汽油机点火波形的检测
点火波形的检测(四)
实训项目四点火波形的检测一、实训目的1、掌握汽车专用示波器的使用方法；2、掌握汽车点火波形的观测方法。
3、正确的对检测结果进行分析。
二、实训课时2学时三、实训设备及器材1、常用工具1套2、发动机综合检测仪一台3、技术正常的发动机一台四、实训内容及步骤1、准备工作①按点火示波器使用说明书要求，对仪器通电预热、检查校正，待符合要求后再投人使用。
②起动发动机，预热到正常工作温度。
2、点火示波器与发动机联机主要是点火示波器点火传感器（包括夹持器等）与发动机点火系有关部位的连接。
传统点火系一次点火信号是从断电器触点两端采集的，二次点火信号是从点火线圈高压总线上采集的，具体连接方法请见点火示波器使用说明书。
元征EA一 1 ( Xj0 型发动机综合性能检测仪（带有点火示波器功能）的联机方法如下。
①传统点火系元征EA一1000 型发动机综合性能检测仪（以下简称为“检测仪”）的电源夹持器夹持在蓄电池正、负极上，红正、黑负；一次信号红、黑小鳄鱼夹分别夹在点火线圈的一次接线柱上，红正、黑负；1 缸信号传感器（外卡式感应钳）卡在第1 缸高压线上；二次信号传感器（外卡式电容感应钳）卡在点火线圈中心高压线上，如图2 一31 所示。
通过二次信号传感器的信号可获得二次点火波形，通过 1 缸信号传感器信号的触发，可获得按点火顺序排列的各缸波形。
②无分电器点火系对于单缸独立点火线圈式点火系，须采用检测仪的金属片式二次信号传感器，连接方法如图 2 一32 所示。
对于双缸独立点火线圈式点火系，在检测任一缸点火波形时，须将 1 缸信号传感器和二次信号传感器共同卡在该缸高压线上，如图 2 一33 所示。
3、使用方法以元征EA一1000 型发动机综合性能检测仪为例，在联机结束后，按下列方法操作。
①在检测仪主菜单上选择“汽油机”，在副菜单上选择“点火系统”，在点火系统的下级菜单中选择“次级点火信号”，于是检测仪屏幕显示点火系次级检测界面。
②点击界面下端的波形切换软按钮，可分别观测到二次多缸平列波、二次多缸并列波（三维波形）和二次多缸重叠波，如图 2 一34 、图2 一35 和图 2 一36 所示。
利用示波器检测次级点火波形（上）
维修技巧Maintenance Skill栏目编辑：彭蓉霞 ******************54·October-CHINA 利用示波器检测次级点火波形(上)电子部件在现代汽车中的大量使用，让汽修从业人员对电子器件的检修提出了更高的要求。
以往常规的检测方式已无法适应现代车辆的要求，特别是在直接点火系统的检查中，常规的断缸测试已经无法精确判断系统是否正常，而示波器由于其所具备的实时性、不间断性和直观性等特点，被广泛地应用于车辆检测。
本文将从电子次级点火波形测试的主要用途出发，结合具体的汽车故障，具体分析如何利用示波器检测次级点火波形。
◆文/山东 焦建刚利用示波器检测次级点火波形，可以有效地检查车辆行驶性能及排放问题产生的原因。
由于次级点火波形明显地受到发动机的性能、燃油系统的配置和点火条件不同等因素的影响，所以它能够有效地检测出发动机机械部件和燃油系统部件以及点火系统部件的故障，一个波形的不同部分还能够分别指明在汽缸中的哪个部件或哪个系统有故障。
一、次级点火波形1.次级点火单缸波形测试主要用途①分析单缸的点火闭合角；②分析点火线圈和次级高压电路性能；③检查单缸混合汽空燃比是否正常；④分析电容性能；⑤查出造成汽缸断火的原因。
图1为次级点火波形，通过观察该波形，可以得到击穿电压、燃烧电压、燃烧时间以及点火闭合角。
情况出现的要求来启动发动机或驾驶汽车，确认各缸幅值、频率、形状和脉冲宽度等，检查对应部件的波形部分的故障。
2.电子次级点火波形分析(1)充磁开始：点火线圈在开始充电时，应保持相对一致的波形下降沿，这表明各缸闭合角相同以及点火正时准确。
(2)点火线：观察击穿电压高度的一致性，如果击穿电压太高，甚至超过了示波器的显示屏，表明在次级点火电压电路中电阻值过高，譬如断路、高压线损坏或是火花塞间隙过大；如果击穿电压太低，表明次级点火电路电阻低于正常值。
(3)跳火或燃烧电压：观察跳火或燃烧电压的相应一致性，它说明火花塞工作各缸空燃比是否正常与否，如果混合汽过稀，燃烧电压就比正常值低一些。
发动机点火系点火波形测试分析
毕业论文题目赣西科技职业学院毕业论文（设计）题目：发动机点火系点火波形测试分析学号：056810302327姓名：宋移鸿年级：2009级系别：汽车工程系专业：汽车检测与维修指导教师：余立祥完成日期：2011年10月18日汽车检测与维修毕业论文课题：发动机点火系点火波形测试分析院系：汽车工程系专业：汽车检测与维修学生姓名：宋移鸿班级：09自考汽修（4）班指导老师：余之祥2011年10月20 日1.绪论...................................................................................................................................... - 2 -2. 