單元四 項目二：點火系統(tǒng)的檢測(二)

1、單元四：汽車電器檢測實訓項目二：點火系統(tǒng)的檢測（二）5.3 發(fā)動機點火系統(tǒng)檢測5.4.1點火系檢測項目 要保證發(fā)動機在各種工況下可靠點火，首先要使火花塞能產生足夠能量的點火花，而點火花的能量又取決于產生電火花的電壓、火花電流和火花持續(xù)時間，火花能量越大，點火性能越好；其次是點火系應按一定的時間要求提供點火（點火正時），即按發(fā)動機的點火順序在最佳時刻（點火提前角）進行點火，最佳點火提前角的確定取決于發(fā)動機的動力性、經濟性和排放凈化性能的要求。 發(fā)動機傳統(tǒng)點火系的檢測項目主要有斷電器觸點工作狀況的檢測、斷電器觸點閉合角的檢測、點火波形檢測、各缸波形重疊角的檢測、點火高壓值的檢測及點火提前角的檢測等

2、。電子點火系檢測項目與傳統(tǒng)觸點式點火系統(tǒng)有許多相似之處，對于無觸點式電子點火系統(tǒng)，因無斷電器觸點，故用最后一級功率三極管（達林頓管）的通斷來確定點火線圈初級的導通率（點火線圈初級通電時間t與點火周期T之比t/T100）。 點火性能檢測設備有能檢測發(fā)動機各項性能（包括檢測點火波形和點火系各種參數(shù)）的各類進口和國產的汽車發(fā)動機綜合測試儀，有能檢測發(fā)動機與點火系統(tǒng)各項參數(shù)及波形的汽車示波器和汽車故障分析儀等。另外，還有一些專門用來測試點火系統(tǒng)性能的，如電器萬能試驗器和正時燈等。 5.4.2 點火示波器的測量原理 發(fā)動機點火示波器，是一種用來檢測、診斷點火系技術狀況的儀器之一。使用點火示波器可將每個缸

3、的點火電壓隨時間的變化關系利用波形的形式直觀地表現(xiàn)出來，以便于觀察、分析和判斷。點火示波器一般由示波管、傳感器和電子電路組成，其最大的優(yōu)點是操作簡單，測試迅速，并能描繪點火的全過程。1-電子槍；2-電子束；3-熒光屏；4-水平偏轉板；5-垂直偏轉板；6-光亮點5.4.3 發(fā)動機綜合參數(shù)測試儀檢測點火系的使用方法 QFC-5型微機發(fā)動機綜合測試儀檢測前準備同本章第一節(jié)，發(fā)動機調至最佳狀態(tài)并預熱，其檢測內容分點火系全面項目檢測、觸點的檢測、點火高壓的檢測、閃光法點火提前角的檢測及缸壓法點火提前角的檢測等。 1點火系的全面檢測 2觸點的檢測 3點火高壓檢測 4閃光法提前角檢測 5缸壓法提前角檢測5.

4、4.4點火正時的檢測 1. .點火正時概述 點火正時也稱為點火定時，是指正確的點火時間。點火時間一般用點火提前角（曲軸轉角或凸輪軸轉角）表示。汽油發(fā)動機吸入氣缸中的混合氣，燃燒時需要一定時間（約為23ms）。為使活塞到達上止點時混合氣已充分燃燒，發(fā)出最大功率，應使火花塞在活塞到達上止點前跳火。從點火開始到活塞到達上止點這一段時間內，曲軸轉過的角度稱為點火提前角。發(fā)動機點火正時檢測的方法主要有閃光法和缸壓法。檢測發(fā)動機點火正時，可利用相應的點火正時檢測儀進行。 2閃光正時檢測儀的基本結構和工作原理 用閃光正時儀檢測點火提前角，其接線圖如下圖所示。按工作原理分為兩種基本形式：一種為非延遲式閃光正時

