2点火波形分析——点火初级波形分析

点火系统波形分析1.点火次级波形你如同大多数技术人员一样，或许已熟悉了一种类型的示波器，例如在车间使用发动机分析仪里的示波器，正如现在已经知道的发动机分析仪中的示波器是专用的，它被设计成用来测量一个特殊系统--点火系统。

在大多数情况下，发动机分析仪不能提供足够的功能用以诊断当今轿车的所有电气系统。

因为汽车示波器具备测试当今轿车所有必要的功能--包括点火系统，所以这是它胜过发动机分析仪的地方。

用专门设计的点火探头，能够容易地使用汽车示波器去完成通常要用大型昂贵的发动机分析仪才能做到的许多相同的试验和程序，测试例如初级和次级点火阵列波形，单独气缸的初级波形，急加速高压值--至点火系统的输出等等，这些都是汽车示波器容易完成的测试，并且，由于汽车示波器完全是便提式的，所以可以用汽车示波器来进行路试检查在行驶条件下很有可能发生的点火故障，所以在任何有公路的地方，汽车示波器就像一个公路上的“诊所”。

在这一部分中，将看到为测试典型点火系统而设置在汽车示波器中的测试程序一部分，还将学会用它独特的性能去诊断当今汽车的点火系统故障。

①分电器点火次级阵列波形，参见图7。

用点火次级阵列波形显示测试作为有效的行驶能力检查，已有三十年的历史了。

点火的次级阵列波形主要被用来检查短路或开路的火花塞高压线，或引起点火不良的污损火花塞。

这个试验可以为提供一个关于各个气缸燃烧质量情况有价值的资料。

由于点火二次波形明显地受到各种不同的发动机、燃油系统和点火条件的影响，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，故障波形的不同部分能够指明在任何气缸中的某一部件或系统的故障。

试验方法：起动发动机或驾驶汽车使行驶性能故障或点火不良等情况出现，调整触发电平直到波形稳定和发动机转速可以清楚的在显示屏上显示出来。

波形结果：确认幅值、频率、形状和脉冲宽度等判定性尺度，在各缸上都是一致的，各缸的点火峰值电压高度应该相对一致、基本相等，任何峰值高度相互之间的差到都表明有故障，一个相比高出很多的峰值，指示在该气缸点火二次系统中存在着高的电阻，这可能意味着点火高压开路或电阻太大，一个相比低出很多的峰值指示出点火高压线短路或火花塞间隙过小，火花塞污损或破裂。

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。

电控汽油喷射系统的波形分析汽车用示波器一、汽车示波器的功用汽车上电子设备所占的比例越来越多，电子设备的修理工作也就越来越多，这就对今天的汽车维修技术提出了新挑战。

现代的汽车修理工作已经不再是一个单纯的机械修理，而是机械和电子一体化的维修，如果一个汽车维修企业不具备有效地排除汽车电子设备的故障能力，这个企业必将面临被淘汰的危险。

为了能有效地排除汽车电子设备的故障，保证汽车修理的质量，必须具备以下三个基本条件：（1）必备的测试设备；（2）必需的维修资料；（3）必要的技术培训；汽车示波器的诞生为汽车修理技术人员快速判断汽车电子设备故障提供了有力了的工具。

用普通的示波器去测试电子设备时，最大的困难是设定示波器（即调整示波器的各个按钮，使显示的波形更为清楚）和分析波形，而使用汽车示波器测试汽车电子设备非常简单，只要像点菜单一样，选择要测试的内容，无需任何设定和调整就可以直接观察波形。

汽车示波器是专门为汽车维修人员设计的“傻瓜”示波器，它的设定和调整是全自动的，使用汽车示波器，就你使用一台“傻瓜”照相机一样方便。

示波器与万用表相比有着更为精确及描述细致的优点，万用表通常只能用1—2个电参数来反映电信号的特征，而示波器则用电压随时间的变化的图形来反映—‘个电信号，它显示电信号比万用表更准确、更形象达式有些汽车电子设备的信号变化速率非常快，变化周期达到干分之一秒．通常测试仪器的扫描速度应该是被测试信号的5—10倍。

还有许多故障信号是间歇的，时有时无，这就需要仪器的测试速度大大高于故障信号曲速度。

汽车示波器不仅可以快速捕捉电信号，还对以用较慢的速度来显示这些波形，以便一面观察，一面分析。

汽车示波器还可以以储存的方式记录信号波形，反复观察已经发生过的快速信号，这就为分析故障提供了极大方便。

无论是高速信号(如喷油嘴、间歇性故障信号)，还是慢速信号(如节气门位置变化及氧传感器信号)，都可以用汽车示波器来观测被测设备的工作状况。

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。

项目六发动机综合分析仪的使用一、实训内容与要求1、能够严格遵守安全操作规程；2、能够熟练使用发动机综合分析仪；3、了解发动机综合分析仪的维护方法。

二、实训学时3.5学时三、实训器材金德K100发动机综合分析仪一台，汽车一辆，常规工具一套四、操作内容发动机性能综合分析仪具有对发动机各系统的主要诊断参数进行检测和综合分析的功能。

