点火系统的检测(第3章3)

sparking coil
火花塞
Wiring bolt cap
dielectric
Wiring bolt shell aquaseal center electrode red copper gasket side electrode
cold ignition plug
heat ignition plug
4.3 点火系统的检测
• 初始角：无提前装置或未控制的点火角， 即最初调整值。 • 基本角：随工况变化，负荷、转速，内存 脉谱图角。 • 修正角：其他产生因素，进一步优化。修 正角有：水温、大气温度修正；稳定怠速 修正；氧反馈修正；爆震修正；额外负荷 修正；暖机修正。
4.3 点火系统的检测
点火系统的控制
EF：断电器触点闭 合，点火线圈一 次电路又有电流 通过，二次电路 导致一个负压。 FA：触点闭合后， 先是产生二次闭 合振荡，而后二 次电压由一定负 值逐渐变化到零。
• 点火波形类别 • 多缸平列波： • 波形从左至右，便于比较各缸点火电压的 高低及点火状况是否正常 • 多缸并列波： • 波形从下至上，便于比较各缸火花线长度 断电触点的张开角和闭合角是否一致 • 多缸重叠波： • 用于比较各缸点火周期、闭合区间及断开 区间的差异
火线圈在开始充电时是否保持 相对一致的波形的下降沿。下 降沿一致，表明各缸闭合角一 致，点火正时正确。 （2）点火线：观察各缸跳火 电压高度的一致性，在急加速 或高负荷时，由于燃烧压力的 增加，跳火峰次级点火波形分 析，如图5值电压将会增高。任 何与其它信号峰值高度的实际 偏差都可能意味着故障。
（3）火花线：火花线近似水平，火花线的起点和燃烧电 压一致且稳定，表明各缸的空燃比一致，火花塞是正常 的。如果混合比太稀，燃烧电压就比正常低一些。如果 火花塞有污蚀或积炭，火花塞的起点就会上下跳动，火 花线明显会倾斜。火花线上有过多的杂波，表明气缸点 火不良，由于点火过于早，喷油器损坏，火花塞污蚀， 或其它原因。 （4）燃烧线：观察火花或燃烧线应十分“干净”，没有 过多的杂波在燃烧线上，过多的杂波表明气缸点火不良， 由于点火过早喷油器损坏，污浊火花塞或其它原因。燃 烧线的长短表明气缸内的混合气的浓与稀。燃烧线过长 表示混合气过浓，燃烧线过短表示混合气过稀。 （5）点火线圈振荡：观察在燃烧线后面最少两个，最好 多于三个的振荡波，这表明点火线圈正常。
③第二次振荡波形之前出现小的杂波，可能是由断 电器触点接触面不平，在完全闭合之前有不良接 触所致。
4.3 点火系统的检测
④ 在触点闭合阶段，存在多余的小的杂波，可能是 初级电路断电器触点搭铁不良，或各接点接触不 良，引起了小的电压波动 。
4.3 点火系统的检测
⑤ 第二次振荡波形存在严重的杂波，这一般是由于 断电器触点臂弹簧弹力太弱，使触点闭合瞬间引 起弹跳所致。
频闪法检测原理： 由于正时灯闪亮时1缸活塞尚未到达上止点， 因此曲轴皮带轮上的标记和发动机缸体上的标记还 没有对齐，上述两标记之间出现一个比较稳定的角 度差，即为发动机的点火提前角。
点火正时灯结构： 正时灯一般由灯(氖灯或灯)、传感器、中间处理环 节和指示装置等组成。 1—外卡传感器 2—正时灯 3—电源卡
4.3 点火系统的检测
一、各类型点火系统 • • • • • 传统点火系结构和工作原理 磁电式点火过程 电控点火过程 无分电器的电控点火系统 点火系统的控制
4.3 点火系统的检测
蓄电池点火系的组成
ignition plug accumulator
timer distributor
ignition switch electric resistance
高压线
点火线圈的检测
检测初级绕组的电阻 冷态：0.36 - 0.55Ω 热态：0.45 - 0.65Ω 冷态： 9.0 - 15.4 kΩ 热态：11.4 - 18.1 kΩ
检测次级绕组的电阻
冷态： 9.0 - 15.4 kΩ 热态：11.4 - 18.1 kΩ
点火波形分析
（1）闭合部分： 观察点
① 电路接通（触点、三极管通），初级线圈有电流 通过并随时间按指数规律增长，电压下降到零， 电流越大，磁场越强。为防止电流过大点火线圈 发热绝缘破坏，有限流。 ② 初级电路接通，在次级电路产生互感电动势，但 弱。为向下的振荡波，1500－2000V。
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4.3 点火系统的检测
