示波技术在汽车故障检测诊断中的应用
2006-3-3
一、维修诊断技术的发展
汽车维修设备的发展与汽车整车技术的发展是同步发展的，汽车用电控
系统的装备的应用已越来越广泛，从发动机、自动变速器、安全气囊，到牵引力
控制、 车速稳定电子装置，更多的汽车上采用计算机微处理芯片，多个处理器
之间相互连接、协调工作并共享信息构成了汽车网络。在这种情况下，对汽车维
修技术的发展特别是如何快速准确地确定故障部位，找出故障原因是汽车维修诊
断技术发展的方向.
汽车微机控制系统检测诊断设备就是在这种强大的市场需求下得到了
蓬勃的发展.汽车微机控制系统检测诊断设备的发展经历了由简单的解码器，扫
描器到汽车示波器等几个阶段。简单的解码器是利用配套连线和车上的电子控制
单元（ECU）进行数据交流的专用仪器，只能读取与清除ECU存储器内的故障信
息（故障代码及内容）；扫描器增加了对汽车微机控制系统数据扫描的功能，并
能显示出微机控制系统传感器等元件的实际运行参数（数据流），以便检修人员
快速分析、诊断出故障部位；但是对扫瞄工具来讲，对错误信号的判断是有局限
性的，对超范围的信号往往会错误的认为是正确的，或者是由于“假信号”发生
的太快，扫瞄工具不能同步捕捉信号而不能显示出来。这也就是人们常常纳闷：
为什么汽车明明有故障，而扫描工具不能显示故障码的原因所在。汽车示波器就
是为进一步满足市场的需要，快速、准确的判断故障的部位与原因而出现的。汽
车示波器是以微机为核心的汽车性能综合分析设备，它除了具有解码器和扫描器
的功能外，还能通过测试接口和测试程序软件实现对汽车微机控制系统在线测试
数据的自动分析，并以波形图的形式显示出来。示波器显示的波形是对所测信号
的实时显示。因为取样的频率高，所以信号的每一重要细节都被显示出来，这样
高的速度可在发动机运转时识别出任何可造成故障的信号。而且如果需要，任何
时间都可重看波形，因为这些波形都可保存在示波器中，并在需要的时候来回放
所保存的波形。示波器具有双线或多线功能，即同时可在屏幕上看到两个或多个
单独的信号。这样就可观察一个信号如何影响另一个信号。例如可将氧传感器电
压信号输入到通道1，将喷油器脉冲输入到通道2，然后观察脉冲是否响应氧传
感器信号的变化。也可将数字示波器看成一个高速可视电压表，能够看到清晰的
信号波形，在图形上能捕捉到瞬间干扰。尖峰脉冲、噪声和所测部件的不正常波
形。
二、金奔腾汽车专用示波诊断仪介绍
我公司生产的汽车专用示波诊断仪型号为Diag Tech-I，具有四通道示
波，采样频率为500KHz，装备有16位、33 KHz CPU，液晶显示器，带有RS232
串行接口，集扫描仪、示波器、万用表与点火波形检测于一体，给广大用户在汽
车维修诊断过程中如何快速、准确的确定故障的部位与原因提供了强有力的帮
助。
示波技术在汽车维修诊断上的应用不仅可以对传统点火系统的初级、次
级波形进行检测，还可以对电控单元的各种传感器的波形进行检测，从而依据波
形的显示判断传感器的工作状态，确定故障的原因与部位。示波技术大大提高了
汽车维修诊断的速度与准确性，从而使示波技术在汽车维修诊断上得到极大的应
用。
对直接点火系统来讲，该形式的点火系统无高压电缆，火花塞被摇臂罩
盖起来，上面还配置进气岐管 的空气 导管、曲轴箱排气管等各种零件，所以诊
断发动机的点火系统相当困难。对于这种点火方式，因为没有高压电缆，无法采
样二次信号电压波形，但是每缸都有点火器（点火功率三极管），因此采样点火
一次信号电压波形进行点火系诊断是最好的方法，也是示波器的最得意之处。
三、维修实例
1、有一桑塔纳时代超人GSI轿车，发动机型号AJR。故障现象是发动
机怠速不稳，突然加大油门时，进气回火、排气放炮且高速行驶性能不好。用解
码器读出故障码是发动机霍尔传感器出现短路/断路，换件后还是一样。拔下霍
尔传感器后，发动机仍可运转，更换火花塞和高压线及电子燃油泵，故障依然没
