點(diǎn)火系統(tǒng)檢測(cè)與波形分析

1、點(diǎn)火系統(tǒng)檢測(cè)與波形分析2.3.4.1 點(diǎn)火系檢測(cè) 在汽油機(jī)各系統(tǒng)中點(diǎn)火系對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)性能影響最大，統(tǒng)計(jì)數(shù)值表明有將近一 半的故障是因?yàn)殡娖飨到y(tǒng)工作不良而引起的， 因此發(fā)動(dòng)機(jī)性能檢測(cè)往往從點(diǎn)火系 統(tǒng)開(kāi)始。首先，使用先進(jìn)電子技術(shù)的當(dāng)屬點(diǎn)火系統(tǒng)。形式結(jié)構(gòu)和工作原理更新最快 的非點(diǎn)火系統(tǒng)莫屬。 現(xiàn)用點(diǎn)火系統(tǒng)大體分為以下四類(lèi)； 它們?cè)跈z測(cè)時(shí)的接線(xiàn)有所 不同，必須區(qū)別對(duì)待：(1)由電磁、紅外或霍爾元器件構(gòu)成的非接觸式斷電器組成的點(diǎn)火系統(tǒng)稱(chēng) 為無(wú)觸點(diǎn)點(diǎn)火器，其放大電路又分為晶體管電路和電容放電電路兩種。(2) ECU( Electro nic Con trol Un it )控制的點(diǎn)火系，ECD中的微處理器 根

2、據(jù)曲軸轉(zhuǎn)角傳感器的信號(hào)確定點(diǎn)火時(shí)刻， 因而它沒(méi)有斷電器， 只有分電器， 根 據(jù)ECD送來(lái)的信號(hào)直接控制點(diǎn)火線(xiàn)圈初級(jí)電路的通斷。(3) 無(wú)分電器點(diǎn)火系統(tǒng)( Distributor-Less Ignite )是當(dāng)前最先進(jìn)的點(diǎn) 火系統(tǒng)，曲軸傳感器送來(lái)的不僅有點(diǎn)火時(shí)刻信號(hào)， 而且還有氣缸識(shí)別信號(hào)， 從而 使點(diǎn)火系統(tǒng)能向指定的氣缸在指定的時(shí)刻送去點(diǎn)火信號(hào)， 這就要求每缸配有獨(dú)立 的點(diǎn)火線(xiàn)圈，但如果是六缸機(jī)則 1， 6 缸、2， 5缸和 3， 4 缸分別共用一個(gè)點(diǎn)火 線(xiàn)圈，即共有三個(gè)點(diǎn)火線(xiàn)圈， 顯然每一個(gè)點(diǎn)火線(xiàn)圈點(diǎn)火時(shí)， 總有一個(gè)缸是空點(diǎn)火， 檢測(cè)時(shí)應(yīng)注意到這一點(diǎn)。無(wú)觸點(diǎn)點(diǎn)火系統(tǒng)能使用低阻抗電感線(xiàn)圈，從而

3、大幅度提高初級(jí)電流，使次 級(jí)電壓高達(dá) 30kv 以上，增強(qiáng)點(diǎn)火能量以提高點(diǎn)燃稀混合氣的能力，在改善燃油經(jīng)濟(jì)性的同時(shí)也降低排氣污染。無(wú)分電器點(diǎn)火系統(tǒng)完全是電子器件無(wú)機(jī)械運(yùn)動(dòng)部 件，徹底解決了凸輪和軸承磨損以及點(diǎn)接觸燒蝕間隙失調(diào)而引起的一系列故障。1山番電葩（燈邑正緩-爛色紅極）:1 火踐制初麵按疑交 乳憶宙應(yīng)式光圖2-29機(jī)械點(diǎn)火系和晶體管點(diǎn)火系信號(hào)提取接頭的連接方法檢測(cè)點(diǎn)火系首先將信號(hào)提取系統(tǒng)連接到發(fā)動(dòng)機(jī)線(xiàn)路上，圖2-29是機(jī)械點(diǎn)火系和晶體管點(diǎn)火系信號(hào)提取接頭的連接方法，圖2-30是電容放電式點(diǎn)火系統(tǒng)的信號(hào)提取接頭連接方法。I乙番電池更（扛色正頷.黑色負(fù)按）農(nóng)仏點(diǎn)火線(xiàn)梱初級(jí)接棧變隊(duì)圧電曙丈犬圖

