這是國內(nèi)摩托車維修行業(yè)中第一臺(tái)彩色示波器,優(yōu)利德UT2102CE型雙通道,本人使用了6年,從未出現(xiàn)過任何故障,堅(jiān)固耐用。雖然示波器隨配置了使用說明書,但是過于專業(yè)化,有N多功能在維修中根本是不需要使用的,因此我們使用圖片講解的方式,來逐步認(rèn)識(shí)示波器在維修中需要使用到的各種基礎(chǔ)功能。
這是本站公益團(tuán)購的示波器外觀,與本帖演示的示波器略有不同,大家注意按鍵位置就可以了。
首先我們必須明白一點(diǎn),示波器可以承受300V的輸入電壓,所以一般情況下是不會(huì)出現(xiàn)擊穿損壞的,可以放心的操作。只是需要注意,不同測量狀態(tài)下,選擇對(duì)應(yīng)的探針。
每臺(tái)標(biāo)配的雙通道示波器附帶2條探針,在線的兩端有兩個(gè)色標(biāo)環(huán),它的作用是告訴使用者,這條線是幾通道,連接在什么地方去了。不然2條線一起使用的時(shí)候,就容易搞混淆。這個(gè)色標(biāo)環(huán)是可以拆卸更換的,在示波器包裝盒內(nèi)附帶有多款顏色的可選。連接示波器端,有個(gè)校正用的小孔,作用隨后會(huì)講到。測試端上有個(gè)調(diào)節(jié)開關(guān),是用來調(diào)節(jié)倍率的,這個(gè)倍率,標(biāo)記有“1X”與“10X”,推至相應(yīng)的位置,代表相應(yīng)的倍率。倍率是衰減的意思。1X表示無衰減,10X表示電壓被縮小了10倍,例如實(shí)際100V的電壓,被變成了10V。因此為了保證顯示的正確性,示波器上設(shè)置有對(duì)應(yīng)的倍率調(diào)節(jié)功能。原配的接地夾,線又細(xì)又短,根本不適合維修使用,可以使用粗點(diǎn)的電線來替代,長度根據(jù)個(gè)人喜好,本人使用的是25cm加長接地線。接地線可以方便的從探針上拔下來,用電烙鐵燙下原來的線,換上自己適合的線。探針頭部是個(gè)鉤子,往下拉就露出來了,往上可以把鉤子拔掉,只用里面的尖針。切記一條,探針無論是使用鉤子,還是尖針,必須是可靠的接觸到需要測試導(dǎo)線的金屬部位。
示波器面板上有很多按鍵,右上角發(fā)紅光的是暫停鍵,按下去就停止,再按下去就變成綠色光,正常運(yùn)行。右下角的金屬片是校正探針使用的。
黃色框里面是選項(xiàng)按鍵,棕色框里面的“SELECT”是選擇鍵,選擇要調(diào)節(jié)的光標(biāo),白色旋鈕是調(diào)節(jié)光標(biāo)位置的,還有一個(gè)“COARSE”鍵,用不到,忽略掉。
粉紅色框里面是通道1和2的選擇,按下去對(duì)應(yīng)的綠燈就會(huì)亮起來,同時(shí)屏幕上出來線條,藍(lán)色是1通道,黃色是2通道。要關(guān)閉某條通道時(shí),按下需要關(guān)閉通道那個(gè)“CH1”或“CH2”后,該通道就被關(guān)閉了,線條也消失掉。下面的“MATH、REF”鍵,用不到,忽略掉。
紅色功能鍵框,里面的“MEASURE”測量數(shù)據(jù)選擇鍵,“CURSOR”光標(biāo)使用鍵,“UTILITY”輔助功能鍵,拿到示波器的時(shí)候需要用到一次,以后基本沒用處。其余三個(gè)鍵,用不到,忽略掉。
黑色框里面3個(gè)旋鈕,每次都要用到的,左邊旋鈕調(diào)波形線條高低,中間的調(diào)波形在屏幕中的左右位置,右邊的調(diào)節(jié)穩(wěn)定度,也稱為“觸發(fā)釋抑”。
白色框里面2個(gè)大旋鈕,左邊的調(diào)節(jié)電壓值,每格代表多少電壓;右邊的調(diào)節(jié)時(shí)間值,每格代表多少時(shí)間。
下面綠色框中左面的“X”通道是1通道,“Y”通道是2通道。
右側(cè)藍(lán)色框里面的“MENU”菜單鍵,經(jīng)常要用到。其它沒有介紹到的鍵和插口,都忽略掉,用不到的。
示波器最大的功能是波形測試,當(dāng)然同時(shí)也具備電壓測試功能,但是不要奢望用示波器來替代高精度萬用表,示波器允許有5%的電壓測量偏差,所以從這點(diǎn)上來說,電壓測量的精度比幾十塊錢的萬用表都不如,還好我們只是拿來測試波形的,電壓上的小偏差忽略不計(jì)。
機(jī)器到手后首先記住一點(diǎn),最好檢查下電源插接座是不是有接地線的,示波器要求是要用帶接地的三角插座。如果用的是兩條線的220V電源線,強(qiáng)烈建議自己增加條接地線,方法是把插接座里面的地線端接上電線,找一把廢棄的大螺絲刀,將電線捆在螺絲刀的金屬桿上,把螺絲刀砸到墻角的地里面,然后搞點(diǎn)鹽水一澆,大功告成了。屋里有水管子,大鐵門的,電線綁在這些鐵東西上面也沒問題。
隨后是開機(jī),開機(jī)鍵在機(jī)器左側(cè)的頂部,有“OFF、ON”字樣,按下去就是開機(jī)。開機(jī)后等待15分鐘時(shí)間,讓機(jī)器先預(yù)熱下。每次使用機(jī)器時(shí),有條件的情況下,盡量做下開機(jī)預(yù)熱,幾分鐘時(shí)間就可以了。然后按下“UTILITY”輔助功能鍵,屏幕變成這樣。
按下“F1”鍵,執(zhí)行自校正程序,機(jī)器將自動(dòng)測試內(nèi)部程序。
機(jī)器自校正時(shí),會(huì)出現(xiàn)進(jìn)度條,現(xiàn)在要做的就是稍等片刻,一般幾分鐘內(nèi),校正就會(huì)完成。在以后的使用中,一年校正一次就夠了。接下來開始裝探針,校正探針。