点火系的结构与原理............................................................................................................ - 3 -2.1 概述 ........................................................................................................................... - 3 -2.1.1 点火系的类型................................................................................................... - 3 -2.1.2 对点火系统的基本要求..................................................................................... - 3 -2.2 点火系的结构与工作原理 .......................................................................................... - 3 -2.2.1 传统点火系统的组成结构及工作原理................................................................ - 3 -2.2.2 电控点火系统的结构及工作原理....................................................................... - 4 -3. 标准波形分析及故障反映区.................................................................................................. - 4 -3.1 单缸标准次级波形..................................................................................................... - 4 -3.2 多缸平列波................................................................................................................. - 5 -3.3 多缸并列波................................................................................................................. - 5 -3.4 多缸重叠波................................................................................................................. - 5 -3.5 波形故障反映区.......................................................................................................... - 6 -4. 实验测试分析 ...................................................................................................................... - 6 -4.1 实验设备与器材.......................................................................................................... - 7 -4.2 实验操作方法步骤 ...................................................................................................... - 8 -4.3 实验波形与分析........................................................................................................ - 10 -4.3.1 实验测得波形图 ............................................................................................. - 10 -4.3.2 实验波形诊断分析............................................................................................ - 10 -5.总结.................................................................................................................................... - 11 -6.谢辞………………………………………………………………-101.绪论随着微电子技术、计算机控制技术的迅猛发展，利用电子控制技术来提升汽车发动机的性能、节约能源和降低废气污染已经成为汽车电子技术的发展趋势。
汽车电控燃油控制的波形分析
汽车电控燃油控制的波形分析引言在现代汽车中，电控燃油系统起着至关重要的作用。
燃油控制是维持引擎正常运行的关键，而波形分析那么是诊断问题的有力工具。
本文将对汽车电控燃油控制的波形进行分析，帮助了解燃油系统的工作原理、故障诊断方法以及解决问题的技巧。
