汽车点火系统检测与波形分析报告

点火系统检测与波形分析

一、点火系检测

在汽油机各系统中点火系对发动机的性能影响最大，统计数字表明有将近一半的故障是因为电气系统工作不良而引起的，因此发动机性能检测往往从点火系统开始。 N7l r3x f'y!M4} F X

首先使用先进电子技术的当属点火系统，而形式结构和工作原理更新最快的也非点火系统莫属。现用点火系统大体分为以下4类；它们在检测时的接线有所不同，必须区别对待:

1、由电磁、红外或霍尔元器件构成的非接触式断电器组成的点火系统称为无触点点火器，其放大电路又分晶体管电路和电容放电电路两种。

2、ECU(Electronic Control Unit)控制的点火系由ECU中的微处理器根据曲轴转角传感器的信号确定点火时刻，因而它没有断电器，只有分电器，根据ECU送来的信号直接控制点火线圈初级电路的通断。

3、无分电器点火系统(Distributor-Less Ignition)是当前最先进的点火系统，曲轴传感器送来的不仅有点火时刻信号，而且还有气缸识别信号，从而使点火系统能向指定的汽缸在指定的时刻送去点火信号，这就要求每缸配有独立的点火线圈，但如果是六缸机则1，6缸、2，5缸和3，4缸分别共用一个点火线圈，即共有三个点火线圈，显然每一个点火线圈点火时，总有一个缸是空点火，检测时应注意到这一点。

无触点点火系统能使用低阻抗电感线圈，从而大幅度提高初级电流，使次级电压高达

30kV以上，增强点火能量以提高点燃稀混合气的能力，在改善燃料经济性的同时也降低排气污染。无分电器点火系统完全是电子器件而无机械运动部件，彻底解决了凸轮和轴承磨损以及触点烧蚀间隙失调而引起的一系列故障。

检测点火系首先将信号提取系统连接到发动机电路上，图 7是机械点火系统和晶体管点火系统信号提取接头的连接方法，图 8是电容放电式点火系统的信号提取接头连接方法。

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无分电器点火系统是将高压通过独立式点火线圈直接送向火花塞，当高压感应夹难以找到可夹持的位置时，可用一种专用感应夹具夹持于独立式点火线圈上以感应出高压信号，如图 9所示。

二、点火波形分析

在发动机综合性能分析仪的操作面板上按菜单选择和确认按钮(参见图 2)，使采控系统进入波形显示状态，选择当时即可得到点火波形如图 10所示(具体的操作步骤需按所用仪器的使用说明书进行)。图示为触点式点火系统的正常点火波形，上面为次级波，下面为初级波。图中A为触点开启段；B为触点闭合段，为点火线圈的充磁区。

(1)触点开启点:点火线圈一次回路切断，次级电压被感应急剧上升；

(2)点火电压:次级线圈电压克服高压线阻尼、断电器间隙和火花塞间隙而释放充磁能量，1-2段为击穿电压；

(4)点火电压脉冲:为充电、放电段；

(5)火花线:电感放电过程，即点火线圈的互感电压能维持二次回路导通；

(6)触点闭合:电流流入初级线圈，因初级线圈的互感而产生振荡。

a.在火花持续期内因磁感应而在初级线路上产生电压振荡；

b.火花期后，剩余的磁场能量产生的衰减振荡；

初级线圈的闭锁段。

从这一波形图上我们可以清晰地看到断电器触点闭合角、开起角以及击穿电压和火花电压的幅值，并可以测试到火花的延迟期和两次振荡过程。对于无故障点火系统，触点闭合角为全周期的45%-50%(四缸机)或63%-70%(六缸机)，八缸机约为64%-71%，击穿电压超过15kv，火花电压9kV左右，火花时间大于0.8ms。当这些数值或波形异常时，就意味着故障的出现或系统需要调整。

2.无触点点火系波形

图 11为无触点的电子点火系统的正常点火波形，与有触点者相比，因其初级电路的通断不是机械触点的合与开，而是晶体管的导通持续期内初级电压没有明显的振荡，而充磁过程中因限流作用电压有所升高，这一变动因点火线圈的感应引起次级电压线相应的波动(图中点2所示），这是无触点点火波形的正常现象，检测时需注意这一点。

3.无分电器点火系统

无分电器点火系统中两缸共用一分点火线圈将会发生一个缸在循环中点火两次，一次在压缩过程末期[图 12中(a)所示]，是有效点火，该工况下因气缸的充量为新鲜可燃混合气的电离程度低，因此击穿电压和火花电压较高；另一次是在排气过程末期[图 12中(b)所示]，是无效点火，该工况下因气缸内为燃烧废气，电离程度高，因而击穿电压及火花电压较低，检测时应加以区分。

三、点火波形的各种组合

三、点火波形的各种组合

当气缸点火波形采集完成后，检测分析仪采控系统计算机软件将捕获的点火波形进行不同类别的排列与组合，以供检测人员快捷而准确地判断故障的成因。

1.平列波

按点火次序将各缸点火波形首尾相联排成一字形，称为平列波，图 13所示为一四缸发动机的平列波形，其作用主要用以分析次级电压的故障，各缸次级击穿电压是否均衡，火花电压是否有差异，在平列波形图上一目了然。

2.并列波

如将各缸的点火波形始点对齐而由下而上按点火次序排列就形成并列波，如图 14所示为一个四缸发动机的初级电压并列波形。这一波形图可以看到各缸直列波的全貌，分析各缸闭合角和开起角以及各缸火花塞的工作状态十分方便。如使用TDC传感器或频闪灯将上止点信号标于一缸电压波形上则可以检测到点火提前角。

3.重叠波

将各缸的点火波形起始点对齐，全部重叠在一个水平位置上称为重叠波，如图 15所示。如果触点式点火系统的分电器凸轮磨损不均匀或凸轮轴磨损严重将会造成波形重叠不良，一般重叠角不能超过周期的5%。