探針頭上有兩個(gè)對(duì)稱的開槽,將槽口對(duì)正示波器上“CH1”通道接口上對(duì)稱的定位點(diǎn),往內(nèi)一推,向右旋轉(zhuǎn)90度就可以了,往外拉下,看是否連接牢固;拆探針的時(shí)候,反方向轉(zhuǎn)90度。探針校正時(shí),注意探針是調(diào)節(jié)到“1X”位置的。
右下側(cè)的兩個(gè)小鐵片,探針的鉤子鉤到上面的鐵片中,接地夾夾在下面的鐵片上。接地夾任何時(shí)候都是必須要用到的,維修中使用兩個(gè)通道一起打開時(shí),任意一個(gè)接地夾接地就可以了,機(jī)器內(nèi)部兩個(gè)通道是共地的。
按下紅色框中的“CH1”鍵,綠燈點(diǎn)亮。可能我們會(huì)遇到滿屏一團(tuán)糟的現(xiàn)象,雖然這基本不會(huì)出現(xiàn),但是不排除萬一??吹降囊粓F(tuán)糟,是因?yàn)殡妷猴@示(幅值)和時(shí)間顯示(時(shí)基)沒有調(diào)節(jié)好。黃色框里面是幅值軸調(diào)節(jié)旋鈕,表示的意思是:每一格高度代表多少電壓值,順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)是代表的電壓值變小,逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)是代表的電壓值變大。通過調(diào)節(jié)這個(gè)旋鈕來讓波形的高低滿足自己觀看的習(xí)慣。黃色框上面那個(gè)黃色點(diǎn)記旋鈕是上下移動(dòng)波形使用的,旋轉(zhuǎn)這個(gè)旋鈕,波形可以上下移動(dòng)。
藍(lán)色框里面是時(shí)基軸調(diào)節(jié)旋鈕,表示的意思是:每一格寬度代表多少時(shí)間,順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)是代表時(shí)間值變小,逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)是代表電壓值變大。藍(lán)色框上面那個(gè)藍(lán)色點(diǎn)記旋鈕是左右拖動(dòng)波形的,在維修中經(jīng)常需要使用到。
使用示波器需要記住一個(gè)基本時(shí)間概念的換算:1s(秒)=1000ms(毫秒)、1ms=1000us(微秒);后面還有:1us=1000ns(納秒)、1ns=1000ps(皮秒),這個(gè)維修中就直接忽略掉,根本接觸不到。
在機(jī)器屏幕最下方,左側(cè)是“CH1 1.00v”顯示,表示當(dāng)前每格高度代表1v的電壓;中間“CH2 OFF”表示當(dāng)前2通道是關(guān)閉的,如果打開的話,這里就顯示2通道每格高度代表的電壓。兩個(gè)通道可以顯示不同的幅值,比如說一個(gè)顯示1v,另一個(gè)顯示20v。右側(cè)的“M 200us”表示當(dāng)前每格寬度代表的時(shí)間是200us。幅值可以有不同的顯示,但是時(shí)基是一樣的,調(diào)節(jié)時(shí)基旋鈕時(shí),兩個(gè)通道每格寬度代表的時(shí)間是相同的。
調(diào)節(jié)幅值與時(shí)基旋鈕,直到幅值顯示為1v,時(shí)基為500us,這時(shí)候多數(shù)情況下將得到這樣一個(gè)波形。
這個(gè)時(shí)候注意看,波形是不是穩(wěn)定不動(dòng)的,如果波形不停的變化,看的人眼花,那么需要進(jìn)行下一步的操作,設(shè)置觸發(fā)源和觸發(fā)釋抑。
首先按下紅色框中的“MENU”菜單鍵,這時(shí)候在屏幕右邊的顯示條塊中會(huì)出現(xiàn)5個(gè)小塊,對(duì)應(yīng)右邊的F1到F5鍵,這個(gè)時(shí)候看F2鍵對(duì)應(yīng)的觸發(fā)源小塊中是否顯示“CH1”,如果是,忽略接下來的步驟,轉(zhuǎn)入觸發(fā)釋抑調(diào)節(jié)。如果不是顯示的“CH1”,那么按動(dòng)F2鍵,每按一次,會(huì)變化出不同的顯示,最多按6次,就會(huì)出現(xiàn)“CH1”字樣。這時(shí)候再看波形是否穩(wěn)定,如果還是不穩(wěn)定,那么進(jìn)入觸發(fā)釋抑調(diào)節(jié)。轉(zhuǎn)動(dòng)綠色框內(nèi)的旋鈕,隨便順時(shí)針還是逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng),注意看屏幕右邊位置。
紅色框內(nèi)的小三角形箭頭,表示觸發(fā)釋抑的位置指示;下面黃色框里的“CH1 1.04v”,表示觸發(fā)源和釋抑的電壓值。這里來通俗的說下這兩個(gè)拗口的名詞。觸發(fā)源:你測試波形時(shí),使用哪個(gè)通道的電壓信號(hào)來作為波形穩(wěn)定的基礎(chǔ);觸發(fā)釋抑:你需要達(dá)到多少電壓值的時(shí)候,才允許波形顯示出來。這兩個(gè)選擇的作用,是為了穩(wěn)定波形使用。維修中不需要使用到其它的觸發(fā)源選項(xiàng),觸發(fā)釋抑倒是經(jīng)常需要用到的。