1. 汽车电控燃油系统简介汽车电控燃油系统主要由燃油泵、进气系统、点火系统、喷油器、传感器等组成。
整个系统通过电子控制单元〔ECU〕协调工作，确保燃油供应的精确控制，并实时调整以满足引擎的需求。
2. 汽车电控燃油控制的波形分析原理燃油控制是通过ECU对燃油喷射时机和量进行精确控制来实现的。
波形分析是诊断燃油控制系统的有效方法之一，主要通过观察和分析传感器和执行器的输出信号波形来判断系统的工作状态和是否存在故障。
在波形分析中，一些常用的输入信号包括： - 氧传感器输出信号 - 空气流量传感器输出信号 - 曲轴位置传感器输出信号 - 进气歧管绝对压力传感器输出信号一些常用的输出信号包括： - 燃油喷射器驱动脉冲信号 - 点火系统的点火脉冲信号 - 燃油泵驱动信号 - 长时燃油修正信号通过对这些信号波形的观察和分析，可以给出诊断结果，判断系统是否正常工作。
3. 汽车电控燃油控制的常见问题和解决方法3.1. 燃油喷射器故障燃油喷射器是汽车燃油系统中的关键部件之一。
当喷油器出现故障时，会导致燃油供应缺乏或过量，引发引擎失火或工作不稳定的问题。
在波形分析中，观察燃油喷射器驱动脉冲信号的波形可以判断其工作状态。
正常情况下，喷油器应该有规律的脉冲信号，且脉冲的持续时间和频率应该符合规格要求。
如果喷油器的脉冲信号出现异常，如持续时间过短或过长，频率异常等，可能需要更换或维修燃油喷射器。
3.2. 传感器故障汽车燃油控制系统中的传感器起着收集和反应关键信息的作用。
常见的传感器包括氧传感器、进气歧管绝对压力传感器和曲轴位置传感器。
通过观察传感器的输出信号波形，可以判断传感器是否工作正常。
点火波形分析
部分缸点火电压过高实测波形
次级点火故障波形 车型:FORD LIATA 4缸
• 部分气缸高压过高原因 • 所有气缸高压过低原因 • 部分气缸高压过低原因:
火花塞积垢,引起部分火花塞提前跳火; 分电器盖破裂,部分气缸高压分线漏电; 火花塞绝缘体破裂,导致部分气缸高压漏电,点火 电压过低
9.点火闭合(导通)角分析
正常波形
所有缸点火 电压过高
所有缸点火 电压过低
所有缸点火电压过低实测波形
次级点火多缸并 列故障波形 车型:TOYOTA CORONA 2.0
部分缸点火电压过低实测波形
次级点火多缸 并列故障波形 车型:FORD LIAATA
部分缸点火电压过高实测波形
次级点火多缸并列故障波形 车型:JEEP CHEROKEE 7250E 2.5L 4缸
3.二次侧电压分析
• 4.波形分析 • 高压电路原因: • 火花塞高压线绝缘不好 • 分电器盖有漏电 • 点火线圈与分电器接线状况不好或有碰铁现象 • 点火线圈性能不佳,产生不了足够的高压 • 低压电路原因: • 蓄电池电压不足 • 触点闭合角太小 • 一次侧电路电阻过大 • 电容器性能不好或损坏
10.分电器与分电器盖间隙检查
• 分电器与分电器盖间隙大小直接影响火化塞点火 能量的大小，因此必须进行检查并使之符合要求。
• 应明显低于8kV（点火高压），否则说明有故障
11.断电器触点工作状态的检测
• 断电器触点的好坏直接影响到闭合角的大小及初 级电路充电状态的好坏。
• 正常波形在闭合段区域内没有杂波，触点刚闭合 时时有二次振荡3~5个，第一个振荡波应最长。
值电压偏低,触点闭合故障反映区有内光。
一次侧电路电阻 正常波形
点火正时的检测方法
点火正时是引擎中非常关键的参数之一，它决定了火花塞何时点火，从而控制燃烧过程。
以下是几种常见的点火正时检测方法：
1.使用点火正时检测仪器：市场上有专门的点火正时检测仪器，可以帮助测量引擎的点火正时。
这些仪器通常使用感应线圈或霍尔传感器来检测火花塞点火时刻，并提供精
确的测量结果。
2.使用示波器：示波器是一种广泛使用的仪器，它可以显示电信号的波形。
在点火正时检测中，示波器可以用于监测引擎的点火信号波形。
通过连接到引擎控制模块（ECM）或点火线圈的电缆，可以观察到点火信号的时序图，并判断点火正时是否正确。
3.使用点火灯（Spark Timing Light）：点火灯是一种简单而常用的点火正时检测工具。
它通常由一个高亮度的闪光灯和一个感应线圈组成。
将感应线圈连接到火花塞线圈的
高压线上，当点火时，点火灯会闪烁并显示引擎点火的时机。
通过调整点火正时，可
以使点火灯的闪烁时间与目标点火正时匹配。
4.使用调试工具：某些车辆的电子控制模块（ECM）提供了故障码读取和调试功能。
通过连接诊断工具，如汽车诊断仪，可以读取ECM保存的点火正时数据，以及实时监测点火正时的变化。
请注意，点火正时的检测和调整需要一定的专业知识和经验。
如果您对汽车引擎和电
气系统不太熟悉，建议向专业的汽车维修技师寻求帮助，以确保安全和正确性。
汽油机点火系检测实验
汽油机点火系检测实验一、实验内容测量发动机的点火波形及点火提前角。
二、实验目的1、了解点火示波器的测量原理。
2、掌握点火示波器检测点火波形的方法。
3、根据电压波形的变化分析点火系统各组成部件的故障。
4、掌握点火正时的仪器检测方法。
三、实验仪器设备汽车解码仪、正时灯、实验车辆、数字万用表、维修工具、示波器等。
四、实验步骤A.检测点火波形（一）检测前发动机的测试仪准备1、检测前调整好实验车的各个系统，使其处于完好技术状态。
起动发动机并预热到正常的规定温度（80～90℃）。
2、对测试仪进行使用前的检查、自校与调整。
（二）检测步骤1、打开仪器电源自检。
2、进入点火系检测项目。
3、进入点火高压检测程序。
4、与标准波形比较。
B.点火正时检查与调整（一）准备工作1、将闪光正时检测仪的两个电源夹夹到蓄电池（12V）的正、负电极上，红正、黑负。
2、将正时仪的外卡式传感器卡在1缸或最末一缸的高压线上。
