數(shù)字萬用表查找汽車電子元件故障方法

當(dāng)汽車電子元件出現(xiàn)故障進(jìn)行檢查時，最重要的是測量數(shù)據(jù)和故障原因的推理過程。因為電子元件內(nèi)部的情況不像機械部件能拆開看見，而利用合理的邏輯步驟檢測可很快發(fā)現(xiàn)問題，在這個過程中的關(guān)鍵工具就是萬用表。一般的萬用表只能測試電壓、電阻、電流，不適于現(xiàn)代汽車電子元件的維修與檢測。針對汽車電子元件的維修特點，目前市場開發(fā)出的多功能汽車數(shù)字萬用表，具有很多汽車電器系統(tǒng)的專用測試功能，如頻率、占空比、脈沖寬度、溫度等。下面介紹多功能數(shù)字萬用表對電控發(fā)動機常見電子元件的檢測，供廣大汽車維修工程技術(shù)人員參考。

　　1．汽車電子信號的主要類型

　　汽車的傳感器、執(zhí)行器的電信號可以看成控制系統(tǒng)中互相通訊的語言。汽車電子信號主要有直流電壓信號、交流電壓信號、頻率調(diào)制信號、脈寬調(diào)制信號和串行數(shù)據(jù)信號等。正是這些電子信號利用各自不同的特點，實現(xiàn)了汽車電子控制系統(tǒng)中各傳感器與ECU(電子控制單元)，ECU與各執(zhí)行器，ECU與ECU之間的不同通信的目的。

　　1.1直流電壓信號

　　汽車中產(chǎn)生直流電壓信號的電源裝置有蓄電池電壓(12V)和ECU輸出給傳感器的參考電壓(5V)。模擬直流電壓信號的傳感器有：發(fā)動機溫度傳感器(ECT)、燃油量傳感器、進(jìn)氣溫度傳感器(IAT)、節(jié)氣門位置傳感器(TPS)、節(jié)氣門開關(guān)、廢氣再循環(huán)和位置傳感器、翼板式或熱線式空氣流量計(MAF)和進(jìn)氣壓力傳感器(MAP)等。

　　1.2交流電壓信號

　　汽車中產(chǎn)生交流信號裝置的傳感器主要有：車速傳感器(VSS)、防滑制動輪速傳感器、磁電式曲軸位置傳感器(CKP),磁電式凸輪軸位置傳感器(CMP)和爆震傳感器(KS)等。

　　1.3頻率調(diào)制信號

　　汽車中產(chǎn)生可變頻率的傳感器主要有：數(shù)字式空氣流量計、數(shù)字式進(jìn)氣壓力傳感器、光電式車速傳感器(VSS)、光電式曲軸位置傳感器(CKP),光電式凸輪軸位置傳感器(CMP),霍爾式車速傳感器(VSS)、霍爾式曲軸位置傳感器(CKP)和霍爾式凸輪軸位置傳感器(CMP)等。

　　1.4脈寬調(diào)制信號

　　汽車中產(chǎn)生脈寬調(diào)制信號的電路主要有：初級點火線圈、電子點火正時電路、廢氣再循環(huán)控制閥、噴油器、怠速控制電機、活性炭罐電磁閥(EVAP)、渦輪增壓和其它電磁閥等。

　　1.5串行數(shù)據(jù)信號

　　汽車電路中由發(fā)動機控制模塊(PCM)、車身控制模塊(BCM),防抱死制動系統(tǒng)(ABS)或其它ECU產(chǎn)生的串行數(shù)據(jù)信號具有相互傳輸能力。它是汽車電信號中最復(fù)雜的，在實際中，要用專門的解碼器讀取信息。

　　2．?dāng)?shù)字萬用表對汽車電子元件的檢測

　　2.1空氣流量計(MAF)的檢測

　　空氣流量計按結(jié)構(gòu)原理可分為翼板式、熱線式、熱膜式、卡門旋渦光學(xué)式、卡門旋渦超聲波式等幾種；按信號輸送類型又分為數(shù)字式和模擬式兩種。