（一）金德K100发动机综合分析仪主要功能简介：1、诊断测试：氧传感器检测，电瓶检测，启动检测，喷射系统检测，气缸相对压力测试2、波形分析：次级点火分析，次级点火顺序比较，次级点火并列比较，初级线圈波形，初级电流及闭合角，初级电压和电流，喷油嘴电压，交流发电机电压，交流发电机电流，真空压力，传感器信号波形，快速信号波形3、发动机分析：次级高压检测（次级失火、峰值电压检测、燃烧时间检测），点火提前角（正时枪（选购件）、凸轮传感器），喷射模拟，各缸平衡，断火检测4、万用表：伏特表、安培表、欧姆表、二极管测试、温度计、压力计、电压波形图、电流波形图5、发动机设定：发动机设定，特殊点火顺序6、系统配置：通信口，客户信息，打印设置（二）操作步骤开机后进入标准测试页面，在相应按钮上点击鼠标左键，将进入下级测试页面，直到要测试或设置的页面以后，按照提示与汽车连接好线路，进行测试操作。

本系统自带帮助菜单，操作过程中可以按“F1”或点击屏幕上的“帮助”按钮获得提示，使操作过程简单明了，下面仅以水温传感器的测试为例作一简要说明。

1、开机进入标准测试页面（如图6—1）；图6—12、在“诊断测试”按钮上点击鼠标左键，将进入如图6—2所示页面；图6—23、在“喷射系检测”按钮上点击鼠标左键，将进入如图6—3所示页面；图6—34、连接F6和F8探针至传感器顶针，如下图6—4所示：图6—45、鼠标左键点击“水温传感器检测”按钮，即进入测试，屏幕将显示测试结果，如图6—5所示。

图6—56、屏幕上各功能键作用，如下图6—6所示。

单缸机点火系统标准波形
单缸机点火系统标准波形是一种描述单缸发动机点火过程的波形。

以下是该标准波形的一般特征描述：
1. 点火前阶段：
- 波形呈现较为平缓的基准线，代表发动机处于未点火状态。

- 信号较为稳定，为等待点火状态。

2. 点火阶段：
- 信号突然增加并迅速达到峰值，代表点火信号的到来。

- 具有明显的高频成分，表明点火系统正在产生高压脉冲。

- 峰值电压的幅度和时间短，以保证点火系统达到最佳点火效果。

3. 火花时刻：
- 在点火阶段的峰值电压达到一定数值后，出现一个幅度较高的高压火花信号。

- 火花信号的时长通常很短，一般在1-2毫秒之间。

4. 熄火阶段：
- 火花信号完毕后，信号迅速回归到基准线水平。

- 表明点火系统已经完成点火过程，发动机即将进入下一个点火周期。

需要注意的是，单缸发动机的点火系统波形可能会因不同发动机类型、点火系统类型和点火过程调整而有所差异，上述波形仅为一般参考描述。

3．点火波形分析无论是传统点火系统还是电子点火系统或计算机控制的点火系统，都是由点火线圈通过互感作用把低压电转变为高压电，通过火花塞跳火点燃混合气做功的。

点火系统低压、高压的变化过程是有规律的，它可通过其点火波形予以反映。

点火系统正常工作时的点火线圈初、次级的电压波形，称为标准点火波形，它是点火系统的诊断标准。

(1)传统点火波形图3-17所示是传统点火系统单缸初、次级电压标准波形。

图中张开时间是初级线圈断电时间，它对应于次级线圈的点火、放电及振荡阶段；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。

1)初级电压波形。

图3-17a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，由于初、次级间的变压器效应，初级电压下降且出现高频振荡。

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。

示波器上张开时间、闭合时问，通常用毫秒(ms)表示，也可用分电器凸轮轴转角表示，此时其张开时间、闭合时间则分别用张开角和闭合角表示。

2)次级电压波形。

因点火线圈初、次级间的变压器效应，其次级电压波形与初级电压波形具有一定的对应关系，图3-17b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。

①A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。

②AB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。

③BC线：在火花塞间隙被击穿时，两电极之间出现火花放电，同时次级电压骤然下降，BC为电压下降的幅值。