第三节 汽车故障检测诊断仪器与设备的使用
一、汽车专用听诊器和试电笔
1.汽车专用听诊器
汽车专用听诊器的作用主要是测听特定部位的声音，用来鉴别车辆部件和系统的运行是否正常，如喷油器的工作情况、各种电磁阀的工作情况等。根据听诊器的传声原理，可以分为机械式听诊器和电子式听诊器两种，如图1-13所示。
图1-13 汽车专用听诊器
汽车专用听诊器能与听者的耳朵舒适地密合，不会使人感到疲劳及不适。在把耳管戴上之前，将听诊器的耳管向外拉；金属耳管应向前倾斜，将耳管戴入听者的外耳，使耳窦与听者的耳朵紧密闭合；每个人的耳道大小不一样，可选择大小适当的耳窦。如果佩戴方法正确，但耳窦和耳道密合度不佳，听诊效果也不好时，将耳管外拉以调整其弹性。不当的佩戴方法，耳窦与耳朵不密合时会造成听诊效果不佳。如耳管戴反时，会完全听不见。
2.汽车专用试电笔
汽车专用试电笔如图1-14所示，是专为汽车维修电工设计的一种专用检测仪，利用它不仅可以测试汽车电路，而且可以直接从电笔的灯光指示上判断发电机及调节器的工作是否正常。
图1-14 汽车专用试电笔
汽车专用试电笔分A型和B型两种。A型适用于12V汽车，B型适用于24V汽车。使用时，将电笔负极用鳄鱼夹与搭铁可靠相接，而将电笔头逐次碰触被测点，这时电笔上的两只双色发光二极管V1和V2可组合指示6种颜色，分别对应6种不同的电压。显示颜色与电源电压的对应关系见表1-14。
表1-14 汽车专用试电笔显示颜色与电源电压的对应关系
汽车专用试电笔使用注意事项如下。
①使用前要看清测电笔的量程范围，禁止超出其量程范围使用。
②使用时将导线一端的香蕉插头插入测电笔顶部的金属帽中，并确保接触良好，导线另一端的鳄鱼夹夹在汽车金属外壳搭铁处，即可进行测量。
二、汽车专用真空表和燃油压力表
1.真空表
通过使用真空表可以测试进气歧管真空度，从而可以鉴别发动机机械系统（如进气、排气系统）的工作是否正常，也可以测量特定靠真空伺服控制的执行系统工作是否正常，这有助于快速排除各种类型的汽车故障。具体说明见表1-15。
表1-15 真空表
2.燃油压力表
图1-15所示为电控汽油机燃油压力表。通过测试发动机燃油系统的压力，可以检查燃油供给系统，包括汽油泵、滤清器、燃油压力调节器、喷油器、进油管、回油管等的工作是否正常，也可以用来测试特定位置的压力，如排气管的压力是否符合要求。
图1-15 电控汽油机燃油压力表
三、气缸压力表、进气歧管真空表和轮胎气压表
1.气缸压力表
气缸压力表专门用于检查气缸内气体压力。根据气缸压力表测量范围的不同，可将其分为0～1.4MPa（汽油机）和0～4.9MPa（柴油机）两种；按其连接形式的不同，可将其分为推入式和螺纹接口式两种，如图1-16所示。
图1-16 气缸压力表
气缸压力表使用注意事项如下。
①启动发动机并运转到正常工作温度，旋下汽油机火花塞或柴油机喷油器。
②汽油发动机必须将节气门和阻风门完全打开，把气缸压力表的锥形橡胶圈压紧在活塞座孔上。
③柴油发动机必须采用螺纹接口式气缸压力表，将气缸压力表螺纹接口旋入喷油器座孔内。
④用起动机带动曲轴旋转3～5s，使发动机转速保持在150～180r/min（汽油机）或500r/min（柴油机），这时气缸压力表所指示的压力值就是该气缸的气缸压力。
⑤按下气缸压力表上的放气阀，则压力表指针回零。
⑥在实际测量气缸压力时，每个气缸应重复测量2～3次，取最大压力值。
2.进气歧管真空表
进气歧管真空表是一种用于测量发动机进气歧管内真空度的工具。进气歧管真空表刻度盘一般分为100格，测量范围为0～100kPa，如图1-17所示。
