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摘 要：波形分析法是指在汽车故障诊断中运用汽车专用示波器读取电控元件的波形，根据实测波形与标准波形的差异来判断故障，这就要求我们熟悉各种电控元件的波形特性，本文详细的阐述了几种常见传感器的波形检测方法以及波形特性。
关键词：汽车传感器；波形分析；空气流量计
一、 热线式空气流量传感器波形分析
空气流量计是用来计量单位时间内进入进气总管中的空气量，发动机ECU根据所测得的进气量及其他一些辅助信号确定喷油量。空气流量传感器是非常重要的传感器，发动机ECU可以根据此信号测算出发动机负荷、点火正时、怠速控制等参数，不良的空气流量计会造成喘震和怠速不稳的现象。
常见的空气流量计一般有卡门涡旋式、翼板式以及热线式，热线式空气流量计是一种模拟输出电压信号传感器，随着进气流量的增大输出电压随之增大。
启动发动机并预热至正常工作温度， 运用汽车专用示波器读取各种工况下的空气流量计波形，将发动机节气门从全关闭状态逐渐打开直至全开并持续2S，再关闭节气门使发动机怠速运转2S，接着再急加速至节气门全开，最终再回到怠速状态并读取波形。
空气流量计波形如图一所示，怠速的时候空气流量计输出信号电压为0.2V左右，随着节气门开度的增大输出电压也随之增大，当节气门全开的时候，输出电压为4V左右，当急减速的时候空气流量计输出电压会比怠速时的电压稍低。如果实测波形与标准波形存在明显差异则表明空气流量计存在故障。[ 1 ]
二、节气门位置传感器波形分析
节气门位置传感器是用来检测发动机节气门开度大小的传感器，它一般安装在节气门转轴上，分为模拟式节气门位置传感器和开关式节气门位置传感器。节气门位置传感器是一个非常重要的传感器，发动机ECU根据它检测到的信号可推算得出发动机的负荷、点火正时以及怠速控制等参数，如果节气门位置传感器损坏会引起发动机故障，比如说加速滞后。
节气门位置传感器有三根线，其中一根是ECU提供给它的电源线，另一根为传感器的接地线。模拟式节气门位置传感器实为一个可变电位计，它由一个与节气门转轴相连的滑动触针构成，所以第三根线是连接到这个可变电位计的可动触点上，输出信号电压是和节气门的开度成正比的。[ 2 ]
模拟式节气门位置传感器波形的读取方法如下：打开点火点开，ECU的传感器电源给传感器供电，缓慢地转动节气门转轴使得节气门从全闭到全开再从全开到全闭，反复几次即可读取信号波形，在整个读取过程中发动机是不需要启动运转的。节气门位置传感器信号输出波形如图二所示。当节气门关闭发动机怠速的时候其输出信号电压不足1V，随着节气门开度的增大其输出电压也随之增大，当节气门全开时输出信号电压不足5V，整个波形应该是连续的，不应有断裂出现，同时也不应该出现对地尖峰或大的跌落。
节气门位置传感器波形中经常会出现一种异样波形，当节气门开度到达不足一半的时候波形出现了对地大跌落，当节气门从全开后逐渐关闭到同样位置的时候又出现了对地大跌落，由此可以判断触点在该位置的时候出现了故障，经检查发现传感器该位置处的碳膜损坏断裂了，在日常驾驶过程中节气门开度一般都不超过50%，所以前段碳膜会更容易磨损，这样就不能向ECU提供正确的节气门位置信息，从而影响发动机的正常运行。[ 3 ]
三、 进气压力传感器波形分析
进气压力传感器是用来检测进气管真空度的，分为模拟式和数字式进气压力传感器。模拟式进气压力传感器也有三条线，其中一条是ECU提供的5V参考电压线，另一条是搭铁，第三条是输出信号线。在信号读取过程中，应该关闭其他附属电气设备，启动发动机待怠速稳定后方可读取输出信号波形。
具体操作步骤如下：发动机怠速运转逐步缓慢增大节气门开度至全开，并保持全开2秒，然后再逐渐关闭节气门，保持怠速运转2秒，接着急加速至节气门全开，最后再关闭节气门，此刻即可读取进气压力传感器的输出信号波形。不同的进气压力对应不同的输出电压，可以查阅不同車型的对应数据来判断波形是否正常，发动机节气门全闭的时候其输出信号电压一般为1.25V，节气门全开时其输出信号电压稍低于5V，全减速时其输出信号电压接近于0V。
