基于博世FSA740的電控點(diǎn)火波形的檢測(cè)

王 軍，孫旭光

（庫爾勒巴音郭楞職業(yè)技術(shù)學(xué)院交通工程系，新疆 庫爾勒 841000）

現(xiàn)代汽車技術(shù)日新月異，許多汽車都采用了電控?zé)o分電器的點(diǎn)火系統(tǒng)。其特點(diǎn)是:取消了機(jī)械式配電裝置而采用電子配電裝置，消除了正時(shí)齒輪傳動(dòng)鏈和分電器驅(qū)動(dòng)齒輪等的間隙對(duì)點(diǎn)火正時(shí)的影響；沒有分火頭和分電器，因而避免了裂蓋、炭精棒磨損、分火頭漏電、潮濕不發(fā)火等故障；占用的空間小，有利于設(shè)計(jì)體積較小的發(fā)動(dòng)機(jī)；點(diǎn)火正時(shí)通常不用調(diào)整，維修簡(jiǎn)便。但同時(shí)也為汽車維修人員帶來檢測(cè)方面的更高要求。掌握基于波形檢測(cè)技術(shù)的不解體維修技術(shù)已是很多維修人員的迫切需要。下面介紹如何使用德國博世公司的FSA740發(fā)動(dòng)機(jī)故障檢測(cè)儀進(jìn)行點(diǎn)火初級(jí)和次級(jí)波形檢測(cè)。

1 德國博世公司的FSA740發(fā)動(dòng)機(jī)故障檢測(cè)儀介紹

博世FSA740發(fā)動(dòng)機(jī)故障檢測(cè)儀是在原發(fā)動(dòng)機(jī)綜合分析儀的基礎(chǔ)上改進(jìn)而成的，為汽車修理站進(jìn)行檢測(cè)車輛而設(shè)計(jì)的一種模塊化檢測(cè)設(shè)備。其外形圖如圖1所示。根據(jù)汽車電子技術(shù)的發(fā)展水平和實(shí)際作業(yè)要求，添加了一些新的功能。其系統(tǒng)和檢測(cè)軟件建立在Windows平臺(tái)上，便于使用，兼容性好，功能強(qiáng)大。FSA740故障檢測(cè)儀可以根據(jù)用戶需要進(jìn)行模塊組合，來完成更多的檢測(cè)項(xiàng)目，能夠滿足日常的大部分診斷工作?，F(xiàn)在1臺(tái)博世FSA740（標(biāo)準(zhǔn)型）售價(jià)為36.5萬元人民幣。一般較完整的配置應(yīng)包括硬件和軟件2部分。

1.1 硬件部分

1）KTS診斷模塊 實(shí)際上是一個(gè)汽車故障診斷儀 （解碼器），用于與汽車電子系統(tǒng)ECU的通信，可以讀出汽車計(jì)算機(jī)系統(tǒng)所記憶的故障碼及故障數(shù)據(jù)，從而準(zhǔn)確地定位故障。

2）測(cè)量模塊 這是一個(gè)獨(dú)立的模塊，通過USB接口與主機(jī)連接，其上預(yù)裝了各種檢測(cè)傳感器，并包含可存儲(chǔ)的雙通道電子示波器和數(shù)字萬用表，可測(cè)量初級(jí)、次級(jí)點(diǎn)火系統(tǒng)的點(diǎn)火波形和汽車上傳感器、執(zhí)行器及其他電氣設(shè)備的信號(hào)和計(jì)算機(jī)指令信號(hào)。

3）信號(hào)模擬模塊 可根據(jù)汽車上傳感器的信號(hào)類型，選擇量值模擬輸出以代替原傳感器的信號(hào)來判斷故障。

4）尾氣分析儀模塊 可測(cè)量尾氣中CO2、HC、CO、O2、NOx五種氣體的濃度，并通過尾氣分析判斷發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒方面的故障。

5）打印機(jī)模塊 可以實(shí)時(shí)打印故障單。

1.2 軟件部分

博世FSA740故障診斷儀的主機(jī)中預(yù)裝了FSA系統(tǒng)軟件和ESI［tropic］軟件。

1.2.1 FSA系統(tǒng)軟件功能

1）汽車信息識(shí)別 可以通過客戶數(shù)據(jù)、默認(rèn)設(shè)置、制造商商標(biāo)或者代碼編號(hào)來識(shí)別汽車的相關(guān)信息。

2）車輛系統(tǒng)分析 主要包含引導(dǎo)檢查步驟、不解體部件測(cè)試、具備示波器 （檢測(cè)和顯示波形）的功能、檢測(cè)URI（測(cè)量電壓、電阻分析、電流）等功能。

3）信號(hào)發(fā)生器的功能 只有博世公司為發(fā)動(dòng)機(jī)分析儀添加了信號(hào)發(fā)生器功能，它可以測(cè)試傳感器及其供電電路和連接件。使用CH2通道可以輸出搭鐵信號(hào)，信號(hào)形式可以是正弦波、方波、三角形波或者直流電壓；同時(shí)可以使用CH1通道顯示應(yīng)答信號(hào)的示波器波形。