图1-17 进气歧管真空表
进气歧管真空表使用注意事项如下。
①将发动机运转到正常工作温度，并使发动机保持稳定怠速运转。
②将真空表用一根胶管连接到进气歧管的真空连接管上。
③观察真空表指针的指示值，改变发动机的转速并观察真空度的变化情况，根据真空度的数值变化，分析和判断发动机不同工况下的技术状况。
3.轮胎气压表
轮胎气压表专门用于测定轮胎气压。常用的轮胎气压表有标杆式和指针式两种，如图1-18所示。
图1-18 轮胎气压表
轮胎气压表使用注意事项如下。
①将轮胎气压表测量端槽口与轮胎气门嘴对正压紧。
②轮胎气压表指针发生偏转，其指示值即为该轮胎的充气压力；或者轮胎气压表标杆在气压作用下被推出，则标杆上所显示的数值即为该轮胎的充气压力。
③测量完毕，应仔细检查轮胎气门芯是否有漏气，若有漏气，应予以排除。
四、汽车专用测试灯和点火正时灯
1.汽车专用测试灯
汽车专用测试灯主要用于汽车线路故障的检查，根据测试灯的亮熄及不同的明暗程度来判断汽车线路有无断路、短路和搭铁故障。如图1-19所示，汽车专用测试灯有无源测试灯和自带电源测试灯两种。
图1-19 汽车专用测试灯
（1）12V无源测试灯 如图1-19（a）所示，由12V/2～20W灯泡、导线和各种型号的探针等组成，可用来检查电源电路各线端是否有电。
检测时，将12V无源测试灯鳄鱼夹搭铁，另一端接电气部件电源接头，如灯亮，说明电气部件的电源电路无故障；如灯不亮，应顺电流方向依次找出第二检测点、第三检测点，直到灯亮为止，则电路故障点可判断在最后两个测试点之间的线路或电气部件上。
（2）12V有源测试灯 与12V无源测试灯的结构基本相同，如图1-19（b）所示，只是在手柄里加装了2节1.5V干电池。12V有源测试灯可用来检查电气线路断路和短路故障。
①断路故障检查：首先断开与电气部件相连接的电源电路，将测试灯一端搭铁，另一端接在电路各接点（从电路首端开始），如灯不亮，则断路出现在被测点与搭铁之间，如灯亮，则断路出现在此时被测点与上一个被测点之间。
②短路故障检查：首先断开电气部件的电源线和搭铁线，将测试灯一端搭铁，另一端与余下电气部件的电路相连接，如灯亮，表示有短路（搭铁）故障存在，逐步将电路中插接器拔开，断开开关，拆除各部件，直到灯熄灭为止，则短路出现在最后开路部件与上一个开路部件之间。
注意：不可用测试灯检查汽车微机控制系统故障，除非维修手册中有特殊说明，方可进行。
2.点火正时灯
图1-20所示为汽车检测和故障诊断过程中经常使用的点火正时灯，它可以测试在特定工况下，发动机的点火提前角是否满足技术要求。点火正时灯由高亮度发光二极管和电阻器组成。其工作原理是，当发动机1缸火花塞点火时，点火正时灯上的电容式检测夹能同时监测到点火时刻信号，触发高亮度发光二极管闪烁，照射在发动机前端的正时刻度盘上，肉眼就可以读取到点火提前角。有些点火正时灯上带有数字显示屏，可以即时显示测试结果，对于这种类型的点火正时灯，需要调整点火正时灯上面的提前、滞后旋钮，使点火正时灯闪烁时，点火正时灯、正时标记点、正时刻度盘的“0”刻度保持一条直线，此时点火正时灯上显示的数值即为点火提前角。
图1-20 点火正时灯
五、喷油器清洗检测分析仪和高率放电叉
1.喷油器清洗检测分析仪