上面已經(jīng)選擇了第一通道作為觸發(fā)源,然后旋轉(zhuǎn)觸發(fā)釋抑旋鈕,這里有個(gè)小技巧:先看看紅色框里的小箭頭在什么位置,是在屏幕中心線的上面還是下面?如果在上面,那么逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)旋鈕,把小箭頭往下拉;如果在下面,那么順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)旋鈕,把小箭頭往上拉。這樣將波形調(diào)節(jié)到完全穩(wěn)定,沒有任何跳動(dòng)的感覺,然后繼續(xù)下一步。
看看波形是不是中規(guī)中矩的形狀,橫平豎直的樣子,如果不是,那么使用機(jī)器包裝箱里附送的小螺絲刀,插到探針的校正孔中,慢慢的左右旋轉(zhuǎn)螺絲刀。
一般很快就能得到標(biāo)準(zhǔn)的方波波形出來,這是機(jī)器內(nèi)部自帶的輸出信號(hào)波形,用來校正探針的顯示精度的。新的探針必須要校正一次后才能使用。
機(jī)器和探針都校正完成之后,我們可以使用到實(shí)際中了。首先需要接觸到的是第一個(gè)波形,觸發(fā)線圈信號(hào)波形,也稱為CKP信號(hào)。
測試觸發(fā)信號(hào)時(shí),首先進(jìn)行如下設(shè)置:打開1通道,設(shè)置觸發(fā)源為“CH1”,本人習(xí)慣用1通道。當(dāng)然如果有喜歡用2通道的,就設(shè)置為“CH2”,此帖僅以1通道為代表,加以描述。
首先按下紅色框中的“MENU”菜單鍵,屏幕右側(cè)出現(xiàn)5個(gè)顯示塊,按動(dòng)每個(gè)顯示塊對(duì)應(yīng)的F鍵,將顯示塊設(shè)置為圖中樣式。F1:邊沿;F2:CH1;F3:上升;F4:自動(dòng);F5:交流。這個(gè)設(shè)置對(duì)于每個(gè)通道只需要進(jìn)行一次,以后不用再考慮這步驟,當(dāng)然,如果拿去拓展到其它方面使用,已超出本帖針對(duì)維修使用的范圍,不在討論之中。
完成以上步驟后,再按下紅色框中的“MEASURE”測量鍵,然后再按下 “F4”鍵,進(jìn)入選擇時(shí)間類參數(shù)的菜單。
進(jìn)入時(shí)間類參數(shù)菜單后,按下 “F2”鍵,選擇“頻率”。
這時(shí)候屏幕右側(cè)顯示塊會(huì)顯示出你選擇了一個(gè)測量參數(shù)“CH1頻率”
頻率是計(jì)算發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速使用的,只要屏幕中有連續(xù)的觸發(fā)信號(hào)出來,就會(huì)顯示當(dāng)前的信號(hào)頻率,這個(gè)頻率用“Hz”赫茲來顯示,數(shù)值乘以60,所得結(jié)果就是發(fā)動(dòng)機(jī)當(dāng)前轉(zhuǎn)速。比如說頻率顯示為50,則當(dāng)前轉(zhuǎn)速為50×60=3000轉(zhuǎn)/分鐘,這是一個(gè)很實(shí)用的功能。
接下來再按下“F3”,進(jìn)入電壓類參數(shù)的選擇,按動(dòng)“F5”鍵,可以翻頁選擇需要的參數(shù)。
找到“最大值”顯示塊對(duì)應(yīng)的“F2”鍵,
選擇完成后,顯示塊中增加了1通道的電壓最大值顯示。
隨后繼續(xù)再按“F3”鍵,再次進(jìn)入電壓類參數(shù)選擇菜單。
通過按動(dòng)“F5”鍵的翻頁功能,選擇“最小值”
然后是“峰峰值”。選擇每個(gè)參數(shù)顯示時(shí),按動(dòng)參數(shù)對(duì)應(yīng)的F鍵即可。
以上僅僅是個(gè)人的使用習(xí)慣,可以根據(jù)自己的喜好,選擇不同的參數(shù)顯示排序位置。在同時(shí)使用兩個(gè)通道時(shí),需要測試哪個(gè)通道的數(shù)據(jù),就對(duì)應(yīng)的通過按鍵去切換顯示數(shù)據(jù)。
測量參數(shù)顯示設(shè)置完成后,再按“CH1”鍵,屏幕右側(cè)會(huì)出現(xiàn)顯示塊,按動(dòng)“F4”選擇探頭為“1X”倍率,這項(xiàng)里面有10X、100X、1000X倍率共四個(gè)選項(xiàng),你可以不用去選擇其它倍率,只要自己記住使用的探頭倍率,測試到的數(shù)據(jù)乘以倍率就是實(shí)際值了。當(dāng)然如果需要詢問問題,那就需要同步的告訴別人,你用的探頭倍率。選擇探頭倍率是為了在測量數(shù)據(jù)顯示中,直接顯示出實(shí)際值,而不需要再去自己計(jì)算過。
其余的耦合、帶寬抑制、伏/格、反相、這些功能,只有反相在點(diǎn)火電路檢測中可以使用到,別的忽略不計(jì),用不上的。
這些準(zhǔn)備工作看似繁瑣,其實(shí)操作起來是很簡單的,幾個(gè)按鍵按下去就可以了,還有就是并不是每次都需要這樣開機(jī)調(diào)節(jié)。一般維修就用到頻率,最大值,最小值,峰峰值這4個(gè)選項(xiàng)。
探針調(diào)節(jié)到“1X”檔,1通道的幅值顯示設(shè)定為5v,時(shí)基設(shè)置為50ms。將探針的正極(鉤子)鉤到觸發(fā)線圈輸出線上(以大陽彎梁款、GY6款發(fā)動(dòng)機(jī)為例,鉤到藍(lán)/白色線),建議使用插片或者大頭針插入插接座中,鉤子直接鉤插片或者大頭針;也可以用大頭針將導(dǎo)線刺穿,直接接觸到導(dǎo)線的銅絲上。