4）對(duì)比曲線的功能 通過存儲(chǔ)與顯示元件標(biāo)準(zhǔn)波形，可以對(duì)當(dāng)前波形進(jìn)行比對(duì)，從而迅速發(fā)現(xiàn)故障。

5）設(shè)置參數(shù)功能 設(shè)置所有檢測(cè)步驟的參數(shù)，如語言、單位、轉(zhuǎn)速、量程、范圍等。

1.2.2 電子信息服務(wù)系統(tǒng)ESI［tropic］軟件

這是一個(gè)電子版的配件和維修資料系統(tǒng)。包含維修引導(dǎo)、故障碼說明、電路圖等信息。通過它維修人員能夠找到關(guān)于車輛和測(cè)試過程的所有重要資料。

2 電控點(diǎn)火系統(tǒng)初級(jí)繞組電壓波形測(cè)試

2.1 初級(jí)點(diǎn)火波形作用

1）由于初級(jí)點(diǎn)火的電壓特性可以通過初級(jí)和次級(jí)點(diǎn)火線圈的互感返回到初級(jí)電路，所以點(diǎn)火線圈初級(jí)波形對(duì)故障診斷是非常有用的。

2）點(diǎn)火初級(jí)波形主要用于檢查火花塞、高壓線的短路和斷路故障，或檢查火花塞污損的故障，這是造成點(diǎn)火不良的重要原因。

2.2 無分電器的分組電控點(diǎn)火系統(tǒng)的初級(jí)電壓測(cè)試

以桑塔納志俊發(fā)動(dòng)機(jī)為例，在這種獨(dú)立點(diǎn)火系統(tǒng)中，點(diǎn)火線圈是一種帶有兩個(gè)次級(jí)輸出端的點(diǎn)火線圈，即每個(gè)點(diǎn)火線圈與兩個(gè)火花塞相連。點(diǎn)火時(shí)在相對(duì)應(yīng)的兩個(gè)氣缸里同時(shí)產(chǎn)生兩個(gè)火花，其中一個(gè)在氣缸A的工作沖程內(nèi)為主火花，而另外一個(gè)在氣缸B的排氣沖程內(nèi)為輔助火花，且這兩個(gè)火花的極性相反。如果一個(gè)火花塞由于開路使這個(gè)點(diǎn)火回路斷開，那么和它共用一個(gè)點(diǎn)火線圈的火花塞也因電氣線路故障而不能跳火。如果一個(gè)火花塞由于短路而不能跳火，但電氣回路沒有斷開，那么和它共用一個(gè)點(diǎn)火線圈的火花塞仍然能夠跳火。圖2為該發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火系電路圖。

分析可知，發(fā)動(dòng)機(jī)的點(diǎn)火線圈是由2部分的繞組組成:低壓部分的初級(jí)繞組和高壓部分的次級(jí)繞組。當(dāng)初級(jí)繞組的電流被截止時(shí)，通過互感作用，在次級(jí)繞組上將產(chǎn)生高達(dá)15～20kV的電壓，所以，高、低壓兩者的波形有所不同。其中點(diǎn)火線圈4針插頭的1號(hào)針腳、3號(hào)針腳為初級(jí)繞組的信號(hào)控制線，通過ECU控制初級(jí)繞組中電路的導(dǎo)通和截止。2號(hào)針腳為12V電源線，4號(hào)針腳為搭鐵線。檢測(cè)波形時(shí)將波形檢測(cè)設(shè)備的測(cè)試探頭連接在1號(hào)針腳或3號(hào)針腳信號(hào)線就可。

2.3 無分電器、無分缸線的獨(dú)立點(diǎn)火系統(tǒng)的次級(jí)電壓測(cè)試

以現(xiàn)代伊蘭特G4ED發(fā)動(dòng)機(jī)為例，其電路如圖3所示。該點(diǎn)火系統(tǒng)為先進(jìn)的電控直接點(diǎn)火系統(tǒng)。既無分電器，又無高壓線，每個(gè)火花塞配一個(gè)直接裝在其上部的點(diǎn)火線圈，單獨(dú)地直接對(duì)每個(gè)氣缸點(diǎn)火。但其初級(jí)繞組的電路原理與無分電器的分組電控點(diǎn)火系統(tǒng)的是一樣的。檢測(cè)初級(jí)繞組的電壓波形的方法也相同。即:連接FSA740發(fā)動(dòng)機(jī)故障檢測(cè)儀的測(cè)試接頭到ECU的信號(hào)針腳即可。

2.4 初級(jí)繞組電壓波形的測(cè)量方法

2.4.1 FSA740發(fā)動(dòng)機(jī)故障檢測(cè)儀連線方法

1）將蓄電池連接電纜的紅色鉗和黑色鉗分別連接在蓄電池的正負(fù)極上。

2）將感應(yīng)式鉗式脈沖信號(hào)檢測(cè)器連接在第一個(gè)氣缸的點(diǎn)火電纜上。

3）對(duì)于桑塔納志俊發(fā)動(dòng)機(jī)來說，將FSA740發(fā)動(dòng)機(jī)故障檢測(cè)儀的初級(jí)適配電纜中的綠色探頭連在點(diǎn)火線圈插座的1號(hào)針腳或3號(hào)針腳信號(hào)線上，黃色探頭搭鐵。對(duì)于現(xiàn)代伊蘭特G4ED發(fā)動(dòng)機(jī)來說，將初級(jí)適配電纜中的綠色探頭接到ECU的信號(hào)針腳上，并且將黃色探頭搭鐵。