有排除。再用解码器读故障码，仪器无故障码显示。用户在万般无奈的情况下，
来我公司寻求技术支持。
在听完用户的基本介绍以后，用我公司生产的汽车专用示波诊断仪对汽
车传感器进行检测.在检测空气流量计传感器的波形时，屏幕上显示出明显的故
障波形，见插图1，由此判断空气流量计有故障.更换空气流量计后，故障消失。
用示波器对传感器的波形检测往往会受到事倍功半的效果，用户对此非常满意。
为什么空气流量计损换以后，发动机控制单元不能监测到呢？上海桑塔
纳时代超人GSI轿车空气流量计（MAP）采用的是热膜式空气流量计，为第四代
产品，其工作原理是：ECU通过给热膜不同的电流来保持热膜恒温。当不同流量
的空气流经热膜时带走不同的热量，这时的电流变化就成为进气量的度量。在热
膜式空气流量计中，被电流加热的热电阻放在进气通道中，加热电阻保持一个不
变的温度，由于进气气流的冷却作用，使热电阻在一定的情况下有下降的趋势。
为了保持温度恒定，流过加热电阻的电流，随着进气流量、空气温度和密度的变
化，因此，电流大小的变化，可以测出进气量的多少。
当空气流量计出现故障，特别是故障不太明显时，发动机电控单元往往
监测不到空气流量计信号出故障，当然自诊断系统也就不可能储存或释放故障信
息。相反，发动机控制单元会错误地改变喷油量和点火提前角，使发动机产生怠
速不稳或加油时进气回火及排气放炮 .在此情况下，只有应用示波器对相关传感
元件进行波形检测，才能手到病除。
2.一辆捷达GT型轿车，装备4缸20气门AHP电喷发动机.怠速不稳，
加速时有冒黑烟现象，行驶过程中急加速顿车.
这种故障现象特征较为明显，首先拆检火花塞发现电极间隙过大，并且
有积碳，可以判定混合气过浓.将火花塞更换后试火，点火能量很高，此时发动
机的怠速状况有所改善，但加速时的故障现象仍然明显.
连接故障诊断仪进行检测，显示节流阀体存在故障.将故障码清除后，
重新启动发动机，但该故障码再次出现.对节流阀体用清洗剂进行清洗后，对发
动机电控单元进行基本设置.再次启动发动机，加速状况明显改善，怠速还是不
稳.进行路试时，急加速顿车现象依然明显.再用故障诊断仪进行检测，无故障码
显示.
接下来对燃油系统进行检测，怠速时燃油系统压力为0.25Mpa，拔下油
压调节器真空管，加速时油压上升状况均正常。拆下喷油嘴发现其前端积碳较多，
不过在实验台上进行超声波清洗、检查喷油嘴密封性、喷油量及雾化状况也未见
异常。因此基本可以排除燃油系统出故障的可能性。
在排除了点火及燃油系统后，如何进一步判断故障存在的部位及原因便
是用户最为关心的问题.用我公司生产的汽车专用示波诊断仪对传感元件进行检
测，当检测到空气流量计时，出现非常明显的故障波形，见插图2。更换空气流
量计后，故障消失，解决了困绕用户的难题。
3. 一辆97款丰田佳美SXV20L轿车，用户反映车辆低速行驶时发动机
转速有时会突然升高，发动机行驶乏力，易熄火且熄火后重新起动困难，但发动
机故障灯未亮.
该车的故障特征应与进气管路系统有关。首先检查各真空管有无泄漏，
怠速控制阀是否存在卡滞现象。经仔细检查后确认：各真空管路情况良好，怠速
控制阀除有些积碳外，阀门转动灵活。对怠速控制阀积碳进行清洗后，故障现象
没有消失。接上故障诊断仪对车辆进行检测，显示结果却无故障码存在.
客户就是在这种情况下来我公司进行求援的。基于以上的介绍，初
步确认是有一传感器有故障。利用我公司生产的汽车专用示波诊断仪对车辆的传
感器进行波形检测。当检测到水温传感器的波形时，出现明显的故障波形。见插
图3。更换水温传感器后，故障消失。
四、结束语
示波技术应用于汽车维修业，可以大大提高汽车故障诊断的速度与准确
度，特别是在利用扫描工具进行故障码的读取时，仪器显示无故障码，但汽车故
障特征又非常明显的情况。示波技术适应汽车技术装备的发展的需要应用于汽车
维修业，在实际的工作应用中因其在确定故障的部位与原因的准确与快速而得到
推广与发展，示波技术已成为汽车维修业需要尽快普及与掌握的工具。