　　(1)翼板式空氣流量計主要有兩種。一種是隨著空氣流量的增加，輸出的信號電壓升高，另一種是隨著空氣流量的增加，輸出的信號電壓降低，這兩種類型都屬于模擬電壓量輸出。冀、板式空氣流量計的核心是一個可變電阻，它與空氣翼板同軸連接，當(dāng)空氣流動時翼板也隨之開啟，隨著翼板的開啟角度變化，可變電阻阻值也隨之變化。翼板式空氣流量計是一個三線傳感器，其中兩條是參考電壓的正負(fù)端，另一條是滑動電阻活動觸點臂，它向ECU提供與翼板轉(zhuǎn)動角度成比例的輸出電壓信號，急加速時翼板在空氣流動的動壓作用下，超過正常擺動角度的過程信號，這就為ECU提供混合氣加濃的控制信號。這是一個非常重要的傳感器，因為ECU依據(jù)這個信號來計算發(fā)動機負(fù)荷、點火時間、廢氣再循環(huán)控制及發(fā)動機怠速控制和其它參數(shù)，不良的空氣流量計會造成發(fā)動機喘振和怠速不良，以及發(fā)動機性能和排放問題。

　　翼板式空氣流量計動態(tài)測試方法：關(guān)閉附屬電路設(shè)備，起動發(fā)動機，并使其怠速運轉(zhuǎn)至穩(wěn)定后，用汽車專用萬用表的直流(DC)擋，測量滑動觸點臂輸出端和信號電壓負(fù)端，怠速時輸出電壓應(yīng)為2V左右，做加速和減速實驗。將發(fā)動機轉(zhuǎn)速從怠速加至油門全開(加速時不易太急)，油門全開持續(xù)2s，但不要使發(fā)動機超速運轉(zhuǎn)。在加速的時候，注意觀察數(shù)字萬用表的電壓是否從1V逐漸跳變到約4V，再?⒍??抵戀∷儼⒈３?s，電壓的讀數(shù)在減速時應(yīng)降到2V左右，此時按動萬用表上的動態(tài)記錄鍵(MAX/MIN)，電壓最大值約是4V，最小值約是1V，則該傳感器正常；如果最大值等于或高于4.5±0.3V，說明流量計信號誤差過大，如果最小值為0，說明流量計電阻有斷路的地方。全減速(急抬油門)時輸出電壓并不是非常快地從全加速電壓回到怠速電壓，通常翼板式空氣流量計輸出電壓隨著進(jìn)氣量的增加而升高。

　　翼板式空氣流量計靜態(tài)測試方法：就豐田車來說，打開點火開關(guān)，不起動發(fā)動機，用"DC"擋測量輸出信號電壓，在翼．板關(guān)閉的情況下輸出電壓約4V左右，用手慢慢推動流量計的翼板，輸出信號電壓應(yīng)逐漸下降，翼板全開時電壓變到0.5V左右，此時可啟動最大值最小值(MAX/MIN)功能，如果最大值達(dá)到5V或最小值有0出現(xiàn)，說明滑動電阻有短路或斷路的可能。也可以拆下插頭，用電阻擋測量滑動電阻的變化值，找出滑動電阻的磨損點。

　　(2)頻率輸出型空氣流量計的測試：找到流量計的頻率信號輸出線，將汽車萬用表打到"DC"擋，按SELECT功能選擇鍵轉(zhuǎn)換成"DC+Hz"擋。起動發(fā)動機逐漸加速觀察，主顯示直流電壓和副顯示上的頻率，是否隨轉(zhuǎn)速變化而變化，一般的頻率型的空氣流量計隨著進(jìn)氣量的增加頻率也在改變。也有例外，如三菱車安裝在空氣濾清器里，隨著進(jìn)氣量的改變頻率和脈沖寬度都在改變，這就要使用汽車萬用表的頻率(Hz)、占空比(DUTY)擋調(diào)整功能選擇鍵(SE-LECT)到頻率占空比擋，同時測量空氣流量計的頻率和占空比。2.2節(jié)氣門位置傳感器的測試

　　節(jié)氣門位置傳感器有兩種類型：一種是線性式，另一種是開關(guān)式。線性式節(jié)氣門位置傳感器(TPS)是一個可變電阻，向發(fā)動機ECU輸送節(jié)氣門位置信號；節(jié)氣門開關(guān)信號是由怠速觸點(IDL)和功率觸點(PSW)兩個構(gòu)成；現(xiàn)代汽車節(jié)氣門位置傳感器大都由這兩個類型傳感器組合而成，即一個怠速觸點和一個可變電阻線性式節(jié)氣門位置傳感器組合在一起。這是一個十分重要的傳感器，因為發(fā)動機ECU用它的信號計算發(fā)動機的負(fù)荷、點火時間、廢氣再循環(huán)、怠速控制。一個損壞的節(jié)氣門位置傳感器會引起加速滯后和怠速不穩(wěn)等問題。通常節(jié)氣門位置傳感器在節(jié)氣門關(guān)閉時產(chǎn)生低于1V電壓信號，在節(jié)氣門全開時產(chǎn)生約5V的信號電壓。