4、2-30電容放電式點(diǎn)火系統(tǒng)的信號(hào)提取接頭連接方法無(wú)分電器點(diǎn)火系統(tǒng)是將高壓通過(guò)獨(dú)立式點(diǎn)火線(xiàn)圈連接送向火花塞，當(dāng)高壓感應(yīng)夾難以找到可夾持的位置時(shí)，可用一種專(zhuān)用感應(yīng)夾具夾持于獨(dú)立式點(diǎn)火線(xiàn)圈 上以感應(yīng)出高壓信號(hào)，如圖2-31所示接觸端處理器r n感應(yīng)器一n廠inr.nt a fl B I獨(dú)立式點(diǎn)火銭圈圖2-31獨(dú)立式點(diǎn)火線(xiàn)圈上夾持式感應(yīng)器2.342點(diǎn)火波形分析（一）觸點(diǎn)式點(diǎn)火系波形在發(fā)動(dòng)機(jī)綜合性能分析儀的操 作面板上按菜單選擇和確認(rèn)按鈕圖2-32觸點(diǎn)式點(diǎn)火系統(tǒng)的正常點(diǎn)火波形（參見(jiàn)圖2-25），使采控系統(tǒng)進(jìn)入 波形顯示狀態(tài)，選擇當(dāng)時(shí)即可得到 點(diǎn)火波形如圖2-32所示（具體的操 作步驟需按所用儀器的使用說(shuō)

5、明書(shū) 進(jìn)行）。圖示為觸點(diǎn)式點(diǎn)火系統(tǒng)的 正常點(diǎn)火波形，上面為次級(jí)波，下面上初級(jí)波。圖中A為觸點(diǎn)開(kāi)啟段；B為觸點(diǎn)閉合段，為點(diǎn)火線(xiàn)圈充磁區(qū)。（1）觸點(diǎn)開(kāi)啟點(diǎn)：點(diǎn)火線(xiàn)圈一次回路切斷，次級(jí)電壓被感應(yīng)劇烈上升；（2）點(diǎn)火電壓：次級(jí)線(xiàn)圈電壓克服高壓線(xiàn)阻尼、斷電器間隙和火花塞間隙 而釋放充磁能量， 12 段為擊穿電壓；（ 3）火花電壓：為電容放電電壓；（4）點(diǎn)火電壓脈沖：為充電、放電段；（5）火花線(xiàn)：電感放電過(guò)程， 即點(diǎn)火線(xiàn)圈的互感電壓能維持二次回路導(dǎo)通；（6）觸點(diǎn)閉合：電流流入初級(jí)線(xiàn)圈，因次級(jí)線(xiàn)圈的互感而產(chǎn)生震蕩。a. 在火花持續(xù)期內(nèi)因磁感應(yīng)而在初級(jí)線(xiàn)路上電壓震蕩；b. 火花期后，剩余磁場(chǎng)能量產(chǎn)生的衰減震蕩