图1-21所示为喷油器清洗检测分析仪。在发动机运行过程中，喷油器以很高的频率重复打开和关闭的状态转换，这必然会造成针阀和阀座的磨损，另外汽油中的重馏成分也会在喷油器内外形成积炭，这些改变都会造成喷油器的工作性能发生变化。如果不及时发现和排除这些故障，必然造成发动机的性能下降，如发动机启动困难、怠速不良、动力不足等。因此，必须对喷油器进行全面的诊断，通常情况下利用喷油器清洗检测分析仪来对喷油器进行测试和清洗。具体工作内容如下。
图1-21 喷油器清洗检测分析仪
①测量喷油器单位时间内的喷油量是否符合要求。
②测量喷油器的喷射角度是否合适。
③测量喷油器的密封性是否良好。
④利用超声波技术对喷油器内部的积炭进行清洗。
2.高率放电叉
高率放电叉是使蓄电池在大电流放电情况下，测量蓄电池端电压的一种专用检测工具。由一个阻值很小的电阻（以满足蓄电池大电流放电的需要）和一个直流电压表并联组成。可分为单格蓄电池高率放电叉和12V整体蓄电池高率放电叉两种，分别用于测量传统的联条外露式蓄电池和现在普遍使用的整体式蓄电池，外形如图1-22所示。
图1-22 高率放电叉的外形
高率放电叉使用注意事项如下。
①采用高率放电叉检测蓄电池的单格电压，测量前应先将蓄电池加液孔盖旋开，将放电叉的两叉头紧抵同一单格的两个极桩，如图1-23（a）所示。
图1-23 使用不同形式高率放电叉测量蓄电池电压
②读数指针稳定时，迅速读出数据并移开放电叉，测量时间不得超过5s，放电叉读数与蓄电池单格放电程度关系见表1-16。
表1-16 放电叉读数与蓄电池单格放电程度关系
一般技术状况良好的蓄电池，用高率放电叉测量时，单格电压应在1.5V以上，并且5s内保持稳定；如果5s内单格蓄电池电压虽低于1.5V，但尚能维持稳定，说明该蓄电池过放电；如果5s内蓄电池单格电压会迅速下降，或者某单格测量示值比其他单格低0.1V以上，则说明该单格电池存在故障，应进行修理。
③采用12V整体蓄电池高率放电叉检测整体蓄电池电压，使用时将两叉尖分别紧密接触蓄电池的正、负极柱，保持15s，如图1-23（b）所示。如果放电叉的电压能稳定在10.6～11.6V，说明蓄电池性能良好，存电足；如果电压能保持在9.6V以上，说明蓄电池性能良好，但存电不足；如果电压迅速下降，说明蓄电池已经损坏。
六、汽车专用万用表
图1-24所示为汽车维修过程中经常使用的汽车专用万用表，它是在普通数字万用表的基础上，增加一些适合汽车某些特性参数测试的功能，使之更加适合汽车检测与故障诊断。
图1-24 汽车专用万用表
（1）测试内容及量程 汽车专用万用表测试内容及量程见表1-17。
表1-17 汽车专用万用表测试内容及量程
（2）显示屏介绍 汽车专用万用表的显示屏由数字显示区域和条形图显示区域两部分组成。其中数字显示区域在仪器开机后，所有内容都将在屏幕显示出来，完成自检后，屏幕显示每秒更换4次；条形图显示区域中条形图显示每秒更换20次，在数据变化比较快的情况下这种显示比较有用，而条形图在测量转速、脉宽、闭合角、占空比和频率的时候不显示。
（3）控制键 汽车专用万用表常用的控制键及其功能见表1-18。
表1-18 汽车专用万用表控制键及其功能
（4）插孔 汽车专用万用表共有温度、10A、mA/μA、共地、电压-电阻-闭合角-频率-占空比-二极管-转速五个插孔，在进行不同测试时使用不同的插孔。
（5）旋钮 汽车专用万用表的旋钮，一个功能是作为万用表的电源开关，另一个功能是在不同测试功能间进行切换。
（6）测试过程 汽车专用万用表的测试过程见表1-19。
表1-19 汽车专用万用表的测试过程
七、汽车专用示波器和解码器
1.汽车专用示波器
汽车专用示波器的作用是以电压波形曲线的显示方式来显示汽车电控或相关系统的工作过程。示波器通常由测试主机、诊断模块、存储卡、外接电源线等部分组成，下面通过表1-20讲述各部件主要功用。