　　節(jié)氣門位置傳感器的測試：一般在怠速時信號電壓低于1V，節(jié)氣門全開時低于5V，接通點火開關(guān)，不起動發(fā)動機，節(jié)氣門慢慢由關(guān)到開，反復(fù)做幾次，檢查電壓值是否在要求的范圍內(nèi)。也可以啟動汽車萬用表的最大值最小值(MAX/MIN)功能鍵，檢查最小值是否是0,最大值是否是5V。

　　2.3霍爾傳感器的測試

　　霍爾傳感器是一個有源傳夔器，它的輸出實際上是一個開關(guān)量的輸出，它不受轉(zhuǎn)速的限制，低速輸出信號幅值和高速時一樣，因此被廣泛用在曲軸位置、凸輪軸位置等傳感器。它由一個幾乎完全封閉的包含永久磁鐵和磁路組成，一個磁鐵葉片轉(zhuǎn)子穿過磁極間的氣隙，在葉片轉(zhuǎn)子上分布著缺口，在缺口處，有磁場作用到霍爾元件，有信號輸出，而葉片轉(zhuǎn)子沒有在缺口位置上，沒有磁場作用到霍爾元件上，也就沒有信號電壓輸出。

　　霍爾傳感器測試：霍爾和光電式傳感器都屬于頻率輸出型傳感器，可用汽車專用萬用表的“DU-TY、”“Hz”擋測量傳感器頻率和占空比。該傳感器的脈沖幅度不變，頻率隨轉(zhuǎn)速而變化。打開點火開關(guān)，測試霍爾傳感器的三個端子，一個端子和另一個端子間有5V或12

　　V電壓，確認(rèn)后將紅表筆接到另一端子上，將汽車專用萬用表打到直流電壓擋按功能轉(zhuǎn)換鍵選擇"DC"擋和"Hz"擋同時測量，讓霍爾傳感器的葉片轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動，這時萬用表的頻率和電壓即為霍爾傳感器的輸出信號參數(shù)，該頻率隨轉(zhuǎn)速的增加而增加。

　　2.4磁電式轉(zhuǎn)速傳感器的測試

　　磁電式轉(zhuǎn)速傳感器是模擬交流信號發(fā)生器，它產(chǎn)生的信號為交流信號，它一般由線圈和磁鐵組成。當(dāng)鐵質(zhì)環(huán)狀齒輪轉(zhuǎn)動經(jīng)過傳感器時，線圈會產(chǎn)生交變電壓，ABS車輪轉(zhuǎn)速傳感器也是磁電式的，它輸出的信號的幅值和頻率隨轉(zhuǎn)速的增加而增加。

　　磁電式轉(zhuǎn)速傳感器的測試：磁電式傳感器的主要組成部分是線圈，因此首先要對線圈的阻值及通斷進(jìn)行測試，應(yīng)在符合規(guī)定的范圍內(nèi)。測試其信號輸出，將汽車萬用表打到交流(AC)擋，按功能轉(zhuǎn)換鍵送擇"AC"擋和"Hz"擋同時測量，讓鐵質(zhì)環(huán)狀齒輪轉(zhuǎn)動，這時觀察到信號的幅值和頻率隨轉(zhuǎn)速的增加而增加。較小的幅值可能是由于傳感器間隙太大造成的。

　　2.5氧傳感器的測試

　　氧傳感器是電子控制燃油噴射系統(tǒng)中重要反饋傳感器，它檢測排放氣體中氧氣的濃度、混合氣濃度，監(jiān)測發(fā)動機是否按理論空燃比燃燒，并向發(fā)動機ECU反饋。它由能產(chǎn)生電動勢的二氧化錯電解質(zhì)及重要電極組成。當(dāng)混合氣濃時排放氣體中的氧比較少，二氧化錯兩側(cè)氧濃度差值大，產(chǎn)生一較高電壓；當(dāng)混合氣比較稀時排放氣體中的氧比較多，二氧化錯兩側(cè)氧濃度差值小，產(chǎn)生一較低電壓。

　　氧傳感器的測試：起動發(fā)動機，使發(fā)動機在2500r/min運轉(zhuǎn)90s，預(yù)熱氧傳感器，將汽車萬用表打到直流(DC)"mV"擋，測量氧傳感器的輸出電壓，在10s內(nèi)傳感器電壓應(yīng)在100-900mV內(nèi)跳變8次以上，否則說明氧傳感器反應(yīng)遲鈍。