4）將30A鉗式電流計(jì) （CH1）夾在通向點(diǎn)火線圈端子15／+的所有電纜上 （箭頭指向點(diǎn)火線圈）。

2.4.2 FSA740發(fā)動(dòng)機(jī)故障檢測(cè)儀軟件操作方法

1）首先選擇程序，進(jìn)入Boash，再進(jìn)入FSA程序。

2）選擇示波器中點(diǎn)火初級(jí)電壓選項(xiàng)畫面。

3）起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)使水溫達(dá)到正常溫度，怠速運(yùn)轉(zhuǎn)，便得到如圖4所示初級(jí)點(diǎn)火波形圖。

3 電控點(diǎn)火系統(tǒng)次級(jí)繞組的電壓波形測(cè)試

3.1 次級(jí)點(diǎn)火波形的作用

次級(jí)點(diǎn)火波形能夠提供有關(guān)各個(gè)氣缸點(diǎn)火和燃燒情況非常有價(jià)值的資料，次級(jí)點(diǎn)火波形受不同發(fā)動(dòng)機(jī)燃油系統(tǒng)和點(diǎn)火系統(tǒng)的影響，所測(cè)波形形狀的正確與否，線條的粗細(xì)長短，數(shù)據(jù)的大小及是否穩(wěn)定都與發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)械部件、燃燒系統(tǒng)部件及點(diǎn)火系統(tǒng)部件有特定的相關(guān)關(guān)系，因此次級(jí)點(diǎn)火波形能夠幫助有效而正確地檢測(cè)出發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒系統(tǒng)及點(diǎn)火系統(tǒng)的故障。學(xué)會(huì)次級(jí)點(diǎn)火波形的觀察、分析方法，對(duì)診斷點(diǎn)火系統(tǒng)相關(guān)的故障是非常有用的。

3.2 次級(jí)繞組電壓波形的測(cè)量方法

3.2.1 FSA740發(fā)動(dòng)機(jī)故障檢測(cè)儀連線方法

1）將FSA740發(fā)動(dòng)機(jī)故障檢測(cè)儀的蓄電池連接電纜的紅色鉗和黑色鉗分別連接在蓄電池的正負(fù)極上。

2）將感應(yīng)式鉗式脈沖信號(hào)檢測(cè)器連接在第一個(gè)氣缸的點(diǎn)火電纜上。

3）將次級(jí)檢測(cè)傳感器 （黑色或者紅色）夾在點(diǎn)火線圈和火花塞之間的點(diǎn)火高壓線上。根據(jù)點(diǎn)火線圈輸出端的極性，將次級(jí)檢測(cè)傳感器連接在相應(yīng)點(diǎn)火高壓線上。如果是雙火花線圈，將2個(gè)紅色的次級(jí)檢測(cè)傳感器分別接在1缸和2缸的點(diǎn)火高壓線上，2個(gè)黑色的次級(jí)檢測(cè)傳感器分別接在3缸和4缸的點(diǎn)火高壓線上。這樣就可以保證輸出波形的跳火電壓都是朝上的。

3.2.2 FSA740發(fā)動(dòng)機(jī)故障檢測(cè)儀軟件操作方法

1）選擇程序，進(jìn)入Boash，再進(jìn)入FSA程序。

2）選擇示波器中點(diǎn)火次級(jí)電壓選項(xiàng)畫面。

3）起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)使水溫達(dá)到正常溫度，怠速運(yùn)轉(zhuǎn)，得到如圖5所示次級(jí)點(diǎn)火波形圖。

4 結(jié)束語

FSA740發(fā)動(dòng)機(jī)故障檢測(cè)儀不僅可以檢測(cè)點(diǎn)火波形，還可以檢測(cè)許多傳感器信號(hào)以及汽車上的執(zhí)行器上的控制信號(hào)波形，它使維修人員養(yǎng)成先檢測(cè)后維修的良好習(xí)慣，避免了盲目地大拆大卸，大大提高了工作效率，也提高了維修企業(yè)的檔次和維修品質(zhì)。

［1］朱軍.電子控制發(fā)動(dòng)機(jī)電路波形分析［M］.北京:機(jī)械工業(yè)出版社，2004.

［2］張建俊.汽車檢測(cè)與故障診斷技術(shù)［M］.北京:機(jī)械工業(yè)出版社，1999.

［3］宋福昌.汽車傳感器識(shí)別與檢測(cè)圖解［M］.北京:電子工業(yè)出版社，2003.

［4］李東江.汽車電控系統(tǒng)的萬用表檢測(cè)［M］.北京:機(jī)械工業(yè)出版社，2003.