3、如果使用的是可调延迟闪光点火正时灯，则将正时仪的电位器退回到初始位置，打开开关，正时灯应闪光，指示装置应指示零位。
4、事先擦拭飞轮或曲轴传动带盘上1缸压缩终了上止点标记，最好用粉笔或颜料将标记描白，以便在闪光照耀下看清。
5、发动机运转至正常工作温度。
C.测量方法发动机在怠速下稳定运转，打开正时灯并对准飞轮或曲轴传动盘上的标记，对非延迟式正时灯，飞轮上或曲轴传动带盘上的活动标记和飞轮壳上的固定指针标记之间的角度差即为发动机的点火提前角。
对延迟式正时灯，调正时仪上的电位器，使飞轮或曲轴传动带盘上的活动标记逐渐与飞轮壳上的固定指针标记对齐，此时正时仪装置的读数即为发动机怠速运转时的点火提前角。
用同样的方法，分别测出发动机不同工况时的点火提前角。
五、注意事项1、使用检测仪前请仔细阅读使用说明。
2、使用点火正时灯或点火正时仪时，应按规定方式连接仪器，按规程操作。
3、检查分缸线顺序时，应按点火次序、顺着分火头转动方向检查。
六、结果整理与分析2．点火波形根据检测结果，回答下列问题。
汽油发动机点火波形检测与分析-指导书
实验三汽油发动机点火波形检测与分析指导书适用专业：汽车服务工程实验时数：2学时一、实训目的与要求1、掌握利用真空表检测发动机故障的方法及原理；2、根据真空表显示的异常指示找出发动机故障的原因。
二、实训课时2学时三、实训设备及器材1、常用工具1套2、发动机综合测试仪（或汽车专用示波器）1台3、技术状况良好的发动机总成1台四、实训内容及步骤使用发动机综合测试仪的示波器功能或汽车专业示波器检测点火波形，可用来判断点火系各部件的故障。
1、发动机综合测试仪与发动机的线路连接（1）将发动机综合测试仪的蓄电池电压拾取器的红、黑夹分别夹在蓄电池的正、负极上。
（2）将红色次级信号夹夹在中央高压线上（从适配器1280408的红色BNC 头引入设备），一缸信号钳夹在一缸高压线上，如图1所示。
图1 发动机综合测试仪与发动机的连接（3）起动发动机至正常工作温度，并怠速运转。
（4）启动发动机综合测试仪，在“汽油机检测”菜单下用鼠标左键点击“次级信号”图标即进入次级信号测试界面，即可测到次级平列波、并列波、重叠波等波形。
2、标准波形分析（1）单缸波形如图2所示为发动机1500r/min时的单缸标准次级波形图。
它反映了单缸点火的工作情况。
当点火装置出现故障时，次级电压的波形就会发生变化，因此根据波形的变化可初步判断故障所在。
图2 单缸标准次级波形图图中波形上各点的含义如下：a为断电器触点打开，次级电压急剧上升；ab为击穿电压；bc为电容放电；cd为电感放电，称为火花线；de为火花消失后，剩余磁场能维持的衰减震荡；e点为断电器触点闭合；ef为触点闭合导致的负电压，并引起闭合震荡；ae为触点打开的全部时间；ea为触点闭合的全部时间。
如果时间用分电器凸轮轴转角表示，则ae 为断电器触点张开角；ea为断电器触点闭合角。
（2）多缸重叠波形多缸重叠波形时将各单缸波形之首对齐并重叠在一起的排列方式。
6缸发动机的标准次级重叠波形如图3所示。
图3 标准次级重叠波形1-平均触点闭合角 2-触点闭合点变化范围 3-重叠角（3）多缸平列波和多缸并列波形为比较各缸点火情况，可将各缸点火波形平列和并列在显示屏上。
项目104 点火波形检测
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二次并列波
（5）如果二次并列波火花电压有波动现象， 说明电喷系统喷油器工作不良，引起可燃混合气 浓度波动。这一故障可能出现在每一缸波形上， 也可能出现在某一缸波形上。
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二次并列波
（6）如果二次并列波火花电压较低，可能是可 燃混合气过浓或火花塞漏电或缸压低、火花塞积 炭或间隙太小造成的。
③点火波形上波形闭合段的长度和形状与传统 点火系波形不完全相同，甚至不同车型之间也略 有差异，有的车型闭合段在发动机高速时加长， 这属正常现象。
④有的电子点火系当点火波形闭合段结束时， 先产生一条锯齿状上升斜线，然后导出点火线， 不像传统点火系点火波形那样，随着触点打开产 生一条急剧上升的点火线。
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练习
4.下列（ ）不是某缸的点火高压值过高的原因。
A.该缸高压线未插到底 B.该缸火花塞间隙大
电容放电 电感放电
余能振荡，４～5个低频
振荡
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2.波形排列形式
点火示波器采集到发动机点火信号后，通过不 同排列，以多缸平列波、多缸并列波、多缸重叠 波和单缸选缸波四种排列形式分别显示点火波形， 以便于检测人员从不同排列形式波形中观测、分 析、判断点火系技术状况。
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标准二次平列波
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点火波形上的故障反映区
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。
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学习任务二 用点火示波器检测点火波形
点火示波器是专门用来检测诊断汽油机点火系 技术状况的检测设备。
实验二点火波形分析PPT课件
火线圈短路，一次线圈接触不良。 ⑥ 闭合区分析：闭合区可变长，闭合段有上