　　2.6溫度傳感器的測試

　　溫度傳感器一般由負(fù)溫度系數(shù)的熱敏電組構(gòu)成，溫度傳感器向發(fā)動機ECU提供的5V電源信號電壓，向發(fā)動機ECU反饋與溫度成反比的電壓信號。

　　各種發(fā)動機在不同水溫下測試，溫度傳感器的電阻值、電壓值應(yīng)符合一定的參數(shù)，如不符合很可能造成冷起動困難或熱車起動困難，混合氣濃或稀等故障。

　　進(jìn)氣溫度傳感器的結(jié)構(gòu)類型、工作原理和檢測方法與發(fā)動機溫度傳感器基本相同。

　　2.7噴油嘴測試

　　噴油嘴作為噴射系統(tǒng)的主要執(zhí)行元件，它的好壞直接影響發(fā)動機的性能。測試噴油器時，將汽車萬用表打到頻率(Hz)擋按副顯示鍵選擇觸發(fā)正、負(fù)脈沖，測試噴油嘴的噴油脈沖寬度。

　　2.8燃油泵電流測試

　　在實際維修時燃油泵的工作電流測試，可以幫助確診一些燃油泵間斷性的故障，測試時使用汽車萬用表的電流擋用"SELECT"調(diào)到直流(DC)擋，串在燃油泵線路上，在燃油泵工作時按下動態(tài)記錄鍵(MAX/MIN),當(dāng)車輛行駛中發(fā)現(xiàn)供油異常時觀察自動記錄的最大值和最小值電流，并與正常值對比，找出故障原因。

　　2.9怠速電磁閥測試

　　怠速電磁閥一般由發(fā)動機ECU控制其輸出的占空比來控制其開度的，測試時選擇頻率"DUTY-Hz"擋，按"2ndVIEW副顯示鍵”調(diào)整副顯示正、負(fù)脈沖占空比，檢查數(shù)據(jù)是否符合標(biāo)準(zhǔn)。

　　3．傳感器的模擬

　　汽車專用萬用表具有可調(diào)頻率、占空比方波輸出功能，外接轉(zhuǎn)換模塊可以驅(qū)動噴油器、點火線圈、點火模塊、發(fā)動機轉(zhuǎn)速表、電子里程表等執(zhí)行器，也可以對數(shù)字信號和電壓以及電阻信號進(jìn)行模擬測試。

　　(1)數(shù)字型空氣流量計的模擬：找出空氣流量計的信號線，確定該流量計是高頻型還是低頻型，如果是低頻型就將萬用表調(diào)到"50Hz"擋，如果是高頻型就調(diào)到"2500Hz"擋，將轉(zhuǎn)換模塊開關(guān)打向右邊正脈沖擋，將紅表筆插人從傳感器上拔下的信號線內(nèi)，黑表筆插入從傳感器上拔下的接地端，觀察發(fā)動機的工作狀態(tài)。

　　電壓型的空氣流量計的模擬：將萬用表打到“V”擋，將轉(zhuǎn)換模塊開關(guān)打向“VΩ”擋，將旋鈕逆時針轉(zhuǎn)到低的位置，將紅表筆插人從傳感器上拔下的信號線內(nèi)，黑表筆插人從傳感器上拔下的接地端，順時針轉(zhuǎn)動旋鈕，調(diào)到所需的電壓值，觀察發(fā)動機的工作狀態(tài)。

　　(2)節(jié)氣門位置傳感器的模擬和電壓型空氣流量計的模擬相同。

　　(3)水溫傳感器是一個熱敏電阻，用可調(diào)電阻來模擬各種水溫信號并反饋到ECU。先將萬用表打到“Ω”擋，插上轉(zhuǎn)換模塊，不接電源線，調(diào)整旋鈕，使表顯示你需要的電阻值，利用紅、黑表筆輸給水溫傳感器來模擬。也可調(diào)整電壓來模擬，其方法是：將模塊打到“VΩ”擋，萬用表打到“V”擋，拆下水溫傳感器插頭，將模塊上的紅、黑表筆分別插在插頭上的5V和接地線上，調(diào)整電壓旋鈕，電壓越低，水溫越高；電壓越高，水溫越低，觀察發(fā)動機的工作狀態(tài)。

　　(4)點火信號的模擬，將萬用表調(diào)到“10Hz”擋，占空比調(diào)到5%-10%范圍內(nèi)，將轉(zhuǎn)換模塊開關(guān)打到右邊正脈沖擋，利用紅、黑表筆接觸點火信號線，觀察點火模塊的工作性能。