接地夾子能就近搭鐵接地的話,就找個(gè)沒有油漆的地方夾住,或者將油漆部位用夾子刮幾下,保證接地良好。也可以用插片或大頭針插到插接座的綠色地線上。
起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī),進(jìn)入怠速狀態(tài),將會(huì)看到這樣的波形。
這就是觸發(fā)信號(hào)的連續(xù)波形,通過頻率可以計(jì)算出當(dāng)前轉(zhuǎn)速18.43×60≈1100轉(zhuǎn)/分鐘。再從每個(gè)觸發(fā)信號(hào)最大值的大小交替變化可以看出排氣沖程和壓縮沖程。
觸發(fā)電壓波形并不是保持一致的電壓值,而是高低交替,這是發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)阻力造成的。飛輪上的T點(diǎn)刻記是上止點(diǎn)標(biāo)記,配合上凸輪軸以后,可以是壓縮沖程上止點(diǎn)或者排氣沖程上止點(diǎn)。四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)有進(jìn)氣,壓縮,爆炸,排氣四個(gè)工作沖程,在這四個(gè)沖程中只有爆炸沖程是做功的,對(duì)外輸出動(dòng)力,其余沖程依靠飛輪旋轉(zhuǎn)慣性運(yùn)轉(zhuǎn)(在此僅指單缸機(jī))。在爆炸沖程對(duì)外做功時(shí),轉(zhuǎn)速是四個(gè)沖程中相對(duì)最快的,接著開始排氣沖程,再轉(zhuǎn)入下一循環(huán)的進(jìn)氣,壓縮沖程。從這里可看出壓縮沖程在排氣沖程后還隔著個(gè)進(jìn)氣沖程,得到的慣性力小于排氣沖程,轉(zhuǎn)速也相對(duì)慢于排氣沖程。轉(zhuǎn)速相對(duì)減慢,飛輪凸臺(tái)轉(zhuǎn)過觸發(fā)器凸頭的速度也變慢,感生電壓因?yàn)檗D(zhuǎn)速下降同步下降。此時(shí)就出現(xiàn)了高低間隔起伏的觸發(fā)電壓信號(hào)。通過這個(gè)轉(zhuǎn)速變化我們就可以在運(yùn)轉(zhuǎn)中觸發(fā)電壓高低的對(duì)比中知道某次觸發(fā)電壓時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)是處在壓縮沖程上止點(diǎn)或者是排氣沖程上止點(diǎn)。運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)排氣沖程上止點(diǎn)時(shí)刻觸發(fā)電壓高于壓縮沖程上止點(diǎn)時(shí)刻觸發(fā)電壓。結(jié)合圖中的進(jìn)氣道負(fù)壓信號(hào)波形更能直觀的看到觸發(fā)電壓對(duì)應(yīng)的某個(gè)沖程。
發(fā)動(dòng)機(jī)在勻速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),觸發(fā)電壓信號(hào)波形正常情況下為電壓幅度值接近的連續(xù)波形。如果波形電壓高低變化幅度過大,說明觸發(fā)線圈凸頭和飛輪觸發(fā)凸臺(tái)的距離在變動(dòng),這種情況是機(jī)械方面的故障,可能是曲軸軸承間隙過大晃動(dòng),曲柄銷松動(dòng),飛輪安裝松動(dòng),觸發(fā)線圈安裝松動(dòng)等等情況引起的。從正半波電壓向負(fù)半波電壓轉(zhuǎn)變的過程中,波形線條失去原有的平滑,出現(xiàn)電壓跳動(dòng),這是飛輪凸臺(tái)不平整有高低起伏引起的。在某些點(diǎn)火器中會(huì)影響進(jìn)角計(jì)算。
示波器顯示的是電壓的連續(xù)變化,那么有必要對(duì)觸發(fā)波形進(jìn)行一個(gè)理解,為什么是這樣子的,而不是那樣子的。只有深入理論的了解,才能更快的掌握知識(shí),理論是全局適用的東西,不需要拘泥于某個(gè)具體的車型。
我們以最常見的正觸發(fā)波形為例,來進(jìn)行波形生成的原理闡述。
圖中的A,B,C,D四個(gè)點(diǎn)代表了飛輪凸臺(tái)和觸發(fā)線圈凸頭之間不同的對(duì)應(yīng)位置,理解這一點(diǎn)很重要,在飛輪凸臺(tái)角度計(jì)算,飛輪切鍵移位,點(diǎn)火器進(jìn)角度數(shù)這些問題中都需要明白這個(gè)波形上的信息。在電噴發(fā)動(dòng)機(jī)中,觸發(fā)電壓信號(hào)也是計(jì)算發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的唯一數(shù)據(jù),所以理解觸發(fā)電壓是最基本的波形識(shí)別基礎(chǔ)。
從電磁感應(yīng)定律(楞次定律)中可以知道,當(dāng)穿過閉合回路的磁通發(fā)生變化時(shí),在回路內(nèi)將產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢,通常所說的導(dǎo)體切割磁力線產(chǎn)生電壓(電流)。飛輪磁電機(jī)內(nèi)的各種線圈就是利用這個(gè)原理來對(duì)外輸出電壓。同樣觸發(fā)線圈也是這個(gè)工作原理來提供觸發(fā)電壓的。