5、儀，另一種為可調延遲式閃光正時儀。前者要求在發(fā)動機飛輪（或正時齒形帶等）上標有點火提前角刻度線時才能檢測，而后者則不受限制，只要刻有上止點標記即可。閃光正時儀一般由正時燈（氖燈或氙燈）、傳感器、中間處理環(huán)節(jié)和指示裝置等組成，目前在汽車維修企業(yè)應用比較廣泛。5.4.4點火正時的檢測點火提前角檢測原理 5.4.4點火正時的檢測 （1）非延遲式檢測原理。點火正時儀一般由點火傳感器、閃光燈觸發(fā)電路及閃光燈等組成。其測試原理如圖所示。 當被檢測缸開始點火時，點火次級線圈產生的高壓電流流經被檢測缸高壓線，點火傳感器便產生一個電信號。閃光燈觸發(fā)器根據(jù)點火傳感器的電壓信號產生一個觸發(fā)閃光燈閃光所需的電壓脈沖，

6、使閃光燈閃光。當發(fā)動機運行時，點火傳感器不斷地產生脈沖信號，閃光燈就會連續(xù)閃光。由于閃光的頻率與發(fā)動機轉速同步，因此用這連續(xù)閃亮的閃光燈去照亮發(fā)動機上的正時記號，就可以看清飛輪（或正時齒形帶等）上面的點火提前角刻度線與飛輪殼上的上止點標記對齊，此該刻度線所指示的值即為發(fā)動機當前工況下的點火提前角。 5.4.4點火正時的檢測 （2）可調延時閃光點火正時儀檢測點火提前角的原理。非延時閃光點火正時儀檢測點火提前角，必須在發(fā)動機飛輪（或正時齒形帶等）上面標有清晰、準確的點火提前角刻度線。而目前常用的發(fā)動機上只標有上止點標記而無點火提前角刻度線。即使有的發(fā)動機標有刻度線，但使用一段時間后會變得不清晰，使

7、檢測結果不能正確地反應出來。可調延時閃光點火正時檢測器檢測點火提前角的測量原理如圖5.11所示，該儀器在非延時閃光點火正時儀的基礎上增加了開關電路、延時電路和測量儀表。開關電路的作用是當接收到點火傳感器的信號時使顯示儀表通電（指針式）或開始記數(shù)（數(shù)字式），當延時電路反饋信號輸入時關斷儀表或停止記數(shù)；延時電路的作用是在人工調整下使閃光燈觸發(fā)時間從被測缸開始點火時刻移到被測缸活塞上止點時刻。 5.4.4點火正時的檢測 使用非延時正時燈檢測點火提前角時，當點火正時燈點亮，即可以看到飛輪或曲軸傳動帶輪上的點火時刻記號與發(fā)動機機體上的固定記號是否相重合，如重合，則說明點火提前角正確。而使用可調延時閃光點

8、火正時儀檢測時可通過調節(jié)旋鈕，將頻閃時發(fā)動機機體上的固定記號與點火時刻記號調整到固定記號與飛輪或曲軸傳動帶輪上的上止點記號相重合。此時，所顯示的數(shù)值或調節(jié)旋鈕旋過的刻度，即為實際的點火提前角數(shù)值，如圖所示。 5.4.4點火正時的檢測 3閃光正時檢測儀的使用方法 (1)準備工作。 儀器準備 將閃光正時檢測儀（以下簡稱“正時儀”）的兩個電源夾夾到蓄電池（12V）的正、負電極上，紅正、黑負。 將正時儀的外卡式傳感器卡在1缸或最末一缸的高壓線上。 如果使用的是可調延時閃光點火正時燈，則將正時儀的電位器退回到初始位置，打開開關，正時燈應閃光，指示裝置應指示零位。 發(fā)動機準備 事先擦拭飛輪或曲軸傳動帶盤上

9、1缸壓縮終了上止點標記，最好用粉筆或顏料將標記描白，以便在閃光照耀下看清。 發(fā)動機運轉至正常工作溫度。 (2)測量方法 發(fā)動機在怠速下穩(wěn)定運轉，打開正時燈并對準飛輪或曲軸傳動盤上的標記。 對非延遲式正時燈，飛輪上或曲軸傳動帶盤上的活動標記和飛輪殼上的固定指針標記之間的角度差即為發(fā)動機的點火提前角。對延遲式正時燈，調正時儀上的電位器，使飛輪或曲軸傳動帶盤上的活動標記逐漸與飛輪殼上的固定指針標記對齊，此時正時儀裝置的讀數(shù)即為發(fā)動機怠速運轉時的點火提前角。 用同樣的方法，分別測出發(fā)動機不同工況時的點火提前角。 5.4.4點火正時的檢測 4缸壓法點火正時儀檢測原理和使用方法 （1）缸壓法點火正時儀檢測

