下载文档原格式
【图文并茂】汽车点火系统结构原理及波形分析很多朋友都在微信问这个示波器点火波形该怎么来测量怎么来通过一段波形来判别各个电器部件的好坏，所以就这个问题我们分别从点火系统的结构原理及初级次级点火波形来和朋友们来入手。
下图为一个老外用电锯锯开的一个点火线圈的横截面图片，从上面我们能清楚的看到两个线圈绕组。
外面一层为初级线圈，里面一层为次级线。
次级线圈的绕组线要比初级线圈的绕组线要密很多，但没有初级线圈绕组粗。
我们都知道发动机点火系统的分类分为三种：第一种是发动机所有气缸共用一个点火线圈，点火线圈产生的高压电通过分电器分配给各缸的火花塞。
早期化油器时均采用此方式，在电控发动机也有采用此种点火系统的，如桑塔纳（采用M1.5.4电控系统）夏利面包车。
第二种是两缸共用一个点火线圈，像伊兰特别克凯越。
对于常见的四缸发动机，一缸和四缸共用一个点火线圈，二缸和三缸共用一个点火线圈。
第三种被称为独立点火，即每缸火花塞上一个点火线圈，这种点火系统有3大优点：1.点火的能量强2.密封性好抗干扰能力强3.使用寿命长, 现在的车基本上都是这种点火系统.我们知道初级点火的波形是由初级线圈产生的，次级点火波形是由次级线圈产生的。
初级点火产生的相对是低压，次级点火产生的是上万伏的高压。
注意这里的高压只是一个瞬间击穿火花塞电极点燃缸内混合气的脉冲信号，原理可以理解为打火机点火一样，这个上万伏的高压不会对人身造成伤害。
无论是初级点火的电压还是次级点火的电压，其能量都是由12V或24V的电瓶电压经过初级线圈产生的初级电压，经过次级线圈产生的次级高压，这一过程是一个升压的过程。
而我们的手机充电器给手机充电是将220v的电压变成5v的电压是一个降压的过程，都是通过线圈作用下实现的。
（火花塞装的时候注意一点装错了会抖动无力甚至发生爆震现象）由于点火系统是与火花塞工作情况联系十分密切，所以我们顺带讲一下关于火花塞的热值和电阻。
火花塞自身所受热量的散发量称为热值。
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。
点火系统检测与波形分析2.3.4.1 点火系检测在汽油机各系统中点火系对发动机性能影响最大，统计数值表明有将近一半的故障是因为电器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。
首先，使用先进电子技术的当属点火系统。
形式结构和工作原理更新最快的非点火系统莫属。
现用点火系统大体分为以下四类；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，其放大电路又分为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，ECD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ECD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 Ignite）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气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，在改善燃油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无机械运动部件，彻底解决了凸轮和轴承磨损以及点接触烧蚀间隙失调而引起的一系列故障。
图2-29 机械点火系和晶体管点火系信号提取接头的连接方法检测点火系首先将信号提取系统连接到发动机线路上，图2-29是机械点火系和晶体管点火系信号提取接头的连接方法，图2-30是电容放电式点火系统的信号提取接头连接方法。
图2-30 电容放电式点火系统的信号提取接头连接方法无分电器点火系统是将高压通过独立式点火线圈连接送向火花塞，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2-31所示。
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。