6、；c. 初級(jí)線(xiàn)圈的閉鎖段。從這一波形圖上我們可以清晰地看到斷電器閉合角、開(kāi)啟教以及擊穿電壓 和火花電壓的幅值， 并可以測(cè)試到火花延遲期和兩次震蕩過(guò)程。 對(duì)于無(wú)故障點(diǎn)火 系統(tǒng)，觸點(diǎn)閉合角為全周期的 45%-50%（四缸機(jī)）或63%-70%（六缸機(jī)），八 缸機(jī)約為64%-71%擊穿電壓超過(guò)15kv,火花電壓9kv左右，火花時(shí)間大于0.8s 當(dāng)這些數(shù)值或波形異常時(shí)，就意味著故障的出現(xiàn)或系統(tǒng)需要調(diào)整。（二）無(wú)觸點(diǎn)點(diǎn)火系波形圖 2-33 所示為無(wú)觸點(diǎn)的電子點(diǎn)火系統(tǒng)的正常點(diǎn)火波形，與有觸點(diǎn)者相比， 因其初級(jí)電路的通斷不是機(jī)械觸點(diǎn)的合與開(kāi)， 而是晶體管的導(dǎo)通持續(xù)期內(nèi)初級(jí)電 壓沒(méi)有明顯的震蕩，而充磁過(guò)程中因限

7、流作用電壓有所提高， 這一變動(dòng)因點(diǎn)火圈 的感應(yīng)引起次級(jí)電壓線(xiàn)相應(yīng)的波動(dòng) （圖中點(diǎn)2所示），這是無(wú)觸點(diǎn)點(diǎn)火波形的正 常現(xiàn)象，檢測(cè)時(shí)需注意這一點(diǎn)。（三）無(wú)分電器點(diǎn)火系統(tǒng)波形無(wú)分電器點(diǎn)火系統(tǒng)中兩缸共用一分點(diǎn)火線(xiàn)圈將會(huì)發(fā)生一個(gè)缸在循環(huán)中點(diǎn)火 兩次，一次在壓縮過(guò)程末期圖2-34中（a）所示，是有效點(diǎn)火，該工況下因氣 缸的充量為新鮮可燃混合氣的電離程度低，因此擊穿電壓和火花電壓較高；另一次是在排氣過(guò)程末期圖2-34中（b）所示，是無(wú)效點(diǎn)火，該工況下因氣缸為燃程2.343點(diǎn)火波形的各種組合當(dāng)氣缸點(diǎn)火波形采集完成后，檢測(cè)分析儀采集系統(tǒng)計(jì)算機(jī)軟件將捕捉的點(diǎn)火波形進(jìn)行不同類(lèi)別的排列與組合，以供檢測(cè)人員快捷而準(zhǔn)確的

8、判斷故障的成（一）平列波按點(diǎn)火次序?qū)⒏鞲c(diǎn)火波形首尾 相連排成一字開(kāi)來(lái)，稱(chēng)為平列波，圖 2-35所示為一四缸發(fā)動(dòng)機(jī)的平列波 形，其作用主要用以分析次級(jí)電壓的 故障，各缸次級(jí)擊穿電壓是否均衡， 火花電壓是否均衡，火花電壓是否有 差異在平列波圖上一目了然。* 111廠7(34”:- 科tk!V11廠F廠rF T廠L圖2-35標(biāo)準(zhǔn)四缸次級(jí)電壓的平列波形（二）并列波如將各缸的點(diǎn)火波形始點(diǎn)對(duì)齊而由上至下按點(diǎn)火次序排列而形成的波形，如圖2-36所示為一個(gè)四缸發(fā)動(dòng)機(jī)的初級(jí)電壓并列波形。這一波形圖可以看到各缸的全貌，分析各缸閉合角和開(kāi)起角以及各缸火花塞的工作狀態(tài)十分方便，如使用TDC 傳感器或頻閃燈將上止點(diǎn)信

