),4通道示波器最多同時(shí)測(cè)量4個(gè)信號(hào)……以此類(lèi)推。例如,pico scope 4425示波器(圖12)為4通道示波器,可以同時(shí)測(cè)量4個(gè)信號(hào)。同時(shí)測(cè)量多個(gè)信號(hào)的波形(即信號(hào)組合波形),可以從不同角度去分析故障,也有助于弄懂相關(guān)信號(hào)之間的聯(lián)系。例如,通過(guò)分析氣缸壓力、點(diǎn)火及噴油信號(hào)的組合波形(圖13),可以分析點(diǎn)火時(shí)刻和噴油時(shí)刻是否正確;通過(guò)分析發(fā)動(dòng)機(jī)正時(shí)相位組合波形(圖14),可以判斷發(fā)動(dòng)機(jī)配氣正時(shí)是否正確。
圖12 用pico scope 4425示波器同時(shí)測(cè)量4個(gè)信號(hào)
圖13 氣缸壓力、點(diǎn)火及噴油信號(hào)的組合波形(截屏)
用pico汽車(chē)示波器采集的各種信號(hào)波形在pico scope 6 automotive診斷軟件上顯示,該診斷軟件具有很多功能,如標(biāo)尺、數(shù)學(xué)通道、串行譯碼等功能,便于維修人員全面地分析各種信號(hào)波形。下面重點(diǎn)介紹角度標(biāo)尺和數(shù)學(xué)通道的作用。
圖14 發(fā)動(dòng)機(jī)正時(shí)相位組合波形(截屏)
圖15 用角度標(biāo)尺分析氣缸壓力波形(截屏)
(1)角度標(biāo)尺能夠?qū)⑿盘?hào)波形與發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)械運(yùn)動(dòng)聯(lián)系起來(lái)進(jìn)行分析,對(duì)分析發(fā)動(dòng)機(jī)故障作用重大。對(duì)于4行程(進(jìn)氣行程、壓縮行程、做功行程和排氣行程)發(fā)動(dòng)機(jī),曲軸旋轉(zhuǎn)2圈完成1個(gè)工作循環(huán),即曲軸旋轉(zhuǎn)720°,每個(gè)行程曲軸旋轉(zhuǎn)180°。圖15中的波形為某個(gè)氣缸的氣缸壓力波形(由于測(cè)量氣缸壓力波形時(shí),需要拆下該氣缸的火花塞,將WPS500X壓力傳感器安裝在火花塞安裝孔上,因此該氣缸中的混合氣并不會(huì)燃燒做功,曲軸帶動(dòng)活塞上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)),在發(fā)動(dòng)機(jī)的4個(gè)行程中,當(dāng)活塞位于壓縮上止點(diǎn)時(shí),氣缸中的壓力最大,因此氣缸壓力波形上的波峰對(duì)應(yīng)壓縮上止點(diǎn)位置。而活塞從1個(gè)壓縮上止點(diǎn)位置運(yùn)動(dòng)至下1個(gè)壓縮上止點(diǎn)位置時(shí),活塞完成1個(gè)工作循環(huán),即曲軸旋轉(zhuǎn)了720°,所以連續(xù)2個(gè)氣缸壓力波峰之間對(duì)應(yīng)720°曲軸轉(zhuǎn)角。用角度標(biāo)尺將連續(xù)2個(gè)氣缸壓力波峰之間標(biāo)注為720°曲軸轉(zhuǎn)角,再平分為4個(gè)區(qū)間,每個(gè)區(qū)間對(duì)應(yīng)180°曲軸轉(zhuǎn)角,即分別對(duì)應(yīng)發(fā)動(dòng)機(jī)的4個(gè)行程。這樣便于分析每個(gè)行程對(duì)應(yīng)的氣缸壓力波形,而每個(gè)行程的氣缸壓力變化與活塞位置和進(jìn)、排氣門(mén)狀態(tài)有關(guān),因此利用角度標(biāo)尺來(lái)分析氣缸壓力波形可以看出進(jìn)、排氣門(mén)打開(kāi)和關(guān)閉的時(shí)刻是否正確,而進(jìn)、排氣門(mén)打開(kāi)和關(guān)閉的時(shí)刻是由發(fā)動(dòng)機(jī)配氣正時(shí)決定的,因此利用角度標(biāo)尺來(lái)分析氣缸壓力波形還可以判斷發(fā)動(dòng)機(jī)配氣正時(shí)是否正確。
(2)利用數(shù)學(xué)通道(圖16)不僅可以分析單個(gè)信號(hào)波形的一些數(shù)據(jù)(如占空比、頻率等),還可以分析多個(gè)信號(hào)波形之間的關(guān)系。圖17為節(jié)氣門(mén)位置傳感器的信號(hào)波形,其中紅色波形為電位計(jì)1的信號(hào)波形(通道B),藍(lán)色波形為電位計(jì)2的信號(hào)波形(通道A)。正常情況下,這2個(gè)電位計(jì)信號(hào)電壓之和約為5 V,且比較穩(wěn)定。利用數(shù)學(xué)通道建立1個(gè)“A+B”通道(圖18,其中紫色波形為“A+B”通道波形),可以發(fā)現(xiàn),2個(gè)電位計(jì)信號(hào)電壓之和確實(shí)約為5 V,且比較穩(wěn)定,而如果電壓之和在某一瞬間不為5 V,且波動(dòng)較大,那么可知2個(gè)電位計(jì)信號(hào)之間的關(guān)系出現(xiàn)錯(cuò)誤,可能是某個(gè)電位計(jì)信號(hào)出現(xiàn)了異常。
圖16 數(shù)學(xué)通道(截屏)
圖17 節(jié)氣門(mén)位置傳感器的信號(hào)波形(截屏)
圖18 建立1個(gè)“A+B”的數(shù)學(xué)通道(截屏)
噪聲和振動(dòng)類(lèi)故障屬于汽車(chē)故障中的難題,大多數(shù)汽車(chē)維修技師只能通過(guò)身體的感知來(lái)分析故障,然而這是一種主觀感受,與人的敏感度有關(guān),用這種辦法很難鎖定噪聲源和振動(dòng)源。目前,利用pico示波器配合NVH附件來(lái)診斷車(chē)輛噪聲和振動(dòng)類(lèi)故障是比較科學(xué)的診斷方法。
如圖19所示,NVH附件主要包括NVH檢測(cè)盒、麥克風(fēng)、三軸加速度傳感器等,其中麥克風(fēng)用于采集噪聲信號(hào),三軸加速度傳感器用于采集振動(dòng)信號(hào)。采集的噪聲和振動(dòng)信號(hào)用pico diagnostics診斷軟件進(jìn)行分析(圖20、圖21),便于準(zhǔn)確定位故障源。
圖19 pico示波器和NVH附件
圖20 分析振動(dòng)信號(hào)(截屏)
圖21 分析噪聲信號(hào)(截屏)