10、原理 當某缸活塞到達壓縮行程上止點時，氣缸內的壓縮壓力最高，用缸壓傳感檢測出這一時刻，在此之前點火傳感器應已檢測出該缸點火的開始時刻，在這二者之間的時間段內凸輪軸所轉過的轉角即為點火提前角。 （2）缸壓法點火正時儀使用方法 檢測點火提前角時，發(fā)動機應運轉至正常工作溫度，拆下發(fā)動機任意一缸的火花塞，裝上缸壓傳感器。在拆下的火花塞上仍接上原高壓線，在高壓線與火花塞之間插接點火傳感器或在高壓線上卡上外卡式點火傳感器，然后將火花放置在機體上使之良好搭鐵。起動發(fā)動機使之運轉。由于被測缸不工作，因而缸壓傳感器采集的是氣缸壓縮壓力信號，其壓力最大點就是活塞壓縮終了上止點壓力。 5.4.5檢測標準及檢測結果分

11、析 1.傳統(tǒng)點火系點火標準波形和點火提前角 （1）單缸標準波形 如圖所示為點火示波器顯示的單缸初級、次級電壓標準波形。以傳統(tǒng)點火系為例，它描繪了從斷電器觸點開始打開，經過閉合至再次打開為止（一個完整的點火循環(huán)）的電壓隨時間的變化過程。 5.4.5檢測標準及檢測結果分析1）初級標準波形 它是通過將點火示波器的測試筆直接連接到點火線圈的“-”接柱與蓄電池負極接柱上得到的。當觸點打開或三極管截止時，初級電壓迅速增長，次級電壓也迅速增長，兩電壓之和擊穿火花塞間隙，如ab段所示。當火花塞兩極間出現(xiàn)火花放電時，隨之出現(xiàn)高頻振蕩，由于初級、次級間的變壓器效應，高頻振蕩也出現(xiàn)在初級波形中，所以圖中abc段為高

12、頻振蕩波形。當次級火花放電完了時，點火線圈和電容器中的殘余能量要繼續(xù)釋放，初級電路中出現(xiàn)低頻振蕩波形，如de段所示。同樣，由于點火線圈初級、次級間的變壓器效應，低頻振蕩波形也出現(xiàn)在次級波形上，這就是圖中DE段波形。 de段振蕩終了時為一段直線，高于基線的距離表示施加于初級電路上觸點或大功率三極管兩端的電壓。觸點在e點閉合或三極管導通。閉合或導通后的初級電壓幾乎降為零，顯示為一條直線，一直延續(xù)到觸點下初級打開或三極管截止，如fa段所示。當發(fā)生下初級點火時，點火循環(huán)將在下一個氣缸重復開始。 5.4.5檢測標準及檢測結果分析 2）次級標準波形 在斷電器觸點打開或大功率三極管截止的瞬間，由于初級電流下

13、降至零，磁通也迅速減小，于是次級產生的高壓急劇上升，當次級電壓還沒達到最大值時，就將火花塞間隙擊穿。擊穿火花塞間隙的電壓稱為擊穿電壓（點火電壓），如圖5.15中AB線。AB線也稱為點火線。 在火花塞間隙被擊穿時，兩電極之間要出現(xiàn)火花放電，同時次級側電壓驟然下降，BC線為此時的放電電壓變化狀況。 當保持火花塞持續(xù)放電的能量消耗完畢，電火花消失，點火線圈和電容器中的殘余能量以低頻振蕩形式耗完。如圖中DE線。 斷電器觸點閉合或大功率三極管導通，初級電路又有電流通過，次級電路導致一個負電壓。如圖中EF線。觸點閉合或大功率三極管導通后，先是產生次級閉合振蕩，然后次級電壓由一定的負值逐漸變化到零。當至A點