数字输出式进气压力传感器输出的是频率调制式数字信号，其输出频率随着真空度的变化而变化，该类型传感器也是三线制。打开点火开关运用手动真空泵给传感器施以不同的真空度，读取波形。当真空泵不工作的时候其输出信号的频率为160Hz，发动机怠速时的真空度一般在19inHg，其输出信号频率约为150 Hz，具体波形如图三所示，进气压力传感器波形的幅值应该是满5V的脉冲，频率对应的真空度要符合资料数值。[ 4 ]
四、 爆震传感器波形分析
爆震传感器是点火正时的闭环反馈信号，当发动机因点火过早或燃油标号偏低而发生爆燃时，爆震传感器检测到相关信息并把该信息反馈给发动ECU，ECU重新调整点火正时以防进一步爆燃，从而有效保证发动机的正常运行。爆震传感器通常安装在发动机的缸体上，当发动机发生爆燃时缸体会出现震动，一旦震动该传感器就会产生一个电压峰值，爆燃越厉害震动越明显，传感器产生的电压峰值就越大。
爆震传感器的波形检测方法如下：首先打开点火开关，不用启动发动机，找到爆震传感器的安装位置，用金属棒敲打传感器附近的缸体，每敲击一下示波器显示上就会有相应的波形振动，敲击力度越大，波形振动幅值越大，其波形图如图四所示。
参考文献：
[1] 朱永成.氧传感器波形分析在电喷汽车维修检测中的应用[J].韶关学院学报，2008（3）：48-49.
[2] 陈明.汽车传感器波形分析在故障诊断中的应用[J].汽车电器，2009（4）：33-34
[3] 魏秋兰.波形分析在汽车电子控制系统故障诊断中的应用[J].汽車实用技术，2015（1）：136-137.
[4] 吴心平.波形分析法在汽车故障诊断中的应用[J].拖拉机与农用运输车，2006（12）：92-94.
基金项目：
无锡商业职业技术学院2016年校级课题《基于波形分析法的电控发动机故障诊断研究》（课题编号SYKJ16B23）。
作者简介：王斌（1982-），男，江苏宝应人，硕士，实验师、汽车维修高级技师，研究方向：汽车检测与维修。
关键词：汽车传感器；波形分析；空气流量计
一、 热线式空气流量传感器波形分析
空气流量计是用来计量单位时间内进入进气总管中的空气量，发动机ECU根据所测得的进气量及其他一些辅助信号确定喷油量。空气流量传感器是非常重要的传感器，发动机ECU可以根据此信号测算出发动机负荷、点火正时、怠速控制等参数，不良的空气流量计会造成喘震和怠速不稳的现象。
常见的空气流量计一般有卡门涡旋式、翼板式以及热线式，热线式空气流量计是一种模拟输出电压信号传感器，随着进气流量的增大输出电压随之增大。
启动发动机并预热至正常工作温度， 运用汽车专用示波器读取各种工况下的空气流量计波形，将发动机节气门从全关闭状态逐渐打开直至全开并持续2S，再关闭节气门使发动机怠速运转2S，接着再急加速至节气门全开，最终再回到怠速状态并读取波形。
空气流量计波形如图一所示，怠速的时候空气流量计输出信号电压为0.2V左右，随着节气门开度的增大输出电压也随之增大，当节气门全开的时候，输出电压为4V左右，当急减速的时候空气流量计输出电压会比怠速时的电压稍低。如果实测波形与标准波形存在明显差异则表明空气流量计存在故障。[ 1 ]
二、节气门位置传感器波形分析
节气门位置传感器是用来检测发动机节气门开度大小的传感器，它一般安装在节气门转轴上，分为模拟式节气门位置传感器和开关式节气门位置传感器。节气门位置传感器是一个非常重要的传感器，发动机ECU根据它检测到的信号可推算得出发动机的负荷、点火正时以及怠速控制等参数，如果节气门位置传感器损坏会引起发动机故障，比如说加速滞后。
节气门位置传感器有三根线，其中一根是ECU提供给它的电源线，另一根为传感器的接地线。模拟式节气门位置传感器实为一个可变电位计，它由一个与节气门转轴相连的滑动触针构成，所以第三根线是连接到这个可变电位计的可动触点上，输出信号电压是和节气门的开度成正比的。[ 2 ]
