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2012年2月 新案例学习——克莱斯勒 Concorde

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发表于 2012-3-8 15:23:07 | 显示全部楼层 |阅读模式
本帖最后由 Step 于 2012-3-8 15:29 编辑

汽车概况:
   
    ·克莱斯勒Concorde

汽车故障:
   
    这辆克莱斯勒Concorde采用线圈式火花塞点火系统(COP,coil over plug),由于存在明显的失火故障,车主将其开到我们修理厂进行诊断维修。经过简单的测试,我们发现该车发动机5号气缸的初级线圈无法触发产生电火花。

汽车诊断:
   
    这里有点需要注意的,我们将电流钳的量程设置成了100mv/A,而在示波器的显示屏幕上我们将使用电压刻度,而不是电流刻度。
    如图1所示,我们采集到的第一张波形图显示了发动机5号气缸初级线圈的电压信号波形(右图),以及无故障气缸的相应波形(左图)。我们可以将这两个波形进行比较分析。

1.png
图 1

    对于无法触发产生电火花的初级线圈来说,我们需要做的第一个测试就是判断该点火线圈是否具有“控制信号”。我们可以使用测试灯或者汽车示波器来完成这个测试,检测线圈负极电路的电压信号或者电流信号都没问题。不过跟前面的测试一样,这次我们还是选择检测电压信号波形,即检测线圈负极电路的电压信号。在失火气缸上的测试结果表明,初级线圈好像没有“控制信号”,也就是说负极电路并没有实现预期的通断接地过程。
    我们这里讲下时基的设置,在这次测试中我们并没有考虑查看波形的细节信息,所以上面的波形图的时基显得比较大(我们能够查看的细节信息也就比较少)。不过我们接下来会调整时基,以查看波形的细节信息。
    我们第2次采集到的波形图有了一些变化。

2.png
图 2

    我们可以从图2所示的电流脉冲了解到初级线圈存在“控制信号”。为什么初级线圈存在电流脉冲却不存在触发电压呢?我们是时候将波形放大来看看了。

3.png
图 3

    根据放大显示的波形图,我们可以发现在初级线圈通电期间(点火闭合角),三极管控制线圈可靠接地,图中显示的接地电压几乎为0V。我们还发现电流信号有一个非常不错的渐变过程。这是因为线圈在通电时产生反电动势,从而阻碍线圈电流的变化。根据法拉第电磁感应定律,当穿过闭合导体回路所包围面积的磁通量发生变化时,在闭合导体回路中将产生感应电动势阻碍原磁场的变化, 而且该感应电动势的大小与磁通量对时间的变化率成正比。简单地说就是通过初级线圈的电流在线圈本身产生了反电动势,这个反电动势阻碍了线圈的电流变化,因此电流信号自然存在一个渐变过程。
    我们再看看失火气缸的相应波形,很明显初级线圈并没有通过三极管可靠接地。线圈通电期间(点火闭合角)的电压信号就证明了这一点。另外,线圈在通电末期也没有产生瞬间高压信号。这是因为短路的线圈没有激发励磁磁场,因此也就不存在磁场突然衰退的现象。我们也可以发现失火气缸初级线圈的电流波形不存在渐变的过程,而是几乎垂直上升。 我们现在将故障线圈的信号波形进一步放大。

4.png
图 4

    如图4所示,实际上控制电路的三极管真的能够实现正常开闭功能,也就是说初级线圈存在控制信号。通电期间电流没有渐变上升的原因是初级线圈出现了短路故障,这导致其无法产生励磁磁场,因此也就不会产生反电动势阻碍初级电流。所以我们看到线圈的电流迅速上升,而不是本来的渐变过程。而控制电路的三极管则需要限制电流才能避免被“烧毁”的后果,这就是为什么线圈负极电路会在线圈通电期间维持高电压的原因。
    总的来说,在检测点火线圈失火故障时,我们必须牢牢谨记这种特殊案例。我们有可能会将初级线圈的短路故障认为是初级线圈没有“控制信号”,当我们没有准确设置好示波器的电压范围和时基时更是如此。这会导致我们转而去查找电子模块或者电脑故障,那可是非常“代价很高”的诊断错误啊!如果我们使用测试灯来检测初级线圈负极电路,我们也看不到测试灯闪亮,这也会导致诊断错误。



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