汽油机点火波形的检测

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。而电容放电时，伴有迅速消失的高频振荡，频率约为106Hz～107Hz。但电容放电只消耗磁场能的一部分，其余磁场能所维持的放电称为“电感放电”。其特点是放电电压低，放电电流小，持续时间长，但振荡频率仍然较高。所以整个abcd段波形称为高频振荡。

fa段：触点闭合后，因初级电流接通而引起回路电压出现衰减振荡。称为第二次振荡。逐渐变化到零。当至a点时，触点又打开，次级电路又产生点火电压。

整个波形中，从a点至e点，对应于初级电流不导通、次级线圈放电阶段，对于传统点火系为断电器触点张开阶段，即触点打开段；从e点至a点对应于初级电流导通、线圈储能阶段，也是传统点火系的触点闭合时间，即触点闭合段。打开段加上闭合段等于一个完整的点火循环。

（2）初级点火标准波形

ab段：为触点打开时，初级线圈上初级电压的迅速增长，而这时次级线圈的电压也迅速增长，当次级电压达到击穿电压的时候，两电压之和就可以击穿火花塞的电极间隙。

bc段：当火花塞的电极间隙被击穿时，两电极之间要出现火花放电，使次级电压骤然下降，而由于点火线圈的初级和次级之间的变压器效应，初级电压也迅速下降。

abc段：当火花塞两电极间出现火花放电时，会伴随出现高频振荡，由于点火线圈的初级和次级之间的变压器效应，初级波形中也会出现，也就是abc段，所以abc段称为高频振荡波形。

cd段：在火花塞放电的持续时间里，初级线圈的电压变化，也反映了火花塞的火花放电持续时间。

de段：当次级火花放电完毕时，点火线圈和电容器中的残余能量要继续释放，初级电路中出现低频振荡波形。de振荡终了时为一段直线，高于基线的距离表示施加于初级电路

上的触点两端的电压。而触点在e点闭合。

fa段：当触点闭合后，初级电压几乎降为零，显示如一条直线，一直延续到触点的下一次打开。

(二）点火系统的工作原理

（三）点火系统的结构组成

（四）点火波形的测量工具——示波器

（1）示波器的基本组成

示波器：示波器全名为阴极射线示波器。它是观察和测量电信号的一种电子仪器。一切可以转化为电压的其它电学量(如电流、电功率、阻抗、位相等)和非电学量(温度、位移、压强、磁场、频率等)以及它们随时间的变化过程，都可以用示波器来进行实时观察。

示波器结构示意图

它主要由垂直系统、水平系统和示波管等三大部分组成。

被测信号由Y输入端送至垂直系统，经内部Y轴放大电路放大后加至示波管的垂直偏转板，控制光点在荧光屏垂直方向上移动。水平系统中扫描信号发生器产生锯齿波电压（亦称时基信号），经放大后加至示波管的水平偏转板，控制光点在荧光屏水平方向上匀速运动。示波管用来显示被测信号的波形。加至示波管垂直偏转板上被测电压使光点垂直运动，加至水平偏转板上的锯齿波电压使光点沿水平方向匀速运动，二者合成，光点便在荧光屏上描绘出被测电压随时间变化的规律，即是被测电压波形

示波管的基本结构（示波器的主要组成部分）

示波器

（2）、示波管

示波管是示波器的核心部分，它的功能是把电信号转变为光信号。

示波管主要由有电子枪、偏转系统、荧光屏三部分组成。如下图所示。

示波管内部结构剖面图

产生电子和使电子聚集成束并加速的作用。偏转系统使电子束按电信号大小而偏转。电子束打在荧光物质上使之发光，这样荧光屏就把电子束的运动转换为光迹。这三部分均封装于真空玻壳中。.

1）电子枪

和第三电子枪包括灯丝F、阴极K、控制栅极G、第一阳极A、第二阳极A

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阳极A3等。其中灯丝用来加热圆筒形阴极，使阴极发射电子。电子在控制栅极

所形成的电场作用下沿轴向运动，形G(中间有一小圆孔的圆筒形)和第一阳极A

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成电子束。该电子束在控制栅附近聚集到一点O，如图1所示。控制栅极的电位比阴极低，调节控制栅极的电位，可控制发射电子的多少，从而调节荧光屏上光点的亮度。示波器面板上的“辉度”旋钮就是调节栅极电压的。电子过O点后，