設(shè)定飛輪順時(shí)針旋轉(zhuǎn),觸發(fā)線圈是一個(gè)繞在磁體上的多層線圈,磁體內(nèi)的磁場(磁力線)穿過線圈對(duì)外發(fā)散,因?yàn)榇艌鰶]有發(fā)生變化,所以也沒有電壓產(chǎn)生。在飛輪上設(shè)置有觸發(fā)凸臺(tái),這個(gè)凸臺(tái)和觸發(fā)線圈的磁體凸頭間隔很小,飛輪凸臺(tái)運(yùn)轉(zhuǎn)到前沿接近觸發(fā)凸頭時(shí),觸發(fā)線圈內(nèi)的磁場受到壓縮開始改變。磁場的變化產(chǎn)生了電壓,在波形圖中就是A點(diǎn)位置,電壓開始上升。
飛輪凸臺(tái)繼續(xù)接近觸發(fā)凸頭,感應(yīng)電壓繼續(xù)升高。到觸發(fā)器凸頭已經(jīng)全部進(jìn)入飛輪凸臺(tái)范圍中時(shí),磁場被完全壓縮達(dá)到最大,輸出的電壓也達(dá)到最大值。飛輪凸臺(tái)和觸發(fā)器凸頭保持著這個(gè)間隙,磁場不再改變,感生電壓也不再繼續(xù)產(chǎn)生而開始消失。波形圖中的B點(diǎn)正向電壓的最大值就是飛輪凸臺(tái)完全覆蓋觸發(fā)器凸頭的位置。
飛輪旋轉(zhuǎn)到觸發(fā)凸臺(tái)開始離開觸發(fā)器凸頭,此時(shí)原本被壓縮的磁場開始向外擴(kuò)散,此磁場的改變?cè)谟|發(fā)器線圈中再次開始感生出電壓,在前面的運(yùn)轉(zhuǎn)中,磁場是從擴(kuò)散狀態(tài)到壓縮,感生出了一個(gè)正向電壓。此時(shí)是從壓縮到擴(kuò)散,所以磁場變化不同,此感生電壓方向也不同,此次是負(fù)電壓。在波形圖中的C點(diǎn)位置,電壓開始向負(fù)的方向產(chǎn)生。
隨著飛輪凸臺(tái)的離開位置變化而變化。到飛輪凸臺(tái)完全離開了觸發(fā)器凸頭,線圈內(nèi)的磁場擴(kuò)散到最大,在波形圖中的D點(diǎn)位置,負(fù)電壓達(dá)到最大值,隨著磁場變化的消失,感生電壓也消失。這就完成了一次觸發(fā)感生電壓的產(chǎn)生和消失過程。
這里所使用的是常見的正觸發(fā)線圈,上正下負(fù),所以第一個(gè)電壓是正電壓。在具有兩根輸出線的觸發(fā)線圈中,調(diào)換測試的線頭就會(huì)輸出方向不同的電壓,可以是上負(fù)下正,負(fù)觸發(fā)線圈。正負(fù)觸發(fā)在觸發(fā)線圈本身上并沒有區(qū)別,區(qū)別只是廠家對(duì)點(diǎn)火器設(shè)計(jì)上的選擇,大部分車型使用正觸發(fā)方式,少部分車型使用負(fù)觸發(fā)方式。
在此觸發(fā)電壓波形中,可以發(fā)現(xiàn)波形圖中的B,D點(diǎn)位置距離是飛輪凸臺(tái)完全進(jìn)入觸發(fā)器凸頭和完全離開觸發(fā)器凸頭的位置距離,此距離為整個(gè)飛輪凸臺(tái)的總長度。通過這個(gè)位置距離的計(jì)算,可以在不用拆卸磁電機(jī)邊蓋使用量尺測量的情況下大致的計(jì)算出飛輪凸臺(tái)的長度。長短凸臺(tái)的測試方式是相同的。
計(jì)算飛輪凸臺(tái)長度時(shí),不能在怠速轉(zhuǎn)速下進(jìn)行,必須稍加油門,把頻率拉到60Hz以上,換算成轉(zhuǎn)速在4000轉(zhuǎn)/分左右。這個(gè)轉(zhuǎn)速下發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行相對(duì)比較平穩(wěn),前后圈的轉(zhuǎn)速差不是太大。探針需要推到“10X”檔位上,建議初期接觸示波器的,把示波器顯示的探頭倍率也同步的調(diào)整下。到達(dá)測試轉(zhuǎn)速后,按下右上角的“RUN/STOP”暫停鍵,把波形暫停定格。
進(jìn)行測量計(jì)算前,先按下紅色框中的“CURSOR”光標(biāo)鍵,這時(shí)候屏幕右側(cè)會(huì)出現(xiàn)“類型 關(guān)閉”顯示塊。按動(dòng)“F1”鍵,顯示塊會(huì)順序變?yōu)殡妷?,時(shí)間,跟蹤。當(dāng)顯示到跟蹤時(shí),停止按動(dòng)“F1”鍵。
這個(gè)時(shí)候旋轉(zhuǎn)紅圈中的白色多用途旋鈕,可以看到屏幕中有一條藍(lán)線(使用2通道的話,這條線就變成黃色線)跟著旋轉(zhuǎn)在移動(dòng)。順時(shí)針旋轉(zhuǎn),線條往右側(cè)移動(dòng),逆時(shí)針旋轉(zhuǎn),線條往左側(cè)移動(dòng)。將這條線移動(dòng)到所要測試的波形一側(cè)后,停止移動(dòng)。
按下紅色框中的“SELECT”選擇鍵,屏幕中剛才移動(dòng)的那條藍(lán)色線變成了虛線,出現(xiàn)了另一條藍(lán)色線,同樣使用白色多用途旋鈕來進(jìn)行移動(dòng)線條。兩條線對(duì)應(yīng)的電壓和時(shí)間信息,在屏幕右上角將會(huì)顯示出來。
△T,表示兩條線之間的時(shí)間距離,下面三個(gè)顯示不用考慮,用不到?!鱒,表示兩條線之間的電壓差值,Va,表示第一次移動(dòng)的線條當(dāng)前對(duì)應(yīng)位置的電壓;Vb,表示第二次移動(dòng)的線條當(dāng)前對(duì)應(yīng)位置的電壓。