升，凸起，属正常。因有限流和闭合角可 调功能 。
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点火波形分析
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一、点火波形分析要点
分析单缸的点火闭合角（点火线圈充电时间）； 分析点火线圈和次级高压电路性能（从燃烧线或点
火击穿电压）； 检查单缸混合气空燃比是否正常（从燃烧线）； 分析电容性能（白金或点火系统）； 查出造成汽缸断火的原因（污浊或破裂的火花塞，
从燃烧线）。
2
3
二、传统点火波形的接线方法
高压传感器夹中央高压线上；转速传感器夹在１缸线， 采集转速、点火时间和点火顺序。无中央高压线的， 两者可都夹１缸线上。
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三、波形分析：
① 发火线（击穿电压）电压1.5-2万伏，击穿电压 4-8千伏。
a) 过高：电阻过大；断线；接触不良；脏污。
b) 拔下高压线与火花塞距离加大，击穿电压升 高。
c) 高压线搭铁，电压应低于4000V，否则有间隙 过大处。
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பைடு நூலகம்
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第二节 点火系检测
初 级 电 压 波 形
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第二节 点火系检测
次 级 波 形
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② 火花线：1000r/min，火花时间为 1.5ms。 时间过短：火花塞间隙大；电极烧 蚀或间隙大；高压线电阻大；混合气 稀；点火过迟。 过长：火花塞积碳，间隙小，短路。
9
③ 波形倒置：点火线圈初级接反，电压波形 倒置，点火能量小。
利用示波器进行点火系统波形分析
６ ４
丌 ＤＲ． Ｎ ． ｃ ｍｂ ｒ ｃＨＩＡ Ｄｅ ｅ ｅ
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，
分电器 点火次级 波形分 析
１ 磁 开 始 ：点 充 火 线 圈 在 开 始 充 电 时 ． 保 持 相 对 一 致 应 的 波 形 下 降 沿 ， 表 这 明 各 缸 闭合 角 相 同而
且点火正时准确。
二 、电子 点火 次级单 缸急加 速波
形
电子点火攻级单缸 急加速波形测试 用 于 确 定最 大 击 穿 电压 或 指定 汽 缸 燃 烧峰 值 电压 与 其 他 缸 峰 值 电 压 的 关 系 这 个 测 试 是 用 来诊 断 当 大 负荷 或 急加 速 时 是 否 出
维普资讯
［
● 文 焦建刚 李明
进行点火系统波形分析
析） ．
现 代 汽 车 采 用 了 大 量 的 电 子 控 制 系 统． 以往 常 规 的 检 测 方式 已无 法 适 应 现 代 汽 车 的 要 求 ． 别 是在 直接 点火 系统 的 检 ． 特 查 中 ． 规 的 断 缸 测试 已经 无法 精 确 判断 常 系 统 是 否 正 常 ． 示 浊 器 由 于其 具 有 实 时 而 性 、 问断性 、 观性． 来越得到广泛 不 直 越
现 断火 现 象
２点 火 线 ：观 察 击 穿 电压 高 度 的一 致
性， 如果 击 穿 电压 太
１试验 方法 在 加 速 或 高 负 荷 下 检查 对 应 特 定 部 件 的 波 形 部 分 的 故 障 ２波形 分柝 观 察 各 缸 击 穿 电 压 高 度 是 否一 致 。在 急加 速 或 高 负荷 时 ， 于燃 由 烧 压 力 的增 加 ，其 峰 值 电 压 将 随 之 增 高 ． ： 当 与其 他 缸 信 号 峰 值 高 度 出 现 偏 差 时 ， 意
如何根据点火波诊断故障
一．如何根据点火波诊断故障？以多缸发动机各缸点火状况的平列波为例，该波形可用于比较检测。
发火线分析：1.若各缸点火电压均高于标准值，说明高压回路有高电阻，多为点火线圈的高压线插孔、分电器高压线插孔及分火头等有积炭，或高压线内有高阻（断线、接插不牢固)等。
2.若个别缸点火电压过高，为该缸火花塞间隙偏大，或高压线接触不良，以及分火头与该缸高压线接触刷间隙过大。
3.若全部气缸点火电压低于标准，为火花塞脏污或间隙太小。
个别缸点火电压低，为该缸火花塞间隙小或脏污，以及该缸高压线(绝缘损坏)或火花塞(瓷芯破裂）有漏电等情况。
4.为诊断点火线圈发火能力，可拔掉某缸高压线。
此时，该缸点火电压应高达20kV以上（传统点火系），电子点火系则应高于30KV以上·为点火线圈性能良好。
5.若使拔下的高压线搭铁，发火线应明显缩短，其值应低于5KV否则说明分火头或分电器盖插孔电极间隙大，或分缸高压线与插孔接触不良。
6.如果突然使发动机的转速升高，所有缸的发火线均匀升高，说明火花塞工作正常。
7.若全部直列波上下颠倒，为点火线圈极性接反所致。
火花线分析：利用单缸波形可观察该缸火花线，电子点火系的火花延续时间在转演为1000r/min时约为1.5mS。
火花延续时间小于0.8mS时，就不能保证混合气完全燃烧，排污增大、动力性下降。
若火花延续时间大于2mS，火花塞电极寿命明显缩短，传统点火系火花线长度一般为0.6-0.8mS。
低频振荡区分析：点火系良好时，低频振荡区应有5个以上的可见脉冲；高功率线圈的脉冲将多于8个以上。
电子点火系的低频振荡区异常，仅表示点火线圈不正常。
