示波器测量汽车发动机冷却风扇信号及分析

仪器爱好者

汽车发动机的冷却风扇是车辆冷却系统的重要组成部分，若风扇出现故障，则会导致发动机冷却不足或冷却过度，造成发动机工作环境恶化，进而影响发动机的性能和使用寿命。风扇的性能直接影响发动机的散热效果，从而影响发动机的性能。

发动机电脑根据目标温度产生占空比信号（PWM），以此来控制风扇的转速。占空比信号越高，风扇的转速就会越快，风扇的供电主要由蓄电池经过熔断保险丝直接供电给风扇控制器。

我们来看下如何用示波器测量汽车发动机冷却风扇的信号：

取一根BNC转香蕉头线接入示波器的通道一，红色香蕉头连接一根刺针，黑色香蕉头连接一个鳄鱼夹用于搭铁接地。将红色刺针刺入风扇插头上的信号线（一般是三根线里最细的那根，其他2根一根是电源线，一根是接地线）

将示波器的通道衰减比设置为1X，垂直档位设置为5V，时基设置为10-20ms左右。为避免观察干扰，也可以开启低通30K功能过滤一部分信号。

有的示波器内置了汽车包设置软件，可以一键设置好示波器的各种设置。

系统通过改变信号占空比来改变风扇转速。风扇静止时，占空比约为10%左右；最大转速时，占空比约为90%左右。风扇有一条恒定电压的电源线，它的接地回路由汽车的电子控制单元（ECM）控制切换/通断。如下图可以看出该汽车冷却风扇供电电压为14V，频率100Hz。汽车电子控制单元ECM通过改变方波的脉冲宽度来调节风扇的转速。

冷却风扇的控制方式是由发动机电脑接收到各种传感器的信号（包括进气温度传感器、油门踏板位置传感器、节气门位置传感器、曲轴位置传感器、发动机水温传感器、散热器出口温度传感器、爆震传感器等），然后根据得到的数据发出对应的占空比信号，以此来控制电子扇控制器。

当所有元器件工作正常时，风扇控制的占空比为约10% - 90%。

以下情况可能导致电子风扇高速运转：当散热器出口温度传感器出现故障时，电子风扇控制占空比信号约为90%；奥迪部分车辆电压供电不足也会造成电子扇高速运转。

以下情况可能导致电子风扇长期低速运转：当节气门出现故障或因节气门太脏而开度太大；油门踏板位置传感器有故障时；进气量传感器出现偏差但仍在合理范围内，出现负荷偏大的假象。

当进气温度传感器有故障或冷却液温度传感器断路时，风扇控制占空比信号约为77.3%， 电子风扇以较高转速运转。