使用光標(biāo)鍵,來進(jìn)行飛輪上觸發(fā)凸臺(tái)的角度測量計(jì)算,測量線條一定要放到最高電壓點(diǎn)上,在移動(dòng)測量線時(shí),可以同步的在屏幕上看到電壓顯示值在跟隨變化?,F(xiàn)在△T測量時(shí)間是14.72ms,代表兩次觸發(fā)之間的時(shí)間,這也是發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)一圈360°所用的時(shí)間。
然后通過轉(zhuǎn)動(dòng)右上方紅色點(diǎn)時(shí)基位置調(diào)節(jié)旋鈕,將這兩個(gè)觸發(fā)信號(hào)中,電壓較高的那個(gè)信號(hào)拖動(dòng)到屏幕當(dāng)中。再轉(zhuǎn)動(dòng)右下方的時(shí)基軸大小調(diào)節(jié)旋鈕,把單個(gè)波形的時(shí)間軸放大。此時(shí)如果想上下移動(dòng)波形,則通過左上方的藍(lán)色點(diǎn)旋鈕來實(shí)現(xiàn),如果要放大波形的電壓值顯示,則通過左下方的藍(lán)色點(diǎn)旋鈕來實(shí)現(xiàn)。
放大單次波形后測量最大值與最小值之間的時(shí)間,700us=0.7ms,開始進(jìn)行計(jì)算:0.7÷14.72×360=17,這是一個(gè)17度的短凸臺(tái)觸發(fā)波形。標(biāo)準(zhǔn)短凸臺(tái)的制造要求是15±1,考慮到允許的制造誤差和測量誤差,這個(gè)波形測量值是正確的。凸臺(tái)越長,測量值越接近實(shí)際值。當(dāng)然這是波形的手動(dòng)測量計(jì)算,在點(diǎn)火器或ECM的內(nèi)部處理程序中,使用的是另外一種凸臺(tái)角度計(jì)算方式,使用在維修中根本無用武之地,在此就不進(jìn)行介紹了。
凸臺(tái)測量是使用示波器時(shí)首先要熟練掌握的第一個(gè)動(dòng)作,在后面的各種故障診斷中,基本上都需要結(jié)合觸發(fā)波形來進(jìn)行判定。
觸發(fā)波形分析的要點(diǎn)是波形上不能有過多的毛刺和缺陷,這都是由于飛輪凸臺(tái)有缺陷造成的,在數(shù)字點(diǎn)火器和電噴摩托車中,有缺陷的觸發(fā)波形將直接導(dǎo)致程序計(jì)算出錯(cuò),輕則動(dòng)力嚴(yán)重下降,重則無法啟動(dòng)。
有些時(shí)候遇到跑熱車就熄火,冷一會(huì)兒又可以起動(dòng)的軟故障,如果懷疑觸發(fā)線圈有問題的話,可以怠速狀態(tài)下加熱觸發(fā)線圈外面的邊蓋,人為制造溫度升高,同時(shí)監(jiān)測觸發(fā)波形的變化,如果熄火時(shí)觸發(fā)波形沒有問題,那么故障就在別的地方。
接下來再學(xué)習(xí)點(diǎn)火初級(jí)波形的測試。點(diǎn)火初級(jí)波形,在電容點(diǎn)火電路中,是用來看點(diǎn)火器的電容充電電壓的;在電感點(diǎn)火電路中,是用來看高壓包初級(jí)釋放電壓的。首先介紹電容點(diǎn)火電路,測試電容點(diǎn)火的初級(jí)時(shí),探針使用“10X”檔位,或直接使用“100X”的探針。接地夾夾在高壓包地線上,鉤子鉤在正極線上,當(dāng)然也可以在點(diǎn)火器插座端使用插片或者大頭針來連接探針。
把示波器的倍率顯示設(shè)置好以后,起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)多數(shù)情況下是看到的這種波形,不穩(wěn)定,很抖動(dòng)。出現(xiàn)這樣情況是有兩個(gè)原因,觸發(fā)源沒有設(shè)定在當(dāng)前使用的通道上,這里使用了黃色線條的2通道,但是觸發(fā)源選擇了1通道。還有一個(gè)原因就是觸發(fā)釋抑沒有調(diào)節(jié)好。在上面的基礎(chǔ)功能使用中,都有介紹的。
觸發(fā)源和觸發(fā)釋抑都調(diào)節(jié)好了后,得到的是很穩(wěn)定的波形,這就是沒有任何修飾的電容點(diǎn)火初級(jí)波形,不過這個(gè)波形根本不具備分析價(jià)值,需要進(jìn)行下一步的處理,然后才具有價(jià)值。
在廢舊電動(dòng)車充電器里面拆一個(gè)整流二極管,先測量下二極管是否是好的,然后將這個(gè)二極管接到高壓包上。
這個(gè)只是示意圖,實(shí)際使用中可以在二極管上焊線來接,或者兩端的線上焊上插片或大頭針,插到點(diǎn)火器插接座里。二極管的極性不用去考慮了,接錯(cuò)了的結(jié)果就是沒有火,接對(duì)了就有火,沒有其它影響,每個(gè)人定義正負(fù)的概念不同,不用一致性要求,只要最后波形出來是正確的就可以。
接入二極管后,得到的電容點(diǎn)火初級(jí)波形是這樣的,這是電容放電的波形,加入二極管以后,就抑制了放電后期的震蕩,使波形具有實(shí)際分析意義。初級(jí)波形最要是看電壓的幅度值,一般都是在200v左右或更高,過低的電壓值,表明點(diǎn)火器內(nèi)部有故障。有些時(shí)候懷疑點(diǎn)火器有軟故障,可以使用熱吹風(fēng)槍加熱的方法,邊加熱邊看波形,到熄火的時(shí)候,波形就能證實(shí)故障是否是點(diǎn)火器引起的。
注意看初級(jí)波形上有一段很小的雜波,這是高壓包次級(jí)擊穿點(diǎn)火瞬間的干擾波形,示波器使用在維修中,就是通過這些細(xì)微的變化來找到問題的。
