用示波器检查点火波形方法步骤

智通达

汽油机点火示波器，可专门用来快速检测诊断汽油机点火系的技术状况。它能将每个气缸的点火电压随时间的变化关系用波形的形式直观地表现出来，以便于观察、分析和判断。点火示波器的广泛应用，除了操作简单和测试迅速外，另一个重要原因是能描绘出点火的全过程。以下以传统点火系（带机械式断电器触点，下同）为例，介绍点火波形的观测、分析方法。
        

（１）标准单缸点火波形
        图２－２６所示为点火示波器显示的传统点火系单缸一次、二次电压随时间变化的标准波形。它描绘了从断电器触点打开开始，经过闭合至再次打开为止（一个完整的点火循环）的电压随时间变化的过程。
        

        １）二次标准波形
           二次标准波形如图２－２６ｂ所示，波形各段含义如下：
        

        图２－２６单缸标准波形        （ａ）一次标准波形；（ｂ）二次标准波形
ＡＢ在断电器触点打开的瞬间，由于一次电流迅速下降，点火线圈内一次线圈的磁场迅速消失，在二次线圈中感应出的高压电动势急剧上升。当二次电压还没有达到最大值时，就将火花塞间隙击穿。击穿火花塞间隙的电压称为击穿电压（点火电压），如图中ＡＢ线所示。ＡＢ线也称为点火线。Ｂ点的高度表明点火系克服火花塞间隙、分火头间隙和高压导线各电阻并将可燃混合气点燃的实际二次电压。
ＢＣ在一举击穿火花塞间隙后，二次电压骤然下降，ＢＣ为此时的放电电压。
ＣＤ火花塞间隙被击穿后，通过火花塞间隙的电流迅速增加，致使两电极间隙之间引起火花放电。火花放电电压比较稳定。在示波器屏幕上，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。据资料介绍，当发动机转速为２０００ｒ／ｍｉｎ时，火花放电持续时间约为０．００１ｓ，即使一个完整的点火循环，对于六缸发动机来说也不过０．０１ｓ。ＣＤ线称为火花线。
在火花塞间隙被击穿的同时，储存在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和）中的能量迅速释放，故ＡＢＣ段称为“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两点基本上是在同一垂线上。电容放电时，伴有迅速消失的高频振荡，其频率为１０６～１０７Ｈｚ。但电容放电只消耗了磁场能的一部分，剩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段波形为高频振荡波形。
ＤＥ当保持火花塞间隙持续放电的能量消耗完毕时，电火花在Ｄ点消失，点火线圈和电容器中的残余能量以低频振荡的形式耗完。此时电压变化为一连续的减幅振荡，波峰一般在４、５个以上。
ＥＦ断电器触点闭合，点火线圈一次电路又有电流通过，二次电路导致一个负压。ＦＡ触点闭合后，先是产生二次闭合振荡，之后二次电压由一定负值逐渐变化到零。当至Ａ点时，断电器触点又打开，二次电路又产生击穿电压。从图中可以看出，由左至右，从Ａ点至Ｅ点为断电器触点张开时间，从Ｅ点至右端Ａ点为断电器触点闭合时间。张开时间加闭合时间等于一个完整的点火循环，亦即等于一个多缸发动机按点火顺序各缸间的点火间隔。断电器触点的张开时间、闭合时间和点火间隔，一般用分电器凸轮轴转角表示。多缸发动机按点火顺序的点火间隔，４缸发动机为９０°，６缸发动机为６０°，８缸发动机为４５°。所以，断电器触点的张开时间和闭合时间又可分别称之为触点张开角和触点闭合角。上述角度如果用曲轴转角表示，对于四冲程发动机来说须乘以２。
２）一次标准波形
该标准波形如图２－２６ａ所示。它是从跨接在断电器触点（俗称白金）上得到的，又称为白金波形。当断电器触点打开时，一次电压迅速增加，二次电压也迅速增长，两电压之和击穿火花塞