汽车点火系统波形分析

汽车点火系统分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。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,而示波器由于其具有实时性、不间断性、直观性,越来越得到广泛的应用。由于点火次级波形受到各种不同的发动机、燃油系统和点火条件的影响,所以示波器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。而且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。点火次级单缸波形测试主要用途有:1.分析单缸的点火闭合角(点火线圈充电时间分析);2.分析点火线圈和次级高压电路性能(燃烧线或点火击穿电压分析);3.检查单缸混合气空燃比是否正常(燃烧线分析);4.分析电容性能(白金或点火系统分析);5.查出造成汽缸断火的原因(燃烧线分析,如污染或破裂的火花塞)。分电器点火次级标准波形如图1所示。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等信息。由于点火次级波形受到发动机、燃油系统和点火条件的影响,所以它对检测发动机机械部分和燃油系统部件及点火系统相关部件的故障非常有用。同时每个点火波形的不同部分还能分别表明其相应汽缸点火系统的相应部件和系统的故障。对应于每一部分,可以通过参照波形图的指示点及观看波形特定段相应的变化来判定。一、分电器点火次级波形分析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而且点火正时准确。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),表明在点火次级电压电路中电阻值过高(如断路或损坏的火花塞、高压线或是火花塞间隙过大);如果击穿电压太低,表明点火次级电路电阻低于正常值(污浊和破裂的火花塞或漏电的高压线等)。3.跳火或燃烧电压;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正常与否。如果混合气太稀,燃烧电压就比正常值低一些。4.燃烧线:跳火或燃烧线应十分“干净”,即燃烧线上应没有过多的杂波。过多的杂波表明汽缸点火不良,这是由于点火过早、喷油器损坏、污浊的火花塞等原因造成的。燃烧线的持续时间长度与汽缸内混合气浓或稀有关。燃烧线太长(通常超过2ms)表示混合气过浓,燃烧线太短(通常少于0.75ms)表示混合气过稀。5.点火线圈振荡观察在燃烧线后面最少有2个(一般多于3个)振荡波,这表明点火线圈和电容器(在白金点火系统中)是正常的。二、电子点火次级单缸急加速波形电子点火次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现断火现象。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.波形分析:观察各缸击穿电压高度是否一致。在急加速或高负荷时,由于燃烧压力的增加,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,意味着此缸相应系统存在故障。过高的峰值电压表明在该缸点火次级电路中存在高电阻,它意味着电路断路、高压线电阻过高、火花塞间隙过大。如果峰值电压过低,表明点火高压线短路、火花塞间隙过小、火花塞破裂和火花塞有油污。出现有负荷时断火或急加速时所有汽缸的点火峰值都低的情况,意味着点火线圈不良。三、故障波形分析1.道奇捷龙加速不良波形分析一辆道奇捷龙(3.3L),发动机转速在800-3000r/min时,加速不良。经初步对油、电路进行检查,未发现异常。当使用博世FSA740发动机综合分析仪对该发动机进行检测时,得到如图2、图3所示波形数据。从图2中可以看出,第5缸压缩比相对其他各缸较低,第6缸压缩比最高。在对初级以及次级点火波形测试时,第1、2、4、5各缸均出现了一个异常波形,即在击穿电压之前,出现了一个小的异常峰值如图3所示。正常波形是在点火功率三极管由闭合状态突然断开时,由于初级电流下降至零,磁通量也迅速减小,于是次级线圈产生的高压急剧上升,在最大值前,击穿火花塞间隙,此时的电压即是击穿电压。在图3中,可以看到在击穿电压前,初级电路产生了一个40V左右的电压,而在次级回路中产生了一个4kV左右的峰值电压。而这一电压的产生。应该是点火线圈次级回路中,匝间短路所致。在次级电压产生的过程中,由于局部线圈短路,使部分点火能量损失,而无法达到加速过程中所需的能量要求。造成发动机在怠速工况工作正常,而在加速过程中工作不良。更换新的点火线圈后,加速性能恢复正常。更换点火线圈后的波形如图4所示。2.长安旅行车加速不良分析一辆长安旅行车,早晨难以启动。冷车加速熄火,行车不平顺。经初步检查,更换了火花塞、清洗化油器后,症状有所改善,但仍旧存在加速闯动的故障。此时,使用FSA740进行点火系统测试,得到如图5所示波形。如图5所示,次级波形在低频振荡部分存在较多的杂波,而且击穿电压都偏高,燃烧电压存在反向跳动的趋势,燃烧持续时间偏短。说明点火系统火花放电时间太少,影响了点火系统的正常工作。经进一步检查发现点火线圈输出端已经严重锈蚀氧化,更换新的点火线圈,同时更换电子点火装置后,故障排除。更换部件后的波形如图6所示。由此可见,示波器在电子点火系统检测中起着极其重要的作用。示波器除了在发动机控制系统的检测中发挥着重要的作用外,在车辆的各个控制系统的检查中也起着重要的作用,特别是在采用多路通讯系统的车辆上使用示波器就能比较方便快捷的找到故障部位。所以,在现代车辆的维修中,示波器已成为一个不可或缺的重要检测仪器。