点火波形详解

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【图文并茂】汽车点火系统结构原理及波形分析

【图文并茂】汽车点火系统结构原理及波形分析

【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。

初级点火信号

初级点火信号

初级点火信号标准波形连接操作说明故障波形(1)触点烧蚀的波形(2)电容漏电波形(3)触点弹簧力不足(4)闭合角过小(5)接地不良(6)电子点火系统充磁段无限流作用标准波形如下图1所示为常规式(传统式)点火系初级点火信号标准波形,下图2为晶体管点火标准波形。

车辆在实际运行过程中,由于引起故障波原因很多,现场测得的故障波形也十分复杂,以下只就一些常见的典型故障简略说明。

图1 常规点火系初级点火信号标准波形图2 晶体管点火标准波形故障波形(1)触点烧蚀的波形(2)电容漏电波形(3)触点弹簧力不足(4)闭合角过小(5)接地不良(6)电子点火系统充磁段无限流作用根据各类初级故障波形,可以分析常规点火系断电电路有关元件和机械装置的状态,为断电电路的调整和维修提供可靠的依据,以避免盲目拆卸。

(1)触点烧蚀的波形下图所示波形在触点开启点出现大量杂波,显然是触点严重烧蚀而造成的,打磨触点或更换断电器即可证实。

触点烧蚀的波型(2)电容漏电波形下图为初级电压波形在火花期间的衰减周期数明显减少,幅值也变低,这明显是电容漏电造成的。

电容漏电波形(3)触点弹簧力不足下图所示波形在触点闭合阶段有意外的跳动,造成这种现象的原因是触点因弹簧力不足引起的接点不规则跳动所至。

触点弹簧力不足(4)闭合角过小下图所示曲线的充磁期既触点闭合角太小,一般是由触点间隙过大造成的。

闭合角过小(5)接地不良如果触点接地不良.就会引起低压波水平部分的大面积杂波,如下图所示。

接地不良(6)电子点火系统充磁段无限流作用下图为电子点火系统的低压故障波形,对比正常波形,在充磁阶段电压没有上升,说明电路的限流作用失效,无分电器点火系统无元件可调整,当这一波形严重失常时只能逐个更换诸如点火线圈、点火器、点火信号发生器和凸轮位置传感器等未找出故障器件或模块。

电子点火系统充磁段无限流作用连接A.常规点火系统首先将电瓶电压拾取器的红、黑夹分别夹在电瓶的正、负极上,将初级信号提取器(1280401)的红、黑色探头分别连接到点火线圈的正、负极,再将一缸信号拾取器夹在一缸高压线上,如图所示。

点火波形分析

点火波形分析

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。

汽车点火波形分析

汽车点火波形分析

汽车点火波形分析目录一、内容概要 (2)1. 背景介绍 (2)2. 目的和意义 (3)二、汽车点火系统概述 (5)1. 汽车点火系统简介 (6)2. 点火系统的基本组成 (7)3. 点火系统的工作原理 (8)三、汽车点火波形分析基础 (9)1. 波形分析的基本概念 (10)2. 波形分析的常用工具 (11)3. 波形分析的基本步骤 (12)四、汽车点火波形分析实例 (13)1. 正常点火波形分析 (14)(1)波形特征 (15)(2)数据分析 (15)2. 点火故障波形分析 (17)(1)点火过早点火波形分析 (17)(2)点火过晚点火波形分析 (18)(3)缺火波形分析 (19)(4)其他点火故障波形分析 (20)五、汽车点火系统故障诊断与排除 (21)1. 故障诊断方法 (22)2. 常见故障分析及排除方法 (23)3. 故障诊断注意事项 (25)六、汽车点火系统维护与保养 (26)1. 点火系统的日常维护 (26)2. 点火系统的定期保养 (27)3. 点火系统性能优化措施 (28)七、汽车点火技术发展趋势展望 (29)1. 新型点火系统技术介绍 (30)2. 点火系统技术发展趋势分析 (32)3. 未来汽车点火系统的挑战与机遇 (33)一、内容概要汽车点火波形分析是研究发动机在燃烧过程中混合气体的压力和点火时刻随时间变化的规律。