一般發(fā)動(dòng)機(jī)熄火狀態(tài)時(shí),不是缺火就是缺油,可以把示波器進(jìn)行設(shè)置,專門去抓熄火瞬間的波形。
按下紅色框中的“MENU”菜單鍵,然后按動(dòng)“F4”鍵,將觸發(fā)方式改為“正?!?,通常我們用的是“自動(dòng)”。選擇正常模式時(shí),當(dāng)波形消失時(shí),屏幕會(huì)停止在最后消失的時(shí)刻,選擇合適的觸發(fā)釋抑,能達(dá)到更好的效果。根據(jù)個(gè)人的使用習(xí)慣,設(shè)置略有不同。
這是兩個(gè)通道同時(shí)開啟,測試觸發(fā)與點(diǎn)火初級(jí)波形,示波器有個(gè)特點(diǎn),你選擇的當(dāng)前時(shí)基軸大小,決定了采樣率的大小。所以要看細(xì)致的波形變化,就需要調(diào)節(jié)時(shí)基軸旋鈕,不能依靠采集到連續(xù)信號(hào),然后暫停,逐個(gè)分析單個(gè)信號(hào),那樣放大過多的波形,完全就失真了。實(shí)際使用中,多動(dòng)手操練,經(jīng)驗(yàn)可以慢慢積累的。
觸發(fā)信號(hào)還在,點(diǎn)火初級(jí)信號(hào)沒有了,這是典型的缺火造成的熄火,如果熄火瞬間點(diǎn)火信號(hào)還存在,那么分析點(diǎn)火信號(hào),可以判斷出故障是油路引起,還是點(diǎn)火造成,并非有火就不會(huì)熄火,這點(diǎn)在波形維修中需要引起特別重視。
電感點(diǎn)火的初級(jí)波形,探針必須要使用“100X”的,因?yàn)殡姼谐跫?jí)電壓有400多伏。接線方式為鉤子接高壓包的負(fù)極,接地夾子夾車架搭鐵。判斷電感點(diǎn)火高壓包正負(fù)極的方法是:拆掉高壓包上的兩條導(dǎo)線,打開電門鎖,萬用表測量,有電瓶電源的那根是正極線,另外一根是負(fù)極線。
典型的電感點(diǎn)火初級(jí)波形,最高電壓在400v左右,燃燒持續(xù)時(shí)間在1ms左右。這個(gè)波形與電感次級(jí)波形是一樣的,所不同的就是電壓值不一樣。具體的到后面高壓次級(jí)波形測試中再進(jìn)行分析。
高壓次級(jí)波形,也稱為點(diǎn)火波形,實(shí)際維修中,測試初級(jí)波形的時(shí)候少,更多的是測試次級(jí)波形。點(diǎn)火波形是通過容式高壓探頭來采集信號(hào)的,探頭的夾子直接夾到高壓線上,注意夾子要遠(yuǎn)離高壓帽,小心高壓帽漏電,還有就是注意高壓線不能有破損,那樣也會(huì)漏電。接地夾子必須要接地。電容點(diǎn)火與電感點(diǎn)火的波形外觀是一樣的,區(qū)別是持續(xù)時(shí)間與細(xì)節(jié)部分。
點(diǎn)火波形是反相的,通過示波器直接采集到的信號(hào),是一個(gè)顛倒的負(fù)電壓信號(hào),需要反相成正電壓信號(hào),因?yàn)槿说囊曈X普遍喜歡看正電壓信號(hào)。將波形反相需要首先按下“CH1”鍵,然后再按下“F5”鍵,對(duì)應(yīng)F5鍵的顯示塊中會(huì)出現(xiàn)開與關(guān)的選擇,選擇“開”,然后再按“MEASURE”測量鍵退出選擇欄。
典型電容點(diǎn)火波形,不過不具備任何分析價(jià)值,點(diǎn)火波形需要看4個(gè)方面來分析:擊穿電壓,燃燒電壓,燃燒時(shí)間,后段振蕩。要獲得具有實(shí)用分析價(jià)值的波形,就需要在高壓包上并聯(lián)二極管,在上面的初級(jí)點(diǎn)火波形中已經(jīng)有介紹。
標(biāo)準(zhǔn)的電容點(diǎn)火波形,紅色箭頭指示的是擊穿電壓,打穿火花塞間隙跳火的電壓。這個(gè)電壓反饋的是混合氣濃度,氣缸壓力,火花塞間隙等等信息。黃色箭頭指示的是燃燒線、也稱為燃燒電壓,火花塞擊穿跳火后的火花波動(dòng)情況,反饋氣缸內(nèi)混合氣的波動(dòng)程度和濃稀度。燃燒線的要求是線條平滑,不能有毛刺雜波,否則說明氣缸內(nèi)燃燒很差。藍(lán)色箭頭指示的是火花熄滅,緊跟在后面出現(xiàn)了能量振蕩波,這個(gè)波動(dòng)的次數(shù),反饋高壓包質(zhì)量。電容點(diǎn)火的高壓包,不能少于3次振蕩,一般能看到5次或者更多,否則這個(gè)高壓包就快要接近使用壽命了。在紅色箭頭與藍(lán)色箭頭之間的時(shí)間段,稱為燃燒時(shí)間,這個(gè)時(shí)間與擊穿電壓,燃燒電壓有關(guān)。擊穿電壓高,燃燒電壓高,那么燃燒時(shí)間就縮短了,這是擊穿點(diǎn)火后,剩余能量的表現(xiàn)。電容點(diǎn)火的高壓包,正常情況下燃燒時(shí)間在50—100us左右。
這是典型的電感點(diǎn)火波形,判定依據(jù)與電容點(diǎn)火完全一致,只是要特別注意兩個(gè)區(qū)別,電感點(diǎn)火燃燒時(shí)間遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于電容點(diǎn)火,一般燃燒時(shí)間在0.8—1.2ms左右;還有一個(gè)就是后段振蕩,電感點(diǎn)火要求振蕩不能少于1次。一般能看到2到3次的振蕩波。
