九、常规检测工具及仪器的使用技巧
1.试灯的使用技巧
试灯用于检测用电器的工作电压及工作方式。试灯最突出的优点是操作简单,测量结果直观,能够消除虚电压。例如,试灯明亮说明电压较高,试灯暗亮说明电压较低,试灯亮度恒定说明工作电压为直流电压,试灯闪亮说明工作电压为脉冲电压。可以将车灯制成试灯,小灯灯泡可以制成小功率试灯(5W左右),前照灯或雾灯灯泡可以制成大功率试灯(50W左右)。
试灯的功率不同,具体用途也不同。一般来说小功率试灯的用途更为广泛,其原因是阻值较大,不易损坏车上的电气部件。小功率试灯与电磁阀的阻值大致相同,因此在许多情况下都可以用小功率试灯替代电磁阀,判断线路和工作电压是否正常,故障码是否可以清除。
一般来说试灯不用于检测传感器的信号线以及10v以下的电源线,这是为了防止因电流过大而损坏电气部件。但这种使用原则并不是一成不变的,可以灵活掌握。例如5W以下的小功率试灯,由于其阻值较大而工作电流小,可以用它进行传感器信号线搭铁试验,通过故障码内容的变化来分析故障原因。再有就是可以使用小功率试灯跨接电源线和搭铁线,然后再使用万用表测量电压,这样就可以消除虚电压的故障因素,测量结果准确。需要特别注意的是,虽然可以使用小功率试灯对传感器的信号线进行搭铁试验,但绝对不要利用小功率试灯向传感器及其线路提供蓄电池电压,这是因为即使是串联小功率试灯之后的电流,也足以损坏芯片之类的电子元件。
大功率试灯一般只用于大功率用电器的检测工作。起动机、电动机、鼓风机、散热风扇等都属于大功率用电器,在检测时可以使用大功率试灯进行代替。不要使用大功率试灯检测传感器、控制单元(除了供电线路)以及小功率执行器,否则容易出现烧损故障。
2.二极,试灯的使用技巧
在发光二极管上串联一个500Ω即可制成一个二极管试灯(LED)。二极管试灯的优点是测量结果直观,对测量电路干扰小,不会对电子元件造成损坏。二极管试灯也有其固有的缺点,就是无法消除虚电压现象,因此二极管试灯点亮并不能说明供电线路是良好的,只能说明有电压存在。有一些专用的二极管试灯能够通过不同颜色的LED灯点亮来指示电位高低,这种二极管试灯称为逻辑测试笔,特别适用于脉冲信号的检测工作。逻辑测试笔见图22。
为了最大限度地发挥二极管试灯的作用,可以采用在线法进行检测,消除虚电压,使测量结果准确。
3.万用裹的使用技巧
万用表是电气部件检测工作中使用频繁且功能最多的检测仪器。常见的万用表有两种:指针式万用表和数字式万用表。指针式万用表由于操作不便且存在正、负极性的问题,在汽车维修工作中不经常使用。数字万用表功能多、操作简单,不易损坏,使用比较广泛。万用表虽然有许多功能,但经常使用到的功能是测量电阻、电压和频率(占空比)。电阻测量方法简单,电压和频率测量方法相比复杂一些。万用表的使用方法见图23。
(1)测量电压的注意事项
1)选择与测量电压最为接近的电压档位,以便提高测量精度。
2)测量直流电压时要选择直流电压档位,测量交流电压时要选择交流电压档位,不要混淆,否则测量不到电压或测量结果不正确。
3)为了消除虚电压现象,可以采用在线法进行测量,即不要拔下用电器的线束插头,将万用表的表笔跨接在用电器的端子上,这样既不影响用电器的工作情况,也不会产生虚电压现象,测量结果非常准确。
(2)测量频率的注意事项
只有变化的信号才会产生频率,因此在测量频率时可以选择三种档位:交流电压档位、频率档位和占空比档位。例如,测量线性电磁阀信号线时,可以将万用表拨到占空比档位,读取占空比数值,判断工作负荷。总之,在检修时维修人员应该多尝试几种测量方法,积累经验数据,形成自己独有的检测方法,这样维修技术就会有所提高。
4.示波器的使用技巧
示波器在汽车维修工作中已逐渐普及,其最突出的优点是能够让我们看到信号的变化情况,从而发现细微的异常点。有些通用型诊断仪本身就带有示波器功能,操作方法并不难,关键在于如何能够根据测量到的波形分析出故障原因,以及如何辨别真实波和杂波。在很多情况下,示波器显示的信号波形并不能完全反映出信号是正确的,因为这需要标准波形进行同步对比,只通过储存的标准波形进行对比是不够充分的。下面对相关注意事项进行说明。