14、時，觸點又打開或大功率三極管截止，次級電路又產生點火電壓。如圖中FA線。 5.4.5檢測標準及檢測結果分析（2）多缸平列波 它在顯示屏幕上按點火順序逐一排列出各缸的波形，可以比較各缸在垂直電壓坐標上的不同電壓值（擊穿電壓、跳火電壓）的差異，從而確定那些氣缸點火不良。5.4.5檢測標準及檢測結果分析（3）多缸并列波 它是按點火順序從上往下將各缸點火波形并列排出，可以對應地比較各缸在水平時間坐標上不同區(qū)段的時間差異（火花持續(xù)時間、閉合角或閉合時間），常用于凸輪軸磨損及觸點狀況的分析，故在新型點火示波器上特別是便攜式點火示波器上較少采用。 5.4.5檢測標準及檢測結果分析（4）多缸重疊波 它將各缸點

15、火波形重疊在一起顯示。主要用于觀察各缸點火波形在各個時間段上的差異，因此可分析各缸閉合角的差異，最終分析凸輪軸和斷電器觸點的磨損及工作狀況。隨著電子點火的廣泛使用，在新型點火示波器中該項檢測已經被逐步取消，但在國產檢測儀及對分電器式的非直接點火系的檢測中還經常用到。 5.4.5檢測標準及檢測結果分析（5）點火提前角 常見點火提前角見表 5.4.5檢測標準及檢測結果分析 1.傳統(tǒng)點火系波形分析 （1）點火極性分析 當點火波形出現(xiàn)下圖所示的狀況，全部點火波形方向與正常波形相反時，即為點火極性不正常的故障。 產生不正常波形的原因，有可能是電源極性接反或點火線圈初極兩接線柱接反，也有可能是點火線圈內部

16、線路不正確。5.4.5檢測標準及檢測結果分析 （2）斷電器觸點的工作狀況分析 主要通過觀察次級電壓波形中的閉合段（即下圖所示的A區(qū)與C區(qū)）進行分析。通常采用次級單缸波來進行波形分析。5.4.5檢測標準及檢測結果分析 次級振蕩的第1振蕩波不是最長原因為斷電器觸點臟污，斷電器觸點燒蝕，斷電器觸點未對正，斷電器觸點臂彈簧彈力弱或斷電器觸點未裝定位。5.4.5檢測標準及檢測結果分析 觸點閉合段有雜波，故障原因為斷電器觸點跳動，初級電路接頭松動，導致初級電路接觸不良。 5.4.5檢測標準及檢測結果分析 當斷電器觸點打開初出現(xiàn)跳動波形，此時的故障原因為斷電器觸點燒蝕、凹陷或臟污，導致觸點閉合與打開時有接觸

17、不良現(xiàn)象；電容器損壞。 5.4.5檢測標準及檢測結果分析 （3）各缸次級電壓分析 各缸次級電壓的檢查主要采用平列波形。測試時將發(fā)動機從怠速狀態(tài)迅速提高轉速，各缸點火電壓相應增大，但增大部分不應超過3kV，各缸點火高壓值相差應在20之內，如下圖所示。 5.4.5檢測標準及檢測結果分析 當出現(xiàn)次級電壓過高或次級電壓過低時，說明點火系工作不正常。 所有氣缸高壓過高 其原因為點火時間過遲；混合氣太?。稽c火線圈接柱不良；燃燒室積碳嚴重，氣缸壓力過大；高壓電路中電阻過大；分電器蓋不良；分火頭燒蝕、間隙過大；火花塞電極間隙過大。 部分氣缸高壓過高 其原因為分電器蓋變形；部分火花塞損壞或電極間隙過大；部分氣缸

18、高壓分線斷路；混合氣成分不均勻。 所有氣缸高壓過低 其原因為高壓線絕緣破裂、漏電；點火線圈匝間短路；點火時間過早；火花塞電極間隙太?。换旌蠚膺^濃；所有氣缸壓力過低。 部分氣缸高壓過低 其原因為火花塞積碳，引起部分火花塞提前跳火；分電器蓋破裂，部分氣缸高壓分線漏電；火花塞絕緣體破裂，導致部分氣缸高壓漏電，點火電壓過低。5.4.5檢測標準及檢測結果分析 （4）單缸次級開路電壓分析。 次級開路電壓檢查的方法是拔下任意一缸的點火高壓線，然后觀察點火時。正常波形如下圖所示，其開路電壓值應符合規(guī)定值：傳統(tǒng)點火20kV；電子點火25kV；高能點火30kV。 當次級開路電壓達不到規(guī)定值時會造成擊穿電壓不足，如

