示波器點火信號波形分析是檢測發動機點火系統故障常用的手段,在國內外應用十分普遍。
我們先來大致了解下汽車的點火系統:
發動機點火系統一般分為三種:第一種比較老式的是發動機所有氣缸共用一個點火線圈,點火線圈產生的高壓電通過分電器分配給各缸的火花塞。一般早期的汽車桑塔納、夏利面包車等使用。然后第二種是雙缸點火,即兩缸共用一個點火線圈,這種點火方式只能用于氣缸數目為偶數的發動機上,常見的四缸發動機就是一缸和四缸共用一個點火線圈,二缸和三缸共用一個點火線圈。第三種被稱為COP獨立點火,Coil-On-Plug中文直譯為“線圈在火花塞上”,線圈直接安裝在火花塞上,即一個汽缸一個獨立線圈,俗稱“獨立點火”。每缸火花塞上一個點火線圈,通過凸輪軸傳感器或通過監測氣缸壓縮來實現精確點火,它適用于任何缸數的發動機,現在生產的汽車基本上都是這種點火系統.
下圖為一個點火線圈的橫截面圖片,從中我們可以看到兩個線圈繞組,初級線圈和次級線圈。初級線圈用較粗的漆包線,通常用0.5-1毫米左右的漆包線繞200-500匝左右;次級線圈用較細的漆包線,通常用0.1毫米左右的漆包線繞15000-25000匝左右。初級線圈一端與車上低壓電源(+)聯接,另一端與開關裝置(斷電器)聯接。次級線圈一端與初級線圈聯接,另一端與高壓線輸出端聯接輸出高壓電。
點火線圈之所以能將車上低壓電變成高電壓,是由于有與普通變壓器相同的形式,初級線圈比次級線圈的匝數比大。但點火線圈工作方式卻與普通變壓器不一樣,普通變壓器的工作頻率是固定50Hz,又稱工頻變壓器,而點火線圈則是以脈沖形式工作的,可以看成是脈沖變壓器,它根據發動機不同的轉速以不同的頻率反復進行儲能及放能。當初級線圈接通電源時,隨著電流的增長四周產生一個很強的磁場,鐵芯儲存了磁場能;當開關裝置使初級線圈電路斷開時,初級線圈的磁場迅速衰減,次級線圈就會感應出很高的電壓。初級線圈的磁場消失速度越快,電流斷開瞬間的電流越大,兩個線圈的匝比越大,則次級線圈感應出來的電壓越高。
如何用示波器和COP獨立點火探頭測量波形:
測量COP獨立點火波形可以幫助我們查明各種故障,如檢測單缸的點火閉合角;確定單缸點火線圈的充電時間;判斷次級高壓電路的性能;判斷電容性能;查明某缸失火的火花塞;查出短路或開路的火花塞、高壓線;查出點火不良、受污染的火花塞等。
測量獨立點火波形,不僅僅要用到示波器,還需要COP獨立點火探頭。COP獨立點火探頭SA204可以提供免拆式快速診斷,快速感應線圈及火花塞的點火是否正常,為判斷失火及其他相關故障提供了準確的判斷依據。可與市場上任何常規示波器兼容。無需使用電源給探頭供電,可以依靠電磁感應測量帶線圈插頭、單線圈和分電器的次級點火系統。
使用此探頭將BNC端連接示波器上模擬通道的BNC端頭,開啟示波器,并在示波器模擬通道設置好探針衰減比例為5kX。啟動車輛,手持探頭將感應端放在點火線圈上方,在示波器上通過調節垂直檔位和水平時基來查看波形。
如果你的示波器是麥科信汽修款ATO1000系列,可以打開汽修測試包直接選擇點火測試進行自動設置
測量時為避免受傷,使用時獨立點火探頭要遠離活動部件,如交流發電機傳動帶和冷卻風扇。為避免損壞獨立點火探頭,使用時也要遠離排氣系統等高溫部件。
下面來看點火波形分析:
上圖就是一個次級點火波形,它分為三個部分。
閉合部分:代表線圈通電狀態,這段時間是觸發閉合或者晶體管導通的時間。
點火部分:點火部分有一條點火線和一條火花線,點火線是一條垂直的線,代表克服火花塞空氣間隙所需電壓,上圖這個是23.1KV?;鸹ň€則是一條近似水平的線,代表維持電流通過火花塞間隙所需電壓。
中間部分:顯示點火線圈剩余的能量,通過初級和次級之前的來回振蕩來消耗剩余能量。
線圈振蕩階段應當顯示最少4個尖峰(包括波峰和波谷)。損失尖峰意味著要更換線圈。線圈振蕩與下一個波形下降之間的時間,線圈處于空閑狀態,此時線圈次級電路沒有電壓。下一個波形下降的開始為閉合部分,這個波形下降被稱為負極性峰值,并產生一個與火花塞擊穿電壓相反方向的小振蕩。這是由于線圈的初級電流剛開啟。線圈里的電壓只有在正確的點火時刻才被釋放,然后高壓火花點燃空氣燃油混合物?;鸹ㄈ麚舸╇妷菏菗舸┗鸹ㄈ姌O間隙所需的電壓,上圖的火花塞擊穿電壓即測量項的最大值23.1kV。
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