第一缸的点火峰值显示在左侧，气缸的点火波形显示接发动机点火顺序从左至右。
②分电器点火次级(在急加速时)阵列波形，参见图8。
点火次级急加速高压测试是为了判定最大电压或确定在一组气缸中某一给定气缸的点火电压，这个测试可以帮助查出在重负荷或急加速时的点火不良，它能够提供关于各缸的点火和燃烧质量非常有价值的资料。
由于点火次级波形明显地受到不同发动机、燃油系统和点火状况的影响，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，波形的不同表明任一特定气缸中的部件或系统的故障。
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，确定幅值、频率、形状和脉冲宽度等判定性尺度是各缸一致的，特别是在急加速或高负荷时。
波形结果：各缸之间点火峰值电压高度应基本相等，在急加速或高负荷条件下由于气缸压力的增加，所有点火峰值高度都将增加，任何其它的信号峰值高度的实际偏离都意味着故障，一个高出很多的峰值说明这个气缸的点火次级电路中有高电阻，这可能意味着点火高压线开路或电阻太大，一个低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，在有负荷或急加速时点火不良，同时还出现所有气缸的点火峰值高度都低，这可能意示着点火线圈性能差。
③分电器点火次级单缸波形，参见图9。
用点火次级单缸波形测试进行有效的行驶能力检查，已有超过三十年的历史，点火次级单缸波形测试主要用来：a.分析单个气缸的点火闭合角(点火线圈充电时间)；b.分析点火线圈和次级高压电路性能(从点火线至点火电压线)；c.查出单缸不适当的混合气空燃比(从燃烧线)；d.分析电容性能(白金或点火系统)；e.查出造成气缸失火的火花塞(从燃烧线)。
这个测试能为提供关于每个气缸的燃烧质量非常有价值的资料。
如果有必要甚至可以有行驶条件进行此项测试。
由于点火次级波形明显受不同发动机、燃油系统和点火条件影响，它对检测发动机机械部分和燃油系统部件及点火系统部件的故障是有用的。
波形的不同部分能指明任一特定气缸的某些部件和系统的故障。
参照波形各部分的指示看波形特定段的相关部件运行状况。
汽车示波器屏上用数字的方式显示出波形各部分的判定参数。
试验方法：按照行驶性能故障或点火不良等情况出现的要求来起动发动机或驾驶汽车。
确认各缸幅值、频率、形状和脉冲宽度等判定性尺度的一致性，检查对应特定部件的波形部分的故障。
波形结果：流入点火线圈的电流：观察点火线圈在开始充电时，保持相对一致的波形的下降沿，这表明各缸一致的闭合角及点火正时的精确。
点火线：观察跳火电压的高度一致性，一个太高的跳火电压(它甚至超过了示波器的显示屏)表明在点火次级电路中存在着高电阻(例如开路或损坏的火花塞、高压线或是火花塞过大时间隙)，一个太短的跳火电压线，表明点火次级电路电阻低于正常值(污浊和破裂的火花塞和漏电的火花塞高压线等)。
火花或燃烧电压：观察火花或燃烧电压保持相对一致性，这表明火花塞工作的一致性和各缸空燃比，如果混合比太稀，燃烧电压就比正常值低一些。
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。
燃烧线的持续时间长度表明汽车缸内异常稀或异常浓的混合比。
过长的燃烧线(通常超过2毫秒)表示混合气浓，过短的燃烧线(通常少于0.75毫秒)表示混合气稀。
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，这表明点火线圈和电容器(在白金或点火系统)是好的。
动态峰值检查显示方式对发现各缸点火过程中的间歇性故障十分有用。
④电子点火(EI)次级单缸波形，参见图10。
a.分析单个气缸的点火闭合角(点火线圈充电时间)；b.分析点火线圈和次级高压电路性能(从点火线至点火电压线)；c.查出单缸不适当的混合气空燃比(从燃烧线)；d.分析电容性能(白金或点火系统)；e.查出造成气缸失火的原因(污浊或破裂的火花塞，从燃烧线)。
这个测试能提供关于每个气缸的燃烧质量非常有价值的资料。
如果有必要甚至可以在行驶条件进行此顶测试。
由于点火次级波形明显受不同发动机、燃油系统和点火条件影响，它对检测发动机机械部分和燃油系统部件及点火系统部件的故障是有用的。