1)在检测过程中应适当调整屏幕的时间格单位和电压格单位,使显示的信号波形适中,不要过于密集或过于疏松,信号电压不要过高或过低,以便能够清晰地观察到波形变化情况,从中发现异常点。示波器的显示界面见图24。
2)实际测量到的直流电压波形和矩形脉冲波形不可能十分平整,因为车辆供电系统电压本身就是变化的,只要细微的变化量在设定值范围内,就可以认为是正常的。对于一些杂波应视具体情况对待,不要认为杂波一定会对信号造成影响,比较好的方法是结合故障码内容对相关部位进行检修,在需要更换部件时一定要以故障码内容为主,以观察到的波形为辅,其原因是控制单元的故障码设定条件是多方面的,信号波形只是其中一方面,我们不能认为有波形就是正常的,也不能认为波形不平整就一定会产生故障码,应该结合其他检测方式来综合进行分析,找到故障原因,排除故障。
5.油压表的使用方法
油压表可以用于检查油泵的状态、主油压的增压情况、压力调节阀和增压阀的运行状况、最低主油压和最高主油压等,见图25。
油压表是自动变速器维修工作中必备的工具,实际上却往往被忽视,有些维修人员一味地通过换件来找故障点,不仅增加维修成本,而且效率低,对提高技术也没有多大帮助。再有,越来越多的维修人员开始使用诊断仪来查找故障原因,但诊断仪上显示的压力值并不总是实际的油压值。某些自动变速器使用闭环液压控制系统,油压信号由传感器传送至控制单元,这些信号可以作为实际油压的参考值。但是很多自动变速器没有这类传感器,诊断仪显示的压力数据实际上是控制单元发给EPC电磁阀的指令值。这个指令值应该与油压表实际测得的压力值相同,相同意味着EPC电磁阀、油压调节阀和油泵都工作正常。如果不用油压表实际测量油压,那么就无法通过对比来判断实际油压是否正常,也就无法判断相关部位是否正常。
油压表基本操作规则如下:油压表的量程应大于预计的最大油压值,以防止油压表损坏;在路试中进行油压测试是必需的,因为将车辆放在举升机上测量油压,自动变速器的载荷与实际行驶时的载荷是完全不同的;避免将油压表接到驾驶室内,因为如果油压表破裂,那么会造成车内污染,甚至影响行车安全。比较好的方法是将油压表贴在风窗玻璃下沿,固定好且不影响视线;如果由于连接油压表而无法完全关闭发动机舱盖,那么必须采取相应的保护措施,防止路试时发动机舱盖突然弹开。
许多自动变速器都为每条油路设置了油压测试孔,这可以方便维修人员利用油压表检测每个执行元件的工作压力,然后与主油压进行比较,从而判断执行元件的油路是否存在泄压。在以下情况下,我们可以利用油压表对故障进行诊断:自动变速器在进入D位时或换档时有打滑或空转现象;自动变速器在进入D位时有滞后现象;自动变速器在进入D位时或换档时有冲击或不连续的换档现象;液力变矩器出现锁止打滑,自动变速器上有液力变矩器进油和锁止离合器释放油压的检测口,可以检测相关油压;当需要获得自动变速器在土作中的实际油压变化量时,可以观察油压表指针摆动的情况,从而判断油压状态是否正常。
大多数自动变速器的主油压测试口没有任何限流装置,油压来自于油泵或直接来自于主调压阀,因此在此处可以准确地获得主油压值,即使有一个离合器或制动器的油路存在泄漏,也无关大碍。大多数自动变速器的离合器和制动带的油路检测口位于油路供给处的节流孔和被供油的执行元件之间,因为这里的节流孔通常都较小,因此即使离合器或制动带的油路有泄漏,也不会对主油压的读数造成太大影响。例如,某个离合器油路通过一个直径为1. 60mm的节流孔供油,由于离合器活塞的唇形油封损坏了,离合器工作时的泄油量远远大于它的进油量,因此油压表显示的该离合器的油压为0或接近于0,但测量主油压的油压表只会显示很小的油压降低量,这就是节流孔在离合器供油管路中起的节流作用。由此说明用油压表检测离合器工作油庄的重要性,若该油压和主油压相差超过10%,则说明该离合器油路存在不正常的泄漏;若二者相差小于10%,则属正常现象,因为离合器上的密封环并不能完全密封。平时在安装液压阀体前对各液压执行元件进行气压测试时,经常听见细微的漏气声,这就是小于10%的正常泄漏。