9、號(hào)標(biāo)于一缸電壓波形上則可以檢測(cè)到點(diǎn)火提前 角。（三）重列波將各缸的點(diǎn)火波形起始點(diǎn)對(duì)齊，全部重疊在一個(gè)水平位置上稱(chēng)為重疊波， 如 圖2-37所示。如果觸點(diǎn)式點(diǎn)火系統(tǒng)的分電器凸輪磨損不均勻或凸輪軸磨損嚴(yán)重 將會(huì)造成波形重疊不良，一般重疊角不能超過(guò)周期的5%20 LV121F3 '1«««圖2-36標(biāo)準(zhǔn)四缸次級(jí)電壓的并列波形圖2-37次級(jí)電壓重疊波2.344 點(diǎn)火系統(tǒng)的加載調(diào)試大多數(shù)情況下運(yùn)行不正常的汽車(chē)并非因零部件損壞而引起故障，而是汽車(chē)某些系統(tǒng)沒(méi)有達(dá)到或在使用過(guò)程中失去了正確的調(diào)整狀態(tài)，其中尤以點(diǎn)火系統(tǒng)最為 突出，因此在故障分析之前進(jìn)行點(diǎn)火系統(tǒng)的正確調(diào)整是十

10、分重要的。首先利用圖4-39所示的并列波，測(cè)定各缸閉合角和點(diǎn)火提前角是否正常，六缸發(fā)動(dòng)機(jī)和斷 電器凸輪角為60,閉合角標(biāo)準(zhǔn)值為3842,四缸機(jī)的凸輪角為90，閉合角為4045, 八缸機(jī)凸輪角為45,閉合角標(biāo)準(zhǔn)值為2932。如這一角度過(guò)大則說(shuō)明機(jī)械觸點(diǎn)間 隙太小，反之當(dāng)閉合角過(guò)小則說(shuō)明觸點(diǎn)間隙太大，這時(shí)必須重新調(diào)整間隙以使閉合角達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)值。無(wú)觸點(diǎn)的晶體管點(diǎn)火系當(dāng)閉合角線(xiàn)段不正常時(shí)需調(diào)整點(diǎn)火信號(hào)的觸發(fā)部件， 如電磁式傳感器的凸輪齒與傳感鐵芯的間隙需調(diào)整到0.20.4mm,具體調(diào)整值要視各車(chē)型而定。點(diǎn)火提前角是影響發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性乃至排放指標(biāo)的重要參數(shù)，利用并 列波上第一缸的上止點(diǎn)標(biāo)志可以清楚查

11、看各缸的點(diǎn)火提前角，也可以用圖2-26（8）所示的頻閃燈對(duì)準(zhǔn)曲軸飛輪上的第一缸上止點(diǎn)記號(hào)處，調(diào)整頻閃燈上的電位2（如圖2-38）使閃光相位前后移動(dòng)直到曲軸飛輪上的標(biāo)記對(duì)準(zhǔn)飛輪殼上的記 號(hào)，儀表即會(huì)顯示第一缸的點(diǎn)火提前角。圖2-38頻閃燈測(cè)試點(diǎn)火提前角上面所測(cè)到的點(diǎn)火提前角為總提前角，它由提前值和轉(zhuǎn)速提前值組成，對(duì)于 機(jī)械觸點(diǎn)式點(diǎn)火系統(tǒng)即為真空提前量和離心提前量，測(cè)量時(shí)拆去真空管路即為離 心提前量，兩者之差就是離心提前量。但在怠速工況下真空和離心提前量無(wú)法測(cè) 定，給發(fā)動(dòng)機(jī)的檢測(cè)帶來(lái)諸多不定因素。為了使這兩個(gè)參數(shù)能不互相干擾的獨(dú)立 調(diào)整，例如要求在定轉(zhuǎn)速改變負(fù)荷，就需要對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行加載，也就是說(shuō)汽