闭合区分析：对电子点火系，反向电压和击穿电压是由于晶体管导通和切断一次电流而产生的·因此这两处波形异常是由于晶体管技术状况不良造成的。
二.频闪法和缸压法检测点火提前角的原理是什么？如何检测？频闪法基本工作原理：如在精确的确定时刻，用一束短暂(约1/5000s)的且频率与旋转零件转动频率相同的光脉冲，照射相对转动的零件，由于人们视力的生理惯性，似乎觉得零件是不转动的。
论文 发动机点火系点火波形测试分析
论文发动机点火系点火波形测试分析目录1.绪论 (3)2. 点火系的结构与原理 (4)2.1 概述 (4)2.1.1 点火系的类型 (4)2.1.2 对点火系统的基本要求 (4)2.2 点火系的结构与工作原理 (4)2.2.1 传统点火系统的组成结构及工作原理 (4)2.2.2 电控点火系统的结构及工作原理 (5)3. 标准波形分析及故障反映区 (6)3.1 单缸标准次级波形 (6)3.2 多缸平列波 (6)3.3 多缸并列波 (7)3.4 多缸重叠波 (7)3.5 波形故障反映区 (8)4. 实验测试分析 (9)4.1 实验设备与器材 (9)4.2 实验操作方法步骤 (10)4.3 实验波形与分析 (12)4.3.1 实验测得波形图 (12)4.3.2 实验波形诊断分析 (12)5.总结 (14)致谢 (14)1.绪论随着微电子技术、计算机控制技术的迅猛发展，利用电子控制技术来提升汽车发动机的性能、节约能源和降低废气污染已经成为汽车电子技术的发展趋势。
动力性与排放是改善整车性能的核心问题之一，而发动机点火系点火控制系统是决定排放和动力性的关键装置。
如果汽油机点火系技术状况不佳，甚至出现了故障，不但严重影响发动机的动力性，燃油经济性，排气净化性，而且无法正常工作。
实践证明点火系是故障频率最高的部位之一。
过去，人们常用拔掉高压线试火等方法查找点火系统故障原因。
随着电子产品在汽车上的普及，这些传统的诊断方法不仅显得效率低，而且还可能会损坏电子元件，现已逐渐被淘汰。
如今，使用汽车专用示波器绘出点火系统初级电路和次级电路在点火周期内的电压随时间变化的关系曲线。
通过分析了点火波形的形成过程以及波形形状，可以方便，快捷的得出结论，从而找出故障原因并及时排除。
2. 点火系的结构与原理2.1 概述点火系的基本功用是在发动机各种工况和使用条件下，在气缸内适时，准确，可靠地产生电火花，以点燃可燃混合气，使汽油发动机实现作功。
点火波形分析
1．标准点火波形标准点火波形是指点火系统正常工作时点火线圈初、次级的电压波形，它是点火系统的诊断标准。
如图2-22所示为传统点火系统单缸初、次级电压标准波形。
图中的触点张开时间是初级线圈断电时间，它对应于次级线圈的放电阶段；图中的触点闭合时间是初级线圈通电时间，它对应于点火线圈的储能阶段，这两个阶段组成了一个完整的点火循环。
图中波形反映了从断电器触点张开、闭合、再张开的整个点火过程中，初、次级电压随时间变化的规律。
因点火线圈初、次级间的变压器效应，其初级电压波形与次级电压波形具有一定的对应关系。
b)图2-22单缸电压标准波形a)初级电压标准波形 b）次级电压标准波形(1)初级电压标准波形图2-22a是单缸初级电压标准波形。
当断电器触点张开时，初级电压迅速提高（约为100~300V），从而导致次级电压急剧上升击穿火花塞间隙。
当火花塞两极火花放电时，出现高频振荡波。
火花放电完毕后，由于点火线圈和电容器中残余能量的释放，又会出现低频振荡波，其波幅迅速衰减直至初级电压趋向于蓄电池电压。
当断电器触点闭合后，初级电压几乎为零，成一直线一直延续到触点的下一次张开。
当下一缸点火时，点火循环又将复现。
通常，示波器上触点的张开时间、闭合时间和各缸点火间隔时间用分电器凸轮轴转角表示，因此触点张开时间和闭合时间又可分别称为触点的张开角和闭合角，各缸点火间隔时间称为点火间隔角。
若上述角度数值用曲轴转角表示，则对于四冲程发动机来说须乘以2 0 (2)次级电压标准波形图2-22b是单缸次级电压标准波形，有关次级电压波形点线的含义说明如下。
1)A点：断电器触点张开，点火线圈初级绕组突然断电，导致次级电压急剧上升。
2)AB线：称为点火线，其幅值为火花塞击穿电压即点火电压。
击穿电压约为8—20kV，不同的车型或点火系统，其击穿电压可能不一样。
3)BC线：在火花塞间隙被击穿时，两电极之间会出现火花放电，同时次级电压骤然下降，BC为电压下降的幅值。
点火波形检测
频闪法
光学法：利用光学传感器检 测火焰燃烧产生的光谱变化， 确定点火状态。
频闪法：通过快速开关光源， 观察点火波形的变化，确定 点火时间。
电学法：通过测量电信号的 变化，如电压、电流等，来
确定点火状态。
声学法：利用声学传感器检 测火焰燃烧产生的声音，确
定点火状态。
高速摄像法
原理：利用高 速摄像机拍摄 发动机工作过 程，捕捉点火 瞬间的燃烧情
因
实验验证：通过实验对比， 验证点火波形检测的准确性
和可靠性
点火波形检测的发展趋势
高精度点火波形检测技术
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概述：高精度点火波形检测技术是点火 波形检测的重要发展方向，通过提高检 测精度和可靠性，有助于提高发动机性 能和燃油经济性。
应用前景：随着排放法规的日益严格和 燃油经济性的要求不断提高，高精度点 火波形检测技术在发动机控制、故障诊 断和优化等领域的应用前景广阔。
况
优点：能够直 观地观察到点 火瞬间的点：设备成 本较高，需要 专业人员操作
和维护
应用范围：适 用于科研和发 动机开发领域
相图法
定义：通过分析点火线圈的电压 和电流波形，确定发动机的点火 时刻和点火能量
适用范围：适用于各种类型的发 动机，包括汽油机和柴油机