利用油压表还可以检查油泵的状况,这是通过测量怠速时最低主油压和最高主油压来判断的。对于电控自动变速器,断开EPC电磁阀的插头,可以得到最高主油压。对于老式的通过连接杆或连接线来控制主油压增压的液控自动变速器,则需要将它调到最高油压的位置,然后再进行主油压测试。有些自动变速器的增压是通过真空方式控制的,断开真空管可得到最高主油压。总之,无论哪种自动变速器,一旦满足产生最高主油压的条件,怠速时就应该产生最高主油压,否则就说明油泵的容量有问题。
对于换档冲击问题,如果油压表读到的主油压值在换档冲击前正常而在换档后不再正常,那么说明被执行的元件(离合器或制动带)可能存在泄漏,或者使用了错误的摩擦片及ATF品质不好。不同品牌的摩擦片和ATF会使离合器作用的速度有所不同,因此最好使用原厂的摩擦片和正确型号的ATF。
许多新款的自动变速器是通过控制单元来监测换档过程中的传动比变化时间的,如果在预期时间内传动比没有变化,那么控制单元会升高主油压以促使离合器或制动带动作。若在换档进行前油压已经过高,则有可能是油压控制系统或输入控制单元的信号出了问题。诊断的关键点是查看控制单元是否发出相应的指令,若油压增高的指令已发出,则检查自动变速器外部的问题;若没有发出增压的指令,则需要检查自动变速器内部的问题。
在进行自动变速器油压测试中,如果油压表的读数不断波动,那么通常表明存在以下情况:
1)滤网上有裂缝或者油泵的吸入端存在泄漏而导致空气被吸入。当空气混入ATF时会被压缩,但ATF油不可压缩,因此当空气被油泵吸入时油压会下降,而当进入油泵的ATF突然增多时油压又会升高。如果这个过程十分剧烈,那么油压表的指针就会来回摆动。
2)油泵内的叶片定位圈断裂,导致油泵叶片在大负荷下发生位移,油压来回波动,油压表的指针也会随之来回摆动。
6.诊断仪的使用要点
有两种自诊断方法:人工方法和仪器方法。人工自诊断的方法已逐渐淘汰,诊断仪的使用率越来越高,不仅能够读取故障码、控制版本信息和数据流,而且还能够进行编程(编码)、功能匹配以及元件测试。目前新款车型的电控系统自诊断功能越来越完善,下面对诊断仪的使用要点进行说明。
(1)正确理解故降码的含义
故障码信息是人机沟通的语言,它使得电控系统的故障诊断与维修变得简单而快捷。但由维修经验可知,并不是所有故障码都能真实地反映故障原因,盲目地根据故障码进行检修有可能使简单的问题变得复杂,使复杂的问题变得扑朔迷离。因此笔者认为正确理解故障码的含义是非常重要的,这也是自诊断工作的第一要素。
1)故障码的分类。根据故障产生的条件,可以将故障码分为两类:自生性故障码和他生性故障码。自生性故障码是指由故障码内容所涉及部件或相关电路导致的故障码。他生性故障码是指非故障码内容涉及部件或相关电路以及非电控问题导致的故障码。在实际检修过程中,如果控制单元储存的是自生性故障码,那么故障一般可以通过换件或维修相关电路得到排除。如果控制单元储存的是他生性故障码,那么更换故障码涉及的部件或维修相关电路,不但不能排除故障,有时甚至会使维修工作误入歧途。
相比之下,他生性故障码的检修工作是有难度的,因为故障码信息往往比较抽象,不同系统之间的功能关联性比较强,需要考虑的故障因素较多,而需要更换的部件往往比较昂贵,故障总是难以彻底排除。下面对他生性故障码的检修要点进行说明。
①分析自生性故障码与他生性故障码之间是否有功能连带性,若有功能连带性,则先解决自生性故障码相关的问题,然后再解决他生性故障码的相关问题。
②通过查看数据流来分析相关数据是否超出了设定范围,查找他生性故障码产生的原因。
③与总线通信相关的故障码通常属于他生性故障码。对于此类问题应重点检查故障码内容涉及的控制单元是否有故障码,若有故障码则一定要先解决自生性故障码的相关问题,然后再解决他生性故障码的相关问题,这是因为他生性故障码往往是自生性故障码连带产生的,当自生性故障码问题解决之后,他生性故障码问题往往就一同解决了。
④他生性故障往往是间歇出现的,或者是在特定工况下才会产生。当清除掉故障码之后,故障不会很快再现,而是需要车辆运行一段时间之后才有可能重现。因此不要认为他生性故障码对车况的影响较小,也不要随意清除掉他生性故障码而忽视了它的诊断价值。应该深入分析其产生原因,作用的机理,这样有助于我们加深对系统工作原理的理解,提高维修水平。