模拟式节气门位置传感器波形的读取方法如下：打开点火点开，ECU的传感器电源给传感器供电，缓慢地转动节气门转轴使得节气门从全闭到全开再从全开到全闭，反复几次即可读取信号波形，在整个读取过程中发动机是不需要启动运转的。节气门位置传感器信号输出波形如图二所示。当节气门关闭发动机怠速的时候其输出信号电压不足1V，随着节气门开度的增大其输出电压也随之增大，当节气门全开时输出信号电压不足5V，整个波形应该是连续的，不应有断裂出现，同时也不应该出现对地尖峰或大的跌落。
节气门位置传感器波形中经常会出现一种异样波形，当节气门开度到达不足一半的时候波形出现了对地大跌落，当节气门从全开后逐渐关闭到同样位置的时候又出现了对地大跌落，由此可以判断触点在该位置的时候出现了故障，经检查发现传感器该位置处的碳膜损坏断裂了，在日常驾驶过程中节气门开度一般都不超过50%，所以前段碳膜会更容易磨损，这样就不能向ECU提供正确的节气门位置信息，从而影响发动机的正常运行。[ 3 ]
三、 进气压力传感器波形分析
进气压力传感器是用来检测进气管真空度的，分为模拟式和数字式进气压力传感器。模拟式进气压力传感器也有三条线，其中一条是ECU提供的5V参考电压线，另一条是搭铁，第三条是输出信号线。在信号读取过程中，应该关闭其他附属电气设备，启动发动机待怠速稳定后方可读取输出信号波形。
具体操作步骤如下：发动机怠速运转逐步缓慢增大节气门开度至全开，并保持全开2秒，然后再逐渐关闭节气门，保持怠速运转2秒，接着急加速至节气门全开，最后再关闭节气门，此刻即可读取进气压力传感器的输出信号波形。不同的进气压力对应不同的输出电压，可以查阅不同車型的对应数据来判断波形是否正常，发动机节气门全闭的时候其输出信号电压一般为1.25V，节气门全开时其输出信号电压稍低于5V，全减速时其输出信号电压接近于0V。
数字输出式进气压力传感器输出的是频率调制式数字信号，其输出频率随着真空度的变化而变化，该类型传感器也是三线制。打开点火开关运用手动真空泵给传感器施以不同的真空度，读取波形。当真空泵不工作的时候其输出信号的频率为160Hz，发动机怠速时的真空度一般在19inHg，其输出信号频率约为150 Hz，具体波形如图三所示，进气压力传感器波形的幅值应该是满5V的脉冲，频率对应的真空度要符合资料数值。[ 4 ]
四、 爆震传感器波形分析
爆震传感器是点火正时的闭环反馈信号，当发动机因点火过早或燃油标号偏低而发生爆燃时，爆震传感器检测到相关信息并把该信息反馈给发动ECU，ECU重新调整点火正时以防进一步爆燃，从而有效保证发动机的正常运行。爆震传感器通常安装在发动机的缸体上，当发动机发生爆燃时缸体会出现震动，一旦震动该传感器就会产生一个电压峰值，爆燃越厉害震动越明显，传感器产生的电压峰值就越大。
爆震传感器的波形检测方法如下：首先打开点火开关，不用启动发动机，找到爆震传感器的安装位置，用金属棒敲打传感器附近的缸体，每敲击一下示波器显示上就会有相应的波形振动，敲击力度越大，波形振动幅值越大，其波形图如图四所示。
参考文献：
[1] 朱永成.氧传感器波形分析在电喷汽车维修检测中的应用[J].韶关学院学报，2008（3）：48-49.
[2] 陈明.汽车传感器波形分析在故障诊断中的应用[J].汽车电器，2009（4）：33-34
[3] 魏秋兰.波形分析在汽车电子控制系统故障诊断中的应用[J].汽車实用技术，2015（1）：136-137.
[4] 吴心平.波形分析法在汽车故障诊断中的应用[J].拖拉机与农用运输车，2006（12）：92-94.
基金项目：
无锡商业职业技术学院2016年校级课题《基于波形分析法的电控发动机故障诊断研究》（课题编号SYKJ16B23）。
作者简介：王斌（1982-），男，江苏宝应人，硕士，实验师、汽车维修高级技师，研究方向：汽车检测与维修。