19、下圖所示。 產生不正常波形的原因有點火線圈性能不佳；點火線圈與分電器接線狀況不好，有搭鐵短路現(xiàn)象；分電器蓋漏電；蓄電池電壓不足；觸點閉合角太?。怀跫夒娐冯娮柽^大；火花塞高壓線絕緣性能不好，有漏電；電容器性能不佳或損壞。5.4.5檢測標準及檢測結果分析 （5）各缸點火閉合角分析。 點火閉合角是點火線圈實際通電時間所對應的曲軸轉角，對傳統(tǒng)點火系的斷電器來說，在斷電器觸點間隙不變時點火閉合角也就相對固定。但當凸輪軸或凸輪磨損，以及斷電器觸點底板變形時，可能會發(fā)生變化，因此在點火波形分析時，也要檢查其工作狀況。閉合角檢測既可以用次級單缸波形，也可以用初級單缸波形來觀察。 測得的閉合角值要與標準值對照。

20、閉合角的標準值（分電器凸輪軸轉角）應為：4缸發(fā)動機 40-45；6缸發(fā)動機 38-42；8缸發(fā)動機 29-32。 如果測出的閉合角太小，說明斷電器觸點間隙太大。這不僅有可能使點火時間提前，而且造成高速時點火高壓不足。若測出的閉合角太大，則說明斷電器觸點間隙太小。這不僅有可能使點火時間推遲，而且造成某些缸由于斷電器觸點張不開而缺火。因此，應調整斷電器觸點間隙為0.35-0.45mm，以使閉合角符合標準。5.4.5檢測標準及檢測結果分析 （6）點火線圈電容器衰減振蕩分析 利用次級單缸波形對點火波形中的衰減振蕩區(qū)進行分析以了解點火線圈及電容器工作情況。正常情況下點火波形上第一次振蕩與第二次振蕩各有3

21、-5個振蕩波形，如上圖所示。 正常情況下點火波形上第一次振蕩與第二次振蕩各有35個振蕩波形，如中圖所示。 如果第一次無振蕩（中圖），或第一次與第二次均無振蕩波形（下圖），其原因為電容器失效或漏電，點火線圈失效。 5.4.5檢測標準及檢測結果分析 （7）各缸波形重疊角分析。 如果各缸點火波形的長度不一樣，表明各缸點火間隔不一樣大。此時，最短波形與最長波形之間的重疊區(qū)所占分電器凸輪軸轉角，稱為各缸波形間的重疊角。重疊角應不大于點火間隔的5，以接近零為好。根據(jù)這一原則，重疊角的標準值（分電器凸輪軸轉角）應為：4缸發(fā)動機不大于4.5；6缸發(fā)動機不大于3.0；8缸發(fā)動機不大于225。 重疊角的大小，可以

22、表明多缸發(fā)動機點火間隔的一致程度。重疊角越大，越說明點火間隔不均勻。重疊角太大，是由于分電器凸輪制造不準、磨損不均或分電器凸輪軸磨損松曠、彎曲變形等原因造成的。 5.4.5檢測標準及檢測結果分析 （8）次級電路絕緣性分析。 次級電路絕緣性分析主要用來檢測次級高壓電路是否存在漏電等故障，采用次級平列波來檢查。檢查時拔下任一缸高壓分線、觀察波形。正常波形如上圖所示，由于高壓電路處在開路狀態(tài)，這時既不存在擊穿電壓，也不存在跳火火花線段，由此而產生了一組由高到低呈正反雙方向的衰減振蕩。正、反向均有峰值電壓，向上的（正向）高壓峰值可達30kV。標準點火各缸為6-8kV，向下的（反向）高壓峰值至少應有向上峰值的二分之一到四分之一，否則就說明存在故障，如下圖所示。 不正常的原因為：分電器蓋因破裂或有臟污而導致漏電；分火頭有臟污或破裂；火花塞高壓線絕緣不良；點火線圈次級引出端因有破裂、油污或受潮而造成漏電；點火開關不良；附加電阻不良；初級電路接頭松動或腐蝕；觸點燒蝕。 5