波形的不同部分能指明任一特定气缸的某些部件和系统的故障。
参照波形图的指示点看波形特定段的相关部件运行状况。
汽车示波器显示屏上用数字的方式显示出波形各部分判定参数。
试验方法：按照行驶性能故障或点火不良等情况出现的要求来起动发动机或驾驶汽车，在排气行程火花塞点火系统，调整示波器电压比例在5千伏至10千伏/格之间，这样可以保持作功行程点火的正常显示。
确认各缸幅值、频率、形状和脉冲宽度等判定性尺度的一致性，检查对应特定部件的波形部分的故障，在加速或高负荷下。
波形结果：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。
火花或燃烧电压：观察火花或燃烧电压保持相对一致性，这表明火花塞工作的一致性和各缸空燃比，如果混合比太稀，燃烧电压就比正常值低一些。
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。
燃烧线的持续时间长度表明气缸内异常稀或异常浓的混合比。
过长的燃烧线(通常超远2毫秒)表示混合气浓，过短的燃烧线(通常少于0.75毫秒)表示混合气稀。
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，这表明点火线圈和电容器(在白金或点火系统)是好的。
动态峰值检测显示方式对发现各缸点火过程中的间歇性故障十分有用。
⑤电子点火次级单缸急加速波形，参见图11。
内容同分电器次级急加速阵列波形见前③部分。
⑥分电器/电子点火线圈压力试验，参见图12。
这个测试步骤在最苛刻的工作方式下--曲轴旋转但不送燃油喷射进气缸时，测试点火线圈最大输出，在许多不同情况和压力条件下(混合比变化，燃烧室紊流，极大的燃烧压力等)，点火线圈都必须有能力提供必要的点火电压，点火线圈被设计成在任何正常发动机工作方式下，都有能力提供超出所需要的最大电压。
然而，振动、热疲劳、点火高压线圈的高电阻和其它因素可能导致点火线圈旱期损坏，这个试验对发现点火线圈在有负荷的情况下(例如加速)，出现时间歇性点火不良或起动困难及无法起动是有用的。
这个试验即可在分电器点火系统也可在无分电器点火系统中执行，在分电器点火系统中只需要用汽车示波器的一个通道，而对无分电器点火系统(一个点火线圈给两个气缸点火)汽车示波器上的两个通道都要用，一个用于作功行程火花塞上，另一个用于排气行程火花塞上，当起动时，火花塞在无燃料的情况下，在气缸内点火，这时它需要最大值的点火电压“跳火”，最大点火电压将会显示在示波器上。
试验方法：喷油器不工作或切断燃油输送系统(燃油泵等)，以防止起动发动机发动着车，然后起动发动机，观察示波器法形。
波形结果：确定波形上点火峰值电压，通常在新式或高能点火系统中，波形上点火电压大约在15千伏附近到超过30千伏，点火电压因火花塞间隙，发动机气缸压缩比和混合气空燃比不同而有所差异，在双火花塞(EI)系统中，在排气行程的火花塞峰值电压要比在作功行程的火花塞峰值电压低接近于5千伏。
在判断低峰值电压的点火线圈是否可用时，应先确认火花塞和高压线是否完好，在测试时，短路的火花塞高压线或低电阻火花塞(间隙上、污损)可能导致点火线圈输出电压低。
⑦电子点火作功及排气点火测试，见图13。
点火次级作功及排气点火波形显示对测试电子式点火线圈是有效的方法，点火次级作功及排气点火波形显示可以用于测试电子点火系统工作状况的几个方面：a.分析单个气缸的点火闭合角(点火线圈充电时间)；b.分析点火线圈和次级高压电路性能(从点火线至点火电压线)；c.查出单缸不适当的混合气空燃比(从燃烧线)；d.分析电容性能(白金或点火系统)；e.查出造成气缸失火的原因(污浊或破型的火花塞，从燃烧线)。
点火次级作功及排气点火波形测试，使用双通道显示方式，将作功点火和排气点火波形及点火电压(数字显示)同时显示在汽车示波器上。
(以下内容同前③部分)2.初级低压点火波形分析①点火初级闭合角波形，参见图14。
自从点火系统发明以来，点火初级闭合角测试是必不可少的调整步骤，现在，有了先进的便携式汽车示波器技术，能够在示波器屏幕上观察波形的同时看到点火初级闭角的数字显示，所有的一切操作都在的手掌中，如果必要，甚至可以在路试之中进行操作。