通过对点火波形的深入分析,可以了解发动机的燃烧状况、点火系统的性能以及混合气的燃烧特性。

本文将对汽车点火波形的基本原理、分析方法及常见故障进行详细阐述,旨在为汽车维修技术人员提供实用的参考指南。

文中首先介绍了点火波形分析的目的和意义,接着系统地阐述了点火波形的基本原理,包括点火波形的组成、特点及其在发动机运行中的作用。

结合具体案例,详细讲解了如何利用万用表等工具检测点火波形,并根据检测结果判断发动机的工作状态及故障原因。

文中还对汽车点火系统的主要部件进行了分析,包括点火线圈、分电器、火花塞等,以及它们在点火过程中的作用和相互影响。

点火波形分析-new

点火波形分析-new

3、重叠波
把各缸点火波形的始端对齐,重叠在一个水平位置上, 这有利于比较各缸的点火周期、闭合区间及断开区间等差 异。
图 重叠波
初级阵列波形
如果一个缸的点 火峰值电压比其 它缸低,则表明 点火高压线短路 或火花塞间隙过 小、火花塞破裂 或污浊。
次级阵列波形(故障波形之一)
两 缸 点 火 电 压 相 差 太 大
(4)一缸信号夹,又称为转速传感器夹(感应式 电感探头,或电压式触发探头)
连接 CH3 通道,可以检测发动机转速,并认为被夹 高压线为第一缸高压线。
三、电子点火正时信号或点火控制信号
1、电子点火正时信号 (EST)
(Electronic Spark Timing) 点火系统需要知道什么时候该点火、点火线圈通电时间多 长以及点火正时(点火提前角)提前多少。 在早期点火装置中这些信息则是由传感器,分电器,真空 提前前点装置等来提供。 发动机控制电脑用来自点火模块的点火参号信号和其它输 入信号产生电子点火正时信号(EST)给点火模块或直接给 点火线圈,这个EST信号含有老式分电器,真空提前点火 装置的全部信息。
1、平列波
按点火顺序将各缸点火波形从左到右首尾相连排成一字 形,这种波形组合主要用于分析次级电压的故障,如各缸 次级电压是否均衡,火花电压是否有差异等。
图 平列波
把各缸点火波形的始端对齐,按点火顺序将各 缸点火波形从上到下分别排列,可以比较火花线 长度和一次电路闭头测试夹:夹高压绝缘导线上 黑鱼夹:接地 注意:需要同时测试几个缸波形时,因高压是顺序点火,因 此需要在第一缸高压线上安装一缸信号夹,以便在点 火示波器触发时确定第一缸在显示屏中的位置
3、次级单缸波形
DUR——闭合时间
3、次级单缸波形

点火波形分析

点火波形分析

部分缸点火电压过高实测波形
次级点火故障波形 车型:FORD LIATA 4缸
• 部分气缸高压过高原因 • 所有气缸高压过低原因 • 部分气缸高压过低原因:
火花塞积垢,引起部分火花塞提前跳火; 分电器盖破裂,部分气缸高压分线漏电; 火花塞绝缘体破裂,导致部分气缸高压漏电,点火 电压过低
9.点火闭合(导通)角分析
正常波形
所有缸点火 电压过高
所有缸点火 电压过低
所有缸点火电压过低实测波形
次级点火多缸并 列故障波形 车型:TOYOTA CORONA 2.0
部分缸点火电压过低实测波形
次级点火多缸 并列故障波形 车型:FORD LIAATA
部分缸点火电压过高实测波形
次级点火多缸并列故障波形 车型:JEEP CHEROKEE 7250E 2.5L 4缸
3.二次侧电压分析
• 4.波形分析 • 高压电路原因: • 火花塞高压线绝缘不好 • 分电器盖有漏电 • 点火线圈与分电器接线状况不好或有碰铁现象 • 点火线圈性能不佳,产生不了足够的高压 • 低压电路原因: • 蓄电池电压不足 • 触点闭合角太小 • 一次侧电路电阻过大 • 电容器性能不好或损坏
10.分电器与分电器盖间隙检查
• 分电器与分电器盖间隙大小直接影响火化塞点火 能量的大小,因此必须进行检查并使之符合要求。
• 应明显低于8kV(点火高压),否则说明有故障
11.断电器触点工作状态的检测
• 断电器触点的好坏直接影响到闭合角的大小及初 级电路充电状态的好坏。
• 正常波形在闭合段区域内没有杂波,触点刚闭合 时时有二次振荡3~5个,第一个振荡波应最长。
值电压偏低,触点闭合故障反映区有内光。
一次侧电路电阻 正常波形