表1-20 示波器组成及功能
2.汽车诊断仪
现代汽车电控燃油喷射系统的微机内部都有一个故障自诊断系统，它能在发动机运行过程中不断监测控制系统各部分的工作情况，并能检测出控制系统中大部分故障，将故障以代码的形式存储在微机内。只要不拆下蓄电池，这些代码将一直保存在微机中。在检修发动机微机控制系统时，利用汽车诊断仪协助查找故障源是十分有效的。
为了方便汽车维修人员对电控燃油喷射系统进行检修，厂家都为自己生产的燃油喷射系统设计了专用的微机检测仪。这些检测仪一般都有诊断接口，将诊断接口与发动机舱内或仪表板下方的故障诊断插座相连，然后打开点火开关，操纵测试仪控制面板上的按键指令，即可对发动机微机控制系统的传感器、执行器及其电路进行检测。这类检测仪的优点是携带方便，操作简单，且能大大提高检修的速度和效率。
现在已生产出了适用于多种发动机微机控制系统的综合微机检测仪（俗称汽车解码器），如美国IAE公司生产的OTC汽车诊断仪（图1-25）。该诊断仪采用液晶屏以菜单形式显示，它的软件中存储有各国不同牌号和车型的汽车微机及控制系统的检测程序和数据资料，并配有各种专用检测接头。使用时只需将被测汽车的牌号和车辆识别码输入汽车诊断仪，就能从软件中调出相应的检测程序。按照诊断仪屏幕上的提示，将相应的故障检测插头和汽车上的故障检测插座连接，就可以根据汽车微机故障自诊断电路的功能范围和检修要求，选择对发动机、自动变速器、制动防抱死装置等各个控制系统进行读取故障码、显示微机运行数据资料、测试执行器工作情况、清除微机内存储的故障码等工作。
图1-25 OTC汽车诊断仪
这种通用的汽车诊断仪能检测美国三大汽车公司（克莱斯勒、福特和通用汽车公司）1982年以后生产的所有汽车和大部分日本、韩国生产的小轿车。若发动机微机系统改进后，只需使用新修订版本的磁卡即可进行检测。因此，诊断仪能适用于不同年代出厂的各种车型，是维修电控汽油喷射式发动机的首选设备，应用范围较广。
若修理厂为单一车系的专业修理厂，也可选用相应的专用汽车诊断仪，如测试克莱斯勒车系的DRB Ⅱ（图1-26）和福特车系的STARⅡ（图1-27）。这些专用汽车诊断仪的性能及使用方法与OTC汽车诊断仪基本相同，有些还可与个人微机及打印机联机，使其功能大大扩展。
图1-26 克莱斯勒公司的DRB Ⅱ汽车诊断仪
图1-27 福特公司的STARⅡ汽车诊断仪
汽车诊断仪是一种汽车电控故障检测仪，是用来与汽车电控系统的控制模块进行数据交流的专业仪器，也是到目前为止检测汽车电控系统最有效的仪器。汽车诊断仪的主要功能如下。
①可直接读取故障码，不需通过发动机故障报警灯的闪烁读取。
②可直接清除故障码，使发动机故障报警灯熄灭。
③能与汽车ECU直接进行交流，显示电控发动机数据流，使电控系统工作状况一目了然，为诊断故障提供依据。
④能在静态或动态下，向电控系统各执行器发出检修作业需要的动作指令，以便检查执行器的工作状况。
⑤行车时可监测并记录数据流。
⑥有的具有示波器功能、万用表功能或打印功能。
⑦有的能显示系统控制电路图和维修指导，以供诊断时参考。
⑧可与PC机相连，进行资料的更新与升级。
⑨功能强大的专用诊断仪，还能对汽车ECU进行某些数据的重新输入和更改。
