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汽车专用示波器初级点火电压信号测量分析

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汽油机点火系统具有以下三个主要功能:

  1. 产生火花。点火系统必须能够产生足够高的足以点燃混合气的高压电,并维持足够长的满足完全燃烧所需要的火花时间。

  2. 控制点火正时。点火系统必须能够随发动机转速和负荷的变化,以及特殊工况的需求改变点火时刻。

  3. 分配火花。点火系统必须在压缩行程的适当时刻向正确的气缸输送火花,以便开始燃烧过程。


初级点火波形本质上是次级点火的触发感应波形,它的波形可反映点火线圈的好坏及点火器的好坏。通过观察初级电压变化波形,可以观察点火线圈初级电流的导通时间、导通时的电压降,发现点火线圈、点火器的损坏以及点火电路中短路、断路、接触不良等故障。

根据点火系统的组成可以分为传统点火系统(即分电器点火系统)和电子点火系统两类。根据波形的显示方式,可以分为单缸点火初级波形和多缸平列及并列波形。目前汽车基本都是电子点火系统了,传统的点火系统已经很少见,我们这里也是以电子点火系统为例给大家讲解。


示波器的连接与设置

连接一根BNC转香蕉头线至示波器通道,连接一个黑色鳄鱼夹到BNC转香蕉头线的黑色接头(负极)上,连接一根红色刺破针到BNC转香蕉头线(正极)上。将黑色鳄鱼夹连接到蓄电池的负极上接地,将红色刺破针连接点火线圈负极。

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将示波器连接的通道的通道衰减比调成和探头一致,时基调到1ms,然后条件垂直档位,使得电压测量范围大于被测信号的最大值,当然也可以等信号出来以后再去调节。为了消除干扰,可以打开示波器的低通,设置为L 30K,通道耦合方式为直流耦合。

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有内置汽车软件包的示波器可以一键完成示波器相关设置参数。更加地高效方便。

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上图就是测出的初级点火波形,图中1代表发动机电子控制单元接地,2代表发动机电子控制单元断开触电产生感应电压,3代表燃烧线,4代表线圈振荡。


初级点火信号波形分析

如下图为一个电子点火系统单杠初级波形,从波形图中可以看出,此初级电压信号初级感应电压为最大值296V,看到时基为1ms可得闭合时间约1.9ms,燃烧时间在1.2ms左右。

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可以看到,波形左边水平电压线是大约是40伏的恒定电压。

线圈初级电路没有电流通过,直到闭合阶段开始,此时线圈被搭铁,电压下降到零。闭合阶段由点火放大器控制,实质上是点火初级线圈通电持续时间,闭合阶段的时间长度取决于建立起约8安培电流所需的时间。当达到这个预设电流时,放大器停止增加初级电流,并维持这个电流直到线圈搭铁被断开,就在这一刻点火。

波形中间的垂直线,被称为初级感应电压,它产生于磁感应过程。在点火时刻,线圈的接地回路被断开,通过线圈的磁场迅速瓦解,这反过来感应出一个在150到350伏的平均电压。线圈的高压输出与这个感应电压成比例。此感应电压的高度有时也称为初级峰值电压。