12、車(chē)必 須在底盤(pán)測(cè)功機(jī)上進(jìn)行加載調(diào)試，如圖2-39所示，加載時(shí)一般負(fù)荷率為40%70% 車(chē)速為經(jīng)濟(jì)車(chē)速。只有這樣才能得知在不同轉(zhuǎn)速各種負(fù)荷下。轉(zhuǎn)速提前量和負(fù)荷量的數(shù)值和動(dòng)態(tài)變化歷程是否正常。圖2-39汽車(chē)加載調(diào)試電子點(diǎn)火系統(tǒng)，尤其是無(wú)分電器的直接點(diǎn)火轉(zhuǎn)速提前量和負(fù)荷提前量由微分處理器根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器和節(jié)氣門(mén)位置傳感器，還有轉(zhuǎn)速、進(jìn)氣真空度、凸輪位 置、水溫等信號(hào)，從預(yù)先貯存在RAM的數(shù)據(jù)中選定最佳點(diǎn)火提前角，再由微分處 理器向電子點(diǎn)火系發(fā)出指令送向各缸的點(diǎn)火線(xiàn)圈。 這一系統(tǒng)各部件不可調(diào)整，但 也須經(jīng)上述檢測(cè)確定故障是微分處理器損壞還是傳感器失效。2.345故障波形分析造成故障波形的原因很多，

13、現(xiàn)場(chǎng)測(cè)得的故障作業(yè)十分復(fù)雜，以下就是一些常見(jiàn)的典型故障波形進(jìn)行簡(jiǎn)略分析。（一）初級(jí)電壓分析圖2-40觸點(diǎn)燒蝕的波形根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)綜合分析所采集到的各類(lèi)故障初級(jí)電壓波形，可以分析點(diǎn)火系斷電電路有關(guān)電 氣元件和機(jī)械裝置的狀態(tài)，為斷電電路的調(diào)整和 維修提供可靠的依據(jù)，以避免盲目拆卸。圖2-40 所示在觸點(diǎn)開(kāi)啟點(diǎn)出現(xiàn)大量雜波，顯然是觸點(diǎn)嚴(yán) 重?zé)g造成的，打磨觸點(diǎn)或更換斷電器即可證 實(shí)。圖2-41所示的初級(jí)電壓波形在火花期間衰減數(shù)明顯減少，幅值也變低，顯然 是電器漏電造成的。圖2-42所示波形在觸點(diǎn)閉合階段有以外的跳動(dòng)造成這種現(xiàn)象的原因是觸點(diǎn)因 彈簧力不足引起不規(guī)則跳動(dòng)。圖2-42觸點(diǎn)因彈簧力不足圖2-43

14、所示曲線(xiàn)的充磁期即觸點(diǎn)閉合角太小，一般由觸點(diǎn)間隙過(guò)大造成。如果觸點(diǎn)接地不良就會(huì)引起低壓波水平部分的面積雜波，如圖2-44所示圖2-45電子點(diǎn)火充磁階段電壓沒(méi)有上升波形圖2-45為電子點(diǎn)火系統(tǒng)的低壓故障波 形，對(duì)比圖2-34所示之正常波形，在充磁階 段電壓沒(méi)有上升，說(shuō)明電路的限流作用失效， 無(wú)分電器點(diǎn)火系無(wú)元件可以調(diào)整，當(dāng)這一波 形嚴(yán)重失常時(shí)只能逐個(gè)更換諸如點(diǎn)火線(xiàn)圈、 點(diǎn)火系、點(diǎn)火信號(hào)發(fā)生器和凸輪位置傳感器 等，找出故障器件或模塊。（二）次級(jí)電壓波形分析在測(cè)試圖2-35所示的平列波時(shí)，正常情況下各缸擊穿電壓約為1020kv，各缸差別不超過(guò)2kv，為了初步檢測(cè)電壓線(xiàn)路，簡(jiǎn)單易行的方法是首先逐個(gè)將各缸火花塞接地，例第三缸火花塞短路的平列波如圖2-46所示。正常情況下第缸擊穿電壓應(yīng)不小于5kv，否則說(shuō)明該缸咼壓系統(tǒng)接地或絕緣不良。圖2-46第三缸火花塞接地的平列波圖2-47第三缸高壓開(kāi)路平列波如果將第三缸的高壓線(xiàn)取下使之開(kāi)路，正常情況下該缸擊穿電壓應(yīng)