专用型诊断仪由汽车制造厂家为检测本厂生产的汽车专门制造或指定的只能检测某一品牌或某一车型的诊断仪，而不能用来检测其他公司生产的汽车。专用型诊断仪一般只配备在汽车4S站，主要目的是为自己生产的汽车提供良好的售后服务，有实力的汽车生产厂家都有专用型诊断仪，如大众汽车的V.A.S5052诊断仪，宝马汽车的MODIC-Ⅲ、GT-1诊断仪，奔驰汽车的HHT.STAR2000诊断仪，通用汽车的TECH-Ⅱ诊断仪，福特汽车的Superstar-Ⅱ诊断仪，日产汽车的Consult-Ⅱ诊断仪，丰田汽车的XOBD2000诊断仪等都属于专用型诊断仪。通用型诊断仪不是由汽车生产厂家提供或指定的，而是由其他专门生产检测仪器设备的公司制造的，它可以检测不同汽车生产厂家制造的多种车型，通过配备不同的检测接头，有的诊断仪可以检测几十乃至上百种不同厂家的车型，因而一般配备在综合性维修企业，如电眼X431、金德KT670、金奔腾等都属于通用型诊断仪。
对于具体车型，从故障诊断的深度和广度方面讲，通用型诊断仪不如专用型诊断仪，因为通用型诊断仪毕竟不是专门为检测某一种车型而生产的，因此有些车型的某些电控系统它是检测不出来的。但对于综合性汽车维修企业来说，由于车源品种繁多，而又不可能配齐所有车型的专用诊断仪，因此就应备用通用型诊断仪。
八、发动机综合分析仪和点火线圈电容测试仪
1.发动机综合分析仪
图1-28所示为博士FSA740发动机综合分析仪，它通过传感器采集信号，信息经前端预处理器处理后，输入计算机进行处理，以不同的形式输出，是一种可以直观、方便地对发动机进行故障检测、分析与诊断的仪器。它还可以和检测线主机以不同方式进行数据通信交换信息，以便对车辆及用户信息和检测数据进行集中监控与管理，也可用于发动机实验室、检测线、汽车修理厂等。
图1-28 博世FSA740发动机综合分析仪
（1）发动机综合分析仪的功能
①示波功能：该功能主要应用于目前电子控制燃油喷射车型的各种传感器以及执行器和点火波形的测量，该示波器为双通道，具有波形存储、记忆、回放功能。
②发动机进气歧管真空度的检测：通过该项目的检测可以知道发动机在不同转速下真空度的数值大小所反映的发动机的工作情况。
③发动机的温度性能检测：包括冷却液温度、机油温度、变速箱油温度的检测等。
④汽、柴油机的启动系统测量：包括启动电压、启动电流、绝对缸压、相对缸压、蓄电池压降、启动转速、启动电压波形、电流波形、缸压波形。
⑤汽油机点火系统测量：点火线圈初级波形测试、点火线圈次级波形测试、缸压法点火提前角测试、单缸动力性能测试。
⑥汽、柴油机的动力系统测量：包括加速时间、减速时间、加速功率、平均功率，且可以显示功率波形。
⑦柴油机的供油系统测量：外卡传感器测试，即可在发动机不拆卸喷油器的情况下测试发动机各缸的喷油情况并进行波形比较；喷油压力测试，可测发动机各缸喷油压力的大小以及喷油波形；缸压法供油提前角测试，它解决了其他测试仪不能测量供油提前角的难题，并能通过波形显示，既直观又方便。
⑧汽、柴油机的充电系统测量：包括充电转速、充电电压、电流，并具有动态波形。
⑨汽、柴油机的油耗检测：可以测量发动机在各种状态下的燃油消耗情况（选配）。
⑩电喷发动机解码功能检测：可以为各种电喷发动机进行ECU故障解码（选配）。
（2）发动机综合分析仪的使用注意事项
①保持仪器及测试联线与汽车的运动部件有一定的距离。
②防止仪器被冷却液、水、油或其他液体弄湿。
③禁止在仪器信号输入端输入超过500V的直流或交流电压。
2.点火线圈电容测试仪
CCT-2型点火线圈电容测试仪是一种既可用于电容器测试，又可用于点火线圈性能测试的专用测试仪器。电容器测试包括电容值测量（0.1～0.4μF）、绝缘电阻测量（0～10MΩ）。点火线圈测试包括5个项目：测量火花塞跳火电压；检查点火线圈的短路和断路；用于点火线圈测量前的仪器标定；试验点火线圈性能；预热点火线圈。下面介绍其中3种测试的方法。