2)故障码的性质。按照存在形式可以将故障码分为两类:偶发性故障码和持续性故障码。偶发性故障码又称为历史故障码、记忆故障码或间歇故障码。持续性故障码又称为真实故障码或非间歇性故障码。区分偶发性故障码和持续性故障码的方法有两种,一种是根据故障码内容进行识别(内容中包括偶发、间歇性、当前不存在或SP等术语),另一种是采用清除故障码的方法进行识别,故障码清除之后重新起动车辆,若某个故障码再次出现,则说明该故障码是持续性故障码。故障码性质不同,检修方法及侧重点出不同。下面对相关问题进行说明。
①偶发性故障码的检修要点。这类故障码的共同特点是相关故障当前不存在,只要进行清除,故障码及相关故障症状就会消失,但不能保证以后是否还会出现。产生偶发性故障码的原因有很多,例如曾经断开过系统电源,拔插过电气部件的线束插头,信号受到干扰而产生故障记忆,其他系统故障产生的连带性故障记忆,持续性故障码产生的连带故障记忆等。
虽然偶发性故障码可能导致自动变速器控制系统的换档功能失效或某些元件工作异常,但检修原则是先解决持续性故障码的相关问题,然后再处理偶发性故障码的相关问题。在清除故障码之前应先对所有故障码进行记录,防止一旦清除后偶发性故障码不再出现,缺少相关诊断信息。在每次检修作业之后,不要轻易地下结论,认为故障已彻底排除,而是应该进行试车或者通过车主使用一段时间之后再确认故障是否彻底排除。若故障重现,则进行更全面的修理工作,直到故障彻底排除。
②持续性故障码的检修要点。这类故障码的共同特点是相关故障当前存在,故障码无法清除掉或短时间内再次出现。辨别这类故障码的方法很简单,即清除后剩下的故障码便是持续性故障码,在故障码内容中会有非间歇性、当前存在等术语。持续性故障码会导致发动机故障灯或其他相关警告灯异常点亮,相关控制功能失效,因此必须予以解决,相关检修工作也是检修工作的重点。检修原则如下:根据故障码内容对相关部件及线路进行检查,视情修理或更换性能不良或损坏的部件,在作业完成之后清除故障信息,检查故障码能否彻底清除掉,发动机故障灯及相关警告灯能否正常熄灭。
3)故障码的语义。故障码的内容以文本形式显示,其中包括了故障部件、故障原因及故障性质等信息。对于某些高级汽车的电子制动及稳定控制系统,故障码内容还包括产生条件,故障产生的次数,行驶里程以及时间等信息。这些信息为我们的检修工作提供很好的辅助信息,但由于故障存储器的容量所限和专业术语的特殊性,有时候故障码的含义变得比较抽象,难以理解。下面对这方面问题进行说明。
①断路/对地短路。断路是指导线与控制单元断开,对地短路是指导线与车身搭铁导通或形成搭铁回路。对于信号线来说,以上这两种情况都会导致信号电压过低或没有信号电压,控制单元视这两种情况是同一故障性质,因此在故障码中“断路/对地短路”总是一起出现,在具体检修工作中则要视情对待。如果线路检测结果是正常的,那么故障通常是部件本身损坏造成的,应进行更换处理。
②断路/对正极短路。某些传感器的信号线本身具有参考电压,当导线断路后信号电压即变为参考电压,这与正极短路所产生的信号电压极为相似(信号过高)。控制单元视这两种情况为同一类型的故障,因此在故障码中“断路/对正极短路”总是一起出现,在具体检修工作中则要视情对待。如果线路检测结果是正常的,那么故障通常是部件本身损坏造成的,应进行更换处理。
③阻值过大。与阻值相关的故障信息通常出现在执行器(电磁阀、电动机等)和温度类传感器的故障码内容中。阻值过大的常见原因包括:线路连接不良,执行器烧损或断路、传感器断路,线路或插头接触不良等。总的来说,阻值过大可视为断路问题,在检修中可以使用相同阻值的电阻来替代电气部件,从而判断故障原因和故障部位。
④阻值过小。阻值过小的常见原因包括:导线之间短路,执行器烧损或短路,传感器短路等。总的来说,阻值过小可视为短路问题,在检修中可以使用相同阻值的电阻来替代电气部件,从而判断故障原因和故障部位。
⑤信号缺失、超差或不可信。此类故障信息一般出现在传感器和执行器的故障码内容中,故障产生的原因有多种,机械、电气、液压等问题都有可能产生此类故障码。在检修过程中应对相关电气部件的阻值、线路连接情况进行重点检查,如果故障总是间歇出现,那么有可能是电气部件性能不稳定,应进行更换处理。