点火电压波形检测和分析

点火电压波形检测和分析

点火电压波形检测和分析汽车维修技术网发布于1-29 Wednesday,分类汽车数据流分析--------------------------------------------------------------------------------点火波形:点火电压随时间的变化关系(转角)。

通过测试点火次级陈列波形,可以有效地检查车辆的行驶性能。

该波形主要是用来检查短路或开路的火花塞高压线以及由于积碳而引起的点火不良的火花塞。

由于点火次级波形明显地受到各种不同发动机、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的故障。

并且,一个波形的不同部分还分别能够指明在发动机所有气缸中的哪个部件或哪个系统存在故障。

点火波形的形成:电路接通(触点、三极管通),一次线圈有电流通过并随时间按指数规律增长,电压下降到零,电流越大,磁场越强。

为防止电流①过大点火线圈发热绝缘破坏,有限流。

②一次电路接通在二次电路产生互感电动势,但弱。

为向下的振荡波,1500-2000V。

③闭合(导通)时间越长,电流越大,磁场能越大。

④一次电路切断,一次电流磁场迅速消失,一次电压因自感而升高,二次电压因互感而生。

电感大,电容小,匝数比小,二次电压高。

⑤一次自感电压为300V,二次为1.5-2万伏,击穿电压4-8千伏。

⑥二次电压击穿火花塞后,放电产生火花,电压降低形成火花线。

放电时间0.6-1.6ms。

当点火线圈的能量消耗到不足以维持火花放电时,火花终了,电压能量在电容与电感之间充放电形成3-5次振荡。

形成特点能量大,则火花线高而宽。

由于互感,二次波形的变化也使一次波形与之相同。

通电电流增加,断电电流减少,都产互感,但感应电压方向相反。

点火电压波形检测方法检测仪器:电压、电流及能转化为电压、电流的非电量,都可表示――示波器一次波形:红黑鱼夹在断电路器两端(传统点火,且能控制单缸断火)。

红鱼夹夹在点火线圈低压接线柱或IG-上,黑鱼夹接地(E1)(电子点火)。

点火波形的类型

点火波形的类型

点火波形是用于控制火花塞跳火的关键电力波形。

根据发动机的工作状况,点火波形会在特定的时间间隔内发生连续的变化。

这种波形是由多种类型组成,主要分为脉冲式点火波形、准脉冲式点火波形、可变周期的脉冲式点火波形和正弦式点火波形四种类型。

首先是脉冲式点火波形,这种波形在发动机的每个工作周期内都会产生一系列高电压的脉冲,使火花塞在脉冲结束时跳火。

这种点火方式常见于传统点火线圈的工作方式,具有高电压和电流幅值的特点,适合于低转速的发动机。

准脉冲式点火波形与脉冲式相似,但在每个工作周期内会插入一个较小的非脉冲电压,使火花塞在非脉冲期间不跳火。

这种点火方式有助于降低发动机的噪音,对于追求噪音较低的车辆来说是一种不错的选择。

可变周期的脉冲式点火波形是一种更为先进的点火方式,其周期会随着发动机转速的变化而变化。

这种点火波形可以更好地利用火花能量,提高燃烧效率,同时降低油耗和排放。

这种点火方式常见于一些高端车型上,如电动汽车等。

最后是正弦式点火波形,这是目前最为常见的点火方式。

其周期与发动机转速呈正弦曲线关系,能够更加均匀地分布火花能量,使燃烧更加充分,同时降低了发动机的噪音和振动。

这种点火方式适用于各种类型的发动机,具有较高的稳定性和可靠性。

总之,点火波形是控制火花塞跳火的关键电力波形,根据发动机的工作状况和需求,会选择不同类型的点火波形。

脉冲式、准脉冲式、可变周期的脉冲式以及正弦式是常见的四种类型,每种类型都有其独特的优点和适用范围。

在实际应用中,需要根据车辆类型、发动机类型以及工作需求来选择合适的点火波形,以达到最佳的燃烧效率和性能表现。

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4)观察cd段的宽度,即看火花线的火花放电持续时间是否符合该车的 技术参数。火花放电持续时间表明气缸内混合气的浓与稀。火花放电持 续时间过长(通常超过2ms)表示混合气过浓;相反,火花放电持续时 间过短(通常少于0.75ms)表示混合气过稀。
5)观察efa段的低频振荡,点火线圈振荡波最少为两个,最好多 于三个,这表明点火线圈和电容器的工作正常。