优点：能够准确反映发动机的工 作状态和点火时刻，有助于提高 发动机的性能和燃油经济性
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技术特点：采用高灵敏度传感器和先进 的信号处理技术，实现对点火波形的快 速、准确捕捉和分析，提供更准确的点 火时刻和能量分配信息。
发展趋势：未来，高精度点火波形检测 技术将进一步向智能化、集成化、实时 化方向发展，为发动机性能的提升和节 能减排提供有力支持。
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三.汽油机点火波形的检测内容概括1、点火波形的种类2、点火系统的工作原理3、点火系统的结构组成包括；蓄电池、发电机、分电器、点火线圈和火花塞等组成。
4、点火波形的测量工具——示波器示波器的结构，主要由电子枪、偏转系统，荧光屏，线束，以及有关按钮组成。
5、点火波形的异常6、检测的方法采用交互性实验，通过虚拟仿真的方式对汽油机点火波形的检测。
7诊断标准。
（一）点火波形的种类点火波形定义：汽油机点火系统发生故障时，引起点火电压变化，从而与标准的点火电压不同的电压形成的波形称为异常的点火波形。
发动机的点火线圈是由两部分的线圈组成:低压部分的初级线圈和高压部分的次级线圈。
当初级线圈的电流被截断时，初级线圈会产生200V～300V的电压，而在次级线圈上将产生高达15kV～20kV的电压，所以，两者的波形有所不同，分为两类。
次级点火电压标准波形初级点火电压标准波形（1）次级点火电压标准波形a点：断电器的触点断开或电子点火器晶体管没导通，点火线圈初级突然断电，使次级电压急剧上升。
ab段：为火花塞的击穿电压，即在断电器打开的瞬间，由于初级电流下降至零，磁通也迅速减小，于是次级产生的高压急剧上升，当次级电压还没有达到最大值时，就将火花塞的间隙击穿。
所以ab也称为点火线；(5000-8000v)bc段：当火花塞的间隙被击穿时，两电极之间要出现火花放电，同时次级电压骤然下降，bc为此时的放电电压；（电容放电阶段电压）cd段：火花塞电极间隙被击穿后，通过电极间隙的电流迅速增加，致使两极间隙中的可燃气体粒子发生电离，引起火花放电。
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。
cd被称为火花线；（电感放电阶段电压）在火花间隙被击穿的同时，储存在次级电容C2（指分布电容，即点火线圈匝间、火花塞中心电极与侧电极间、高压导线与机体间等所具有的电容量总合）的能量迅速释放，故abc段被称为电容放电。
其特点是放电时间极短（1μs），放电电流很大（可达几十安培），所以a，c两点基本是在同一条垂直线上。
而电容放电时，伴有迅速消失的高频振荡，频率约为106Hz～107Hz。
但电容放电只消耗磁场能的一部分，其余磁场能所维持的放电称为“电感放电”。
其特点是放电电压低，放电电流小，持续时间长，但振荡频率仍然较高。
所以整个abcd段波形称为高频振荡。
fa段：触点闭合后，因初级电流接通而引起回路电压出现衰减振荡。
称为第二次振荡。
逐渐变化到零。
当至a点时，触点又打开，次级电路又产生点火电压。
整个波形中，从a点至e点，对应于初级电流不导通、次级线圈放电阶段，对于传统点火系为断电器触点张开阶段，即触点打开段；从e点至a点对应于初级电流导通、线圈储能阶段，也是传统点火系的触点闭合时间，即触点闭合段。
打开段加上闭合段等于一个完整的点火循环。
（2）初级点火标准波形ab段：为触点打开时，初级线圈上初级电压的迅速增长，而这时次级线圈的电压也迅速增长，当次级电压达到击穿电压的时候，两电压之和就可以击穿火花塞的电极间隙。
bc段：当火花塞的电极间隙被击穿时，两电极之间要出现火花放电，使次级电压骤然下降，而由于点火线圈的初级和次级之间的变压器效应，初级电压也迅速下降。
abc段：当火花塞两电极间出现火花放电时，会伴随出现高频振荡，由于点火线圈的初级和次级之间的变压器效应，初级波形中也会出现，也就是abc段，所以abc段称为高频振荡波形。
cd段：在火花塞放电的持续时间里，初级线圈的电压变化，也反映了火花塞的火花放电持续时间。
de段：当次级火花放电完毕时，点火线圈和电容器中的残余能量要继续释放，初级电路中出现低频振荡波形。
de振荡终了时为一段直线，高于基线的距离表示施加于初级电路上的触点两端的电压。
而触点在e点闭合。
fa段：当触点闭合后，初级电压几乎降为零，显示如一条直线，一直延续到触点的下一次打开。
(二）点火系统的工作原理（三）点火系统的结构组成（四）点火波形的测量工具——示波器（1）示波器的基本组成示波器：示波器全名为阴极射线示波器。
它是观察和测量电信号的一种电子仪器。
一切可以转化为电压的其它电学量(如电流、电功率、阻抗、位相等)和非电学量(温度、位移、压强、磁场、频率等)以及它们随时间的变化过程，都可以用示波器来进行实时观察。
示波器结构示意图它主要由垂直系统、水平系统和示波管等三大部分组成。
被测信号由Y输入端送至垂直系统，经内部Y轴放大电路放大后加至示波管的垂直偏转板，控制光点在荧光屏垂直方向上移动。
水平系统中扫描信号发生器产生锯齿波电压（亦称时基信号），经放大后加至示波管的水平偏转板，控制光点在荧光屏水平方向上匀速运动。
示波管用来显示被测信号的波形。
加至示波管垂直偏转板上被测电压使光点垂直运动，加至水平偏转板上的锯齿波电压使光点沿水平方向匀速运动，二者合成，光点便在荧光屏上描绘出被测电压随时间变化的规律，即是被测电压波形示波管的基本结构（示波器的主要组成部分）示波器（2）、示波管示波管是示波器的核心部分，它的功能是把电信号转变为光信号。