⑥电路效能。电路效能是指传感器的信号输出能力、执行器的驱动能力以及控制单元电路负荷承载能力等。相关故障一般呈间歇性出现,故障的偶发因素较多,因此检修难度较大。应重点对控制信号进行检查,必要时应使用示波器检测信号波形。在确认控制信号正常的情况下,应对机械方面的问题(如安装位置不当,部件变形或缺损,脏污、卡滞及锁死等)进行检查,检查无误后再决定是否更换相关部件。
⑦信号接口或数据接口异常。此类故障信息一般出现在与数据线或总线通信相关的故障码内容中。控制单元虽然设有信号接口和数据接口,但此类故障通常并不是指接口装置或线路连接不良,而是指信号或数据传输错误或中断。因此在实际检修工作中,要对故障码内容涉及的系统和控制单元进行自诊断,对功能故障进行检修。在确认功能故障已排除的情况下,检查控制单元或电子控制装置的电源线、搭铁线、数据线和总线。如果以上检查结果没有发现问题但故障依然存在,那么更换故障码内容所涉及的控制单元或电子控制装置。
⑧机械故障。虽然控制单元是以电信号检测方法来执行自诊断功能的,但并不等于说控制单元只能识别电气故障,不能识别机械故障。机械故障的识别方式是一种间接识别方式,例如通过传感器信号对比,执行元件的作用时间、工作行程以及功能之间连带关系等监测方式,控制单元能够识别出机械类故障。在实际检修工作中,应对相关部件的安装状况、外观状况、机械性能进行重点检查,必要时更换相关部件。
⑨控制单元内部故障。控制单元内部故障分为两种故障类型,一种是硬件故障,另一种是软件故障。在大多数情况下,此类故障信息并不会对相关系统造成影响,而且一旦清除后很长时间不会再出现,因此不要轻易地更换控制单元。
如果此类故障信息无法清除掉,而且会导致较为明显的故障症状,那么应对控制单元的电源线、搭铁线、数据线和总线进行检查。若线路检查结果正常但故障依然存在,则更换控制单元。
4)故障码的设定条件。故障码的产生必须满足相关的设定条件,例如时间、温度、行驶工况、工作模式、信号偏差量、监测次数等。这些设定条件以监测程序的形式储存在控制单元,一旦满足之后控制单元将记录故障码,并按照程序要求激活相关警告灯或取消某些工作模式。
理解故障码设定条件对于检修工作是非常重要的,特别是在检修一些疑难杂症时应从故障码的设定条件入手,分析故障产生的机理以及可能存在的故障原因,接下来的检修思路才有可能是正确的。
(2)数据流的诊断要点
数据流是故障码除外最为常用的诊断信息,由于数据流的项目众多(包括传感器、执行器、系统参数、工作模式等数据),而且能够以动态形式进行显示,因此对故障检修工作帮助很大,可以说很多故障都是通过查看数据流才得到排除的。数据流虽然很有用,但也有其局限性,如果数据流运用不当,反而会使简单的问题复杂化。在实际检修工作中要注意以下问题:
1)当对某个部件进行诊断时,如果有真实的故障码,但相关数据流却是正常的,那么应以故障码为准进行检修,在确认线路连接正常的情况下应果断地更换部件,不要因为数据流正常而犹豫不决。这就是说,数据流只能作为一种辅助诊断依据,它并不是为故障监控而设置的,控制单元在处理数据流信息时可能会采用多种显示方式,因此我们看到的数据流虽然是动态的,但并不一定是真实的,而且有可能存在时滞性、模拟性等问题。
2)在没有故障码但系统工作异常的情况下,需要通过观察数据流来查找故障原因。如果诊断仪无法显示动态的数据流,但不知道问题出在控制单元性能不良还是诊断仪程序不够完善,此时可以路试来检查数据是否变化。还可以利用其他仪器测量相关参数,通过数据对比来判断问题出在哪个环节。
(3)元件侧试和东本设定
元件测试是指对执行器之类的元件进行性能测试,这种检测方法最突出的优点是能够准确地判断出是执行器本身的故障原因还是控制功能失效、线路连接不良的故障原因。如果在测试过程中执行器没有反应,那么可以使用试灯替代,若试灯点亮,则说明执行器有问题,否则检查线路和相关控制单元。
基本设定类似于功能匹配,主要用于控制单元对传感器信号范围进行识别,对执行器工作行程进行记忆,完成系统初始化设定。