3)观察cd段。即火花线是否近似水平,火花线的起点是否和火花放 电电压一致和稳定,以及火花线是否有杂波。如果火花线近似水平, 火花线的起点和火花放电电压一致且稳定,表明各缸的空燃比一致, 火花塞是正常的。如果火花线的起点比正常火花放电电压低一些,说 明混合比过稀;如果火化塞有污蚀或积炭,火花线的起点会上下跳动 且火花线明显倾斜;如果火花线有过多的杂波,表明气缸点火不良, 其原因为点火过早,喷油器损坏,火化塞污蚀或其他原因。
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)
二、点火系统的波形检测
1 .次级点火波形的分析
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。
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。
6)次级波形在触点打开段的火花线与第一次振荡界限分不清,失去火花放 电过程,其故障原因是火花塞电极的间隙过大,击穿电压再高也无法击穿, 而失去了火花塞的放电过程,也就是去了火花线。
7)次级波形的火花线有上下波动的现象。其故障原因是电子燃油喷射系统 中的喷油嘴工作不良,喷油不均,引起气缸内混和气的混和雾化不均匀,在 做功冲程的燃烧不稳定,致使火花线的持续阶段电压不稳定,火花线出现缓 慢上下波动现象。
段。打开段加上闭合段等于一个完整的点火循环。
(2)分析次级点火波形的要点
1)观察efa段,即点火线圈在开始充电时,波形的下降沿是否与标准波形一致: 如果一致,表明闭合角正常,点火正时准确;如果不一致,表明闭合角出现问 题,即电容器,点火线圈和断电器触点出现故障。
2)观察ab段,即点火线。主要看点火线的高度是否符合该车技术参 数,点火线的中后段是否有杂讯。一般汽车在怠速时,次级点火电压 为10~15kV。如果点火电压过高,表明在次极线路中存在着高电阻, 如火花塞,高压线开路或损坏,火花塞的电极间隙过大。如果点火电 压过低表明次级线路的电阻低于正常值,如火花塞污蚀或损坏,火花 塞,高压线漏电等。
。 率仍然较高。所以整个abcd段波形称为高频振荡
de段:当保持火花塞持续放电的能量消耗完毕,电火花消失,点火线圈和电 容器中的残余能量在线路中维持一段衰减振荡。这段振荡也叫第一次振荡。
ef点:断电器触点闭合或电子点火器晶体管导通,是点火线圈初级突然闭合, 初级电流开始增加,引起次级电压突然增大。值得注意的是:在a点,初级 电流是急剧减小的,而在e点电流是逐渐增加的,所以这两点感应次级电压 的方向相反,而且大小也不相同。
4)次级波形的火花线向下倾斜且不稳定,有细小的多余波形出现,而火花 线的持续电压也不正常。其故障原因是火花塞上具有较多的积炭和油污。火 花塞积炭就相当于在火花塞上并联一个分路电阻,与次级电路闭合回路。当 触点打开时,次级电路内产生泄漏电流,使击穿电压下降,火花塞的放电过 程不稳定。
5)次级波形出现上下平移,其故障原因次级电路出现间歇性断电,导致次 级波形有上下波动。
8)次级波形出现颠倒现象,其故障原因是点火线圈的初级绕组的两个接线 柱接反或电源极性接反,以致于初级电流反向,而次级信号与初级信号是通 过变压器耦合而得,故次级电流反向,次级信号得波形出现反置。
9)次级波形的火花线起点(c点)过低,远低于该车的技术指标值,且火花 线有抖动现象出现。其故障原因是a:火花塞过热,当火花塞电极的温度低 于混和气的温度时,击穿电压将会下降约30%-50%;b气门漏气,同理, 气门漏气也会造成火花塞电级周围的混和气的密度变小,电极的击穿电压变 低且由于在做功冲程里气门漏气造成的混和气逐渐减小,使混和气的燃烧不 稳定而导致火花塞电极放电过程不稳定,火花线出现抖动。
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
(3)常见单缸次级故障波形
1)次级波形在触点断开时刻即出现击穿电断电器的电容漏电,使触点放电能量不足。
2)次级波形在触点闭合段的第二次振荡波小而少,其原因是点火线圈 的阻抗过大将触点闭合时产生的振荡波吸收。
3)次级波形的火花线倾斜且较陡峭(下降较快),而火花线的起点(c点) 也很高。其故障是分电器与该气缸之间的高压分线断路使次级电路电阻增大 或火花塞的间隙过大使击穿电压过高。
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
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