（1）火花塞跳火试验 如图1-29所示，将功能选至“IGN”挡，把左侧导线束中的红线夹在发动机上，使发动机在1000r/min运转，把黑线夹在火花塞尾端，观察表针在标有“IND”字样的刻度线上的示数，在4～6之间为正常，低于4则说明高压线断线或导线接触不良，若全部火花塞均低于4，则说明分火头、点火线圈、电容器和中心高压线等部件有断线或接触不良的故障。
图1-29 火花塞跳火试验
1—火花塞；2—红色连接导线；3—灰色连接导线；4，5—黑色线夹
（2）点火线圈短路和断路试验 将右侧电源线接在6V或12V蓄电池上，功能选择“CONT”挡，左侧接线如图1-30所示。若指针在表盘第二条刻度线上示数为2～3kΩ，则说明点火线圈无故障。若指针指向左面（阻值过大），则说明点火线圈次级内存在断路故障。若阻值过小，则说明线圈内存在短路故障。
图1-30 点火线圈短路和断路试验
1—中心高压线；2—点火线圈；3—灰色连接导线；4—红色连接导线；5—蓄电池
（3）电容器检验 将电源线接在车用标准6V或12V蓄电池上，按图1-31所示接线。拆掉分电器上的低压导线，用纸将断电器触点分开，保持绝缘状态。
图1-31 电容器检验
将功能选择至“SET”挡，用电压补偿旋钮将指针调至与表盘上“SET”的刻线重合。将开关拨至“MΩ”挡，若指针在第四条刻度线上的示数大于5MΩ，即为合格。将开关拨至“μFD”挡位上，从表盘的第三条刻度上即可读出电容数值。
对于其他使用方法请参考有关的资料和使用说明。这里需指出，在没有专用测试仪的情况下，也可用普通电子测量仪器测量某些参数，如RLC测试仪等。
九、汽车电器万能试验台
汽车电器万能试验台是用于汽车发动机的调节器、起动机、分电器和点火系统性能试验的综合性试验设备。不同型号的万能试验台结构基本相似。下面以GST-3U型万能试验台为例介绍其技术参数和性能。
1.试验项目
GST-3U型万能试验台的试验项目主要有发电机的负荷试验、功率试验、当作电动机试验、调节器断电器试验、调压器试验、限流器试验、起动机空载试验、负荷试验、小齿轮啮合动作试验、分电器凸轮角度均匀度检验、断电器触点闭合角测量、离心点火提前和真空点火提前装置性能检验、真空点火提前装置膜片漏气和密封性检验、断电器触点接触电阻测量以及点火系统发火能力试验、点火线圈初级和次级线圈电阻测量、初级电流和次级电压测量、电路通断检验、绝缘电阻测量等。
2.技术参数
主电机：3.7kW三相异步电机。
变速装置：齿形带式无级变速器，最大变速比为1∶16。
主轴转速：200～2500r/min。
转速表：发电机式，量程0～5000r/min及0～10000r/min。
电流表：三挡5A～0A～+5A，-10A～0A～+10A，-150A～0A～+150A。
量程：-10A～0A～+10A。
电压表：三挡1V～0V～+10V，-2V～0V～+20V，-5V～0V～+50V。
兆欧表：使用电压为250V和500V，量程0～∞（MΩ）。
断电器触点闭合角分电器转速表：角度量程为0°～70°，转速量程为0～5000r/min。
真空唧筒：手动式。
真空表：量程0～105Pa。
扭矩表：上刻度线0～58.8N·m，下刻度线0～49N·m。
发电机磁场电流调节变阻器：瓷管绕线式可变电阻。
发电机负荷调节变阻器：瓷管绕线式可变电阻。
发电机驱动方式：带传动。
电器通断试灯：交流6V。
三针放电器：同步调整式，6组。