無論是電容還是電感點(diǎn)火,低速運(yùn)行狀態(tài)下的擊穿電壓一般在1萬伏左右,電壓過高,是混合氣偏稀,火花塞間隙過大;電壓過低,是混合氣偏濃,火花塞間隙過小。一般不去分析高轉(zhuǎn)速下的點(diǎn)火波形,因?yàn)榇藭r(shí)氣缸內(nèi)混合氣流波動(dòng)很大,燃燒線出現(xiàn)雜亂現(xiàn)象,沒有太大分析價(jià)值。但是有一種情況下,高轉(zhuǎn)速的點(diǎn)火波形可以發(fā)揮出作用。
維修中經(jīng)常有人問一種奇怪的故障,某廠家的一款踏板車,維修后看不出任何異常,該換的件都換了??哲囋丶佑娃D(zhuǎn)速很好,一上路跑就沒有動(dòng)力,查來查去故障是個(gè)平時(shí)根本不會(huì)注意的東西,空濾器總成上的進(jìn)氣管部位掉了一個(gè)膠套。這個(gè)膠套是限制空氣進(jìn)入量的,此款車配置的化油器又必須使用空濾器來調(diào)節(jié)混合氣濃度。在高轉(zhuǎn)速下,空氣進(jìn)入過多,造成混合氣過稀,動(dòng)力嚴(yán)重下降,但是空車?yán)D(zhuǎn)速時(shí)表現(xiàn)不出來。后來本人專門模擬過這個(gè)故障再現(xiàn),發(fā)現(xiàn)高轉(zhuǎn)速下的點(diǎn)火波形中,擊穿電壓很高,典型的混合氣過稀表現(xiàn)。但是因?yàn)槭请姼悬c(diǎn)火,燃燒線持續(xù)時(shí)間足夠長,能夠把混合氣點(diǎn)燃,因而感覺不到失火掉轉(zhuǎn)速。再將電感點(diǎn)火換成電容點(diǎn)火,轉(zhuǎn)速立刻出現(xiàn)了大幅度的波動(dòng),馬上就能聽出來,油門不穩(wěn)定,不是火出了問題,就是油出了問題。
維修中曾經(jīng)遇到過一個(gè)水冷大踏板,起步抖動(dòng),跑起來后就正常了,而且抖動(dòng)的感覺很明顯就是皮帶盤問題,但是拆了皮帶盤又看不出任何異常。使用示波器看點(diǎn)火波形,發(fā)現(xiàn)經(jīng)常出現(xiàn)沒有點(diǎn)火的現(xiàn)象。原來故障的高壓包問題,不能可靠的擊穿火花塞間隙跳火,隨后更換一個(gè)高壓包后,故障排除了。通過這些維修實(shí)例發(fā)現(xiàn),波形檢測診斷方法是有其獨(dú)到的優(yōu)勢的,往往修到死胡同的時(shí)候,用示波器能夠看到很多隱蔽的故障。
點(diǎn)火波形除了分析燃燒狀態(tài)以外,還可以配合觸發(fā)波形,來看點(diǎn)火提前角,也就是常說的“點(diǎn)火正時(shí)”。在此有必要說明下,點(diǎn)火正時(shí)是飛輪相對(duì)于曲軸的位置關(guān)系;配氣正時(shí)是凸輪相對(duì)于曲軸的位置關(guān)系;這是兩個(gè)完全不同的概念,維修中注意不要搞錯(cuò)了概念。點(diǎn)火提前角對(duì)應(yīng)故障是飛輪切鍵,點(diǎn)火器內(nèi)部損壞,觸發(fā)線圈存在接線干擾故障。這些都是平時(shí)維修中的所謂疑難雜癥,但是通過使用示波器,這類故障是可以輕松查找出來。
波形維修有個(gè)特色,就是只要牢記正確波形的幾個(gè)判定點(diǎn),遇到異常波形時(shí),用已知的判定點(diǎn)去分析,是什么地方偏離了正確的位置,那么故障就是那個(gè)地方造成的。這是一種可視化的故障檢測手段,在電噴維修中,更有其獨(dú)到的優(yōu)勢,汽車示波器已經(jīng)風(fēng)行了多年,4S店不能搞定的疑難雜癥,到后面都是示波器出馬。德國大眾更是推出了大眾專用的VS5051臺(tái)式示波器測試裝置,本田汽車也在連鎖4S店中使用波形分析遠(yuǎn)程聯(lián)網(wǎng)診斷方式。從汽車行業(yè)的發(fā)展步伐可以看到,示波器是早晚需要被大范圍引入到摩托車維修之中的。
點(diǎn)火提前角,在單缸化油器發(fā)動(dòng)機(jī)中一般都是單凸臺(tái)結(jié)構(gòu),近年來出現(xiàn)了雙凸臺(tái)結(jié)構(gòu),點(diǎn)火提前角在單、雙凸臺(tái)中的表現(xiàn)都是一樣的,點(diǎn)火總是在凸臺(tái)范圍內(nèi)進(jìn)行。
這是典型的進(jìn)角點(diǎn)火器起動(dòng)、怠速轉(zhuǎn)速下的波形,2通道中的點(diǎn)火,開始在觸發(fā)波形的下降沿位置,實(shí)際對(duì)應(yīng)在飛輪上,就是“F”點(diǎn)位置。隨著轉(zhuǎn)速的升高,點(diǎn)火提前角將會(huì)逐漸增加,轉(zhuǎn)動(dòng)油門看波形,能看到線性的角度變化。
點(diǎn)火進(jìn)角開始,點(diǎn)火開始的時(shí)刻前移。
點(diǎn)火進(jìn)角完成,點(diǎn)火開始的時(shí)刻前移到觸發(fā)電壓的上升沿位置。
負(fù)觸發(fā)車型,也是這樣的進(jìn)角方式,點(diǎn)火開始的時(shí)間逐漸前移,這就是點(diǎn)火提前角。在超過25°的長凸臺(tái)車型中,點(diǎn)火提前角是不會(huì)跑到觸發(fā)波形的上升沿去的。一般的三折線點(diǎn)火進(jìn)角最大進(jìn)角度數(shù)不會(huì)超過20°,點(diǎn)火提前角的波形測試,可以看出點(diǎn)火器是否匹配這臺(tái)車,還有就是有沒有存在點(diǎn)火器自身故障。單、雙凸臺(tái)的車,點(diǎn)火總是在觸發(fā)波形范圍中的,如果點(diǎn)火開始的時(shí)間遠(yuǎn)離了觸發(fā)波形,只能是點(diǎn)火器出現(xiàn)了問題。