示波管主要由有电子枪、偏转系统、荧光屏三部分组成。
如下图所示。
示波管内部结构剖面图产生电子和使电子聚集成束并加速的作用。
偏转系统使电子束按电信号大小而偏转。
电子束打在荧光物质上使之发光，这样荧光屏就把电子束的运动转换为光迹。
这三部分均封装于真空玻壳中。
.1）电子枪和第三电子枪包括灯丝F、阴极K、控制栅极G、第一阳极A、第二阳极A2阳极A3等。
其中灯丝用来加热圆筒形阴极，使阴极发射电子。
电子在控制栅极所形成的电场作用下沿轴向运动，形G(中间有一小圆孔的圆筒形)和第一阳极A1成电子束。
该电子束在控制栅附近聚集到一点O，如图1所示。
控制栅极的电位比阴极低，调节控制栅极的电位，可控制发射电子的多少，从而调节荧光屏上光点的亮度。
示波器面板上的“辉度”旋钮就是调节栅极电压的。
电子过O点后，电子束的聚焦（图1）若无外力作用，将按直线运动，也就是过O点后已聚集的电子又要散开，打到荧光屏上，显示的是模糊不清的一片亮光。
这就需要将散开的电子到达荧光屏处再聚集成为一点，使荧光屏上产生一个小而圆的亮点。
这个作用称为聚焦，聚焦作用是由A1、A2和A3三个阳极共同来完成的。
三个阳极均为圆简形，A1和A3的圆筒内还有隔板，用来截获偏离轴线过大的电子。
三个阳极的电位(A1和A3等电位)均比阴极高得多，而A1和A3的电位又高于A2的电位，在A1～A3之间形成特殊的电场分布，对电子束有聚焦作用。
电子束经聚焦后达到荧光屏上的O'点，形成小圆亮点(图1)。
这种作用如同光学系统中的聚焦透镜，故此聚焦系统可等效为一电子透镜。
三个阳极中，A1和A3等电位，调节A2的电位可改变焦距，使聚焦点O'恰好落在荧光屏上。
A2上没有隔板，不能获得电子，因此无电流流过A2,这样当改变控制栅极电位时，改变发射电子的数量不会影响A2的电位，也就是说改变“亮度”不影响“聚焦”。
示波器面板上“聚焦"旋钮就是用来调节A2电压的。
另外，A3的电位比阴极的电位高得多，对电子起加速的作用，使打在荧光屏上的电子具有很大的动能，提高荧光屏上的光迹亮度。
电子枪内几个电极供电的情况如图2所示。
电子枪的原理图（图2）2)偏转系统偏转系统是由两对位置互相垂直的偏转板组成。
靠近电子枪的一对是垂直偏转板，另对是水平偏转板。
电子束靠偏转板上加的电场发生偏转。
作用:决定电子束的偏转方向。
结构:偏转系统由一对垂直(Y) 偏转板和一-对水平(X)偏转板组成。
垂直偏转板的作用:在外加电压信号的作用下使电子束产生垂直方向上的偏转。
水平偏转板的作用:在外加电压信号的作用下使电子束产生水平方向上的偏转。
偏转系统包括-对Y 偏转板和一对X 偏转板，每对偏转板的两板相互平行，两对偏转板之间相互垂直。
Y 偏转板控制电子束沿Y 轴方向上下运动，X 偏转板控制电子束沿X 轴方向左右移动。
.下面以Y 偏转板为例，介绍偏转系统的工作原理。
参见图3。
电子经第三阳极后以一定的轴向速度V 0进入偏转板区域。
当偏转板所加的电压v y 为下正上负时，它在偏转板区域内产生近似匀强的下正上负的电场。
电子在此电场的作用下垂直向下运动，速度为V Y 。
具有初速度V 0的电子在偏转板匀强电场作用下的运动与物体在重力场作用下的平抛运动类似。
电子按平抛运动到A 点后，脱离了偏转板的电场作用，按匀速直线运动到达荧光屏上的P 点，光点在荧光屏垂直方向(即Y 方向)上偏离中心的距离为y 。
偏转距离y 决定于Y 偏转板所加电压v Y 。
通常将偏转距离y 与偏转板上所加电压v Y 的比值(常数)称为垂直偏转因数D Y (cm/V)，即Y Y v D ⨯=y偏转系统工作原理（图3）偏转因数D Y 的倒数称为灵敏度S Y ，即S Y =1/D Y (V/cm)，表示光点在荧光屏垂直方向上 偏移单位距离(1cm)Y 偏转板所需施加的电压大小。
简单推导，可得偏转因数D Y 的表达式KA Y dV lL D 32 式中是偏转板的长度,L 是偏转板中点到荧光屏的距离，d 是两偏转板之间的距离，V A3K 是第三阳极A 3与阴极K 之间的电压。
由此可见，D Y 是由管子结构和第三阳极相对于阴极之间的电压V A3K 所决定的。
当管子 结构已定，并给出了V A3K 后，偏转因数D Y 即为一常数。
若要提高D Y ，就需增加l 和L ，减少d 和V A3K 。
前者会使示波管尺寸增加，不利于小型化;后者会使偏转板间的电容量增大，影 响示波器的高频响应特性;减小V A3K 会影响聚焦，一方面增加了电子在偏转板区域中的渡 越时间，示波器的响应速度变慢，另一方面会使打到荧光屏上的电子动能变小，光点变暗。
为了能够减小V A3K ，以提高D y ，但又不至于引起上述副作用，特研制出了后加速示波管。
这种示波管是在偏转板以后的管内壁上涂上螺旋式石墨层，石墨层上加高电压，以提高电子 速度。
X 偏转板的工作原理与Y 偏转板完全相同。
3)荧光屏作用：荧光屏将电信号变为光信号，是示波管的波形显示部分。
在使用示波器时，应避免电子束长时间的停留在荧光屏的一个位置，否则将使荧光屏受损。
因此在示波器开启后不使用的时间内，可将“辉度”调暗。
当电束停止轰击荧光屏时，光点仍能保持一定的时间，这种现象称为“余辉效应”。
余辉时间有中余辉时(0.01～0.1s)、长余辉时间(0.1s 以上)、短余辉时间(小于0.01s)。
观察频率较低的信号时用长余辉时间的示波管;观察频率较高的信号时用余辉时间较短的示波管;一般示波器中均采用中余辉示波管。
波形显示原理通常示波器是观察被测电压信号的波形，即v Y =f(t)的图形。
要求荧光屏.上不失真地呈现v Y =f(t),则要求垂直偏转距离y 正比于v Y ，水平偏转距离x 正比于时间t 。