③ 闭合（导通）时间越长，电流越大，磁场能 越大。 ④初级电路切断，初级电流磁场迅速消失，初 级电压因自感而升高，次级电压因互感而生。 电感大，电容小，匝数比小，次级电压高。 ⑤初级线圈自感电压为300V，次级线圈互感电 压为 1.5－2万伏，击穿电压4－8千伏。
4.3 点火系统的检测
点 火 正 时 灯
• 测量原理：调整电位器，使闪光时刻推迟 至转动部分上的标记正好对准固定标记。
• 说明：如果需要测量并调试汽车实际运行 中的点火提前角，须在底盘测功试验台上 进行。
2、缸压法检测原理 – 组成：缸压传感器、 点火传感器、中间 处理环节、指示装 置 – 原理：采用缸压传 感器找出被测缸压 缩压力的最大点作 为活塞上止点，同 时用点火（油压） 传感器找出同一缸 的点火（供油）时 刻，二者之间的凸 轮轴转角即为点火 提前角。
4.3 点火系统的检测
⑥ 击穿电压过高，且火花线较为陡峭，这可能是火 花塞间隙太大，或次级电路开路等所引起。火花 间隙越大，所需击穿电压越高，而且往往没有良 好的放电过程。
4.3 点火系统的检测
⑦击穿电压和火花线都太低，且火花线变长，这可 能是火花塞间隙太小或积炭较严重。在这种情况下， 击穿电压就会很低，而火花放电时间则较长。
medium ignition plug
冷型火花塞
中型火花塞
热型火花塞
传统点火系
accumulator
sparking coil primary winding
breakpoint capacitor ignition plug
secondary winding magnet core
cam
secondary winding side electrode contact point center electrode primary winding ignition switch iron core
ignition plug Cent fire head
cam accumulator contact point partition
capacitor
contact point closure
4.3 点火系统的检测
传感器的磁路
contact point signal generator
Firing control unit
4.3 点火系统的检测
4、单缸次级电压的故障波形分析： 断电高压产生之前出现小的多余波形，说明 断电器触点接触面不平，在完全断开之前有 瞬间分离现象，引起电压抖动。
4.3 点火系统的检测
② 火花线变短，很快熄灭，说明点火系统储 能不足。可能是供电电压偏低，或初级电 路导线接触不良造成的。
4.3 点火系统的检测
第四章 发动机技术状况的检测
点火系统检测 （2学时）
北理工珠海学院机车学院郭新民
4.3 点火系统的检测
教学目的及要求
• 点火波形的形成原理
• 点火波形的检测方法
• 点火波形对比检测点火系故障
• 示波器分析仪的用法
• 点火角的检测仪器及检测方法
重点：检测及分析方法
难点：点火波形的形成
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sparking coil
4.3 点火系统的检测
primary binding post high tension lead joint
top head
added resistance joint magnet core primary winding secondary winding
case shell
点火电压波形测量原 理 把实际测得的点火 系统点火电压波形 与正常工作情况下 的点火电压波形进 行比较并分析，可 判断点火系统的技 术状况好坏
AB：AB线也
称为点火线。 B点的高度， 表明点火系克服 火花塞间隙、分 火头间隙和高压 导线各电阻并将 可燃混合气点燃 的实际二次电压。
BC：在击穿火
4.3 点火系统的检测
⑧ 火花线中出现干扰“毛刺”，可能是分电器盖 或分火头松动。这样，在发动机高速运转时， 因分电器的振动会使火花塞上的电压不稳定而 出现抖动。
4.3 点火系统的检测
⑨ 完全没有高压击穿和火花线波形，说明火花塞未 被击穿，也就没有火花放电过程。产生的原因可 能是次级高压线接触不良或断路，或者火花塞间 隙过大。
4.3 点火系统的检测
四、点火正时检测 • 点火正时的检测方法： • 频闪法 • 缸压法 • 人工经验法:
用棉纱塞住1缸塞孔，转动曲轴，棉纱喷出时查看飞轮与 壳体之间的记号
1、频闪法检测原理： 在发动机的旋转部件上——飞轮或曲轴传动带 上刻有正时标记，在与其相邻的固定机壳上(如发动 机缸体)也有一标记。当曲轴旋转到使两标记对齐时， 第1缸活塞刚好到达上止点位置。
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4.3 点火系统的检测
⑥次级电压击穿火花塞后，放电产生火 花，电压降低形成火花线。 放电时间0.6－1.6ms。
当点火线圈的能量消耗到不足以维持火 花放电时，火花终了。 电压能量在电容与电感之间充放电形成 3-5次振荡。
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4.3 点火系统的检测
能量大，则火花线高而宽。 由于互感，次级波形的变化也使初级波形 与之相同。 通电电流增加，断电电流减少，都产互感， 但感应电压方向相反。
点火系统对以下三个方面进行了控制：
· 点火提前角（点火正时）控制； · 点火能量控制； · 防爆震控制。
点火提前角控制
三维点火特性脉谱图
实际点火提前角的控制
点火能量控制
恒流控制 闭合角控制 爆震控制
爆震的控制过程
4.3 点火系统的检测
二、点火电压波形检测与分析
点火波形：点火电压随时间的变化关系（转角） 波形的形成：
4.3 点火系统的检测
发动机分析仪的功能 无负荷测功 点火波形 其它波形（喷油器、转速传感器） 进气管真空度波形（压力传感器） 各缸工作均匀性 起动电流、发电机电压 万用表功能 点火角 排气分析
各零部件的工作原理与拆检
高压线束安装于发动机密封盖的下部， 它从左右两侧分电器引出后，便按V 形8缸的点火顺序向两侧的气缸分流， 其左右线柬都有线夹固定。
平列波：按点火顺序从左至右首尾相连排列， 易于比较各缸发火线（点火电压）的高度。
并列波： 按点火顺 序从下至上分 别排列，可以 比较火花线长 度和一次电路 闭合区间的长 度。
重叠波：把各缸波形之首对齐重叠在一起排 列，用于比较各缸点火周期、闭合区间及断 开区间的差异。
点火电压波形故障反映区 – A区为断电器触点故障反映区 – B区为电容器、点火线圈故障反映区 – C区为电容器、断电器触点故障反映区 – D区为配电器、火花塞故障反映区
ignition coil
ignition switch
sensor battery
4.3 点火系统的检测
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4.3 点火Βιβλιοθήκη Baidu统的检测
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4.3 点火系统的检测
点火系统的控制
点火正时 指正确的点火时间，即最佳点火提 前角。 点火提前角 从点火开始到活塞到达压缩上止 点曲轴转过的角度。 点火提前角与转速、负荷、水温、进气温度、 爆震、空调、起动开关有关。
花塞间隙时，火 花塞两电极间要 出现火花放电， 同时二次电压骤 然下降， C为此时的放电 电压。
CD：火花线
CD的高度表示火 花放电的电压， CD的宽度表示火 花放电的持续时 间。
DE：当保持火花 塞持续放电的 能量消耗完毕， 电火花在D点消 失，点火线圈 和电容器中的 残余能量以低 频振荡的形式 耗完。
4.3 点火系统的检测
⑩ 第一次振荡次数明显减少，可能的原因是断电 器触点并联的电容器漏电、电容器容量不够或 初级线路接触不良，导致线路上电阻增大、耗 能增加，火花熄灭后剩余能量小，振荡衰减加 快。
4.3 点火系统的检测
⑾整个次级电压波形上下颠倒，说明点火线圈 初级两端接反或将电源极性接反了。从而初级电流、 以至次级电压都改变了方向。
4.3 点火系统的检测
⑿与正常时相比，触点闭合阶段变短，说明断 电器触点间隙过大了。反之，若闭合阶段变长，就 说明触点间隙太小了。
4.3 点火系统的检测
实际上，次级电压波形不仅与点火系统 的状况有关，还要受发动机内部工作状况 （温度、压力、燃气成分等）的影响，情况 较为复杂。所以在实践中还可能会遇到很多 不同形状的故障波形。只要我们掌握了点火 系统的基本工作原理，就不难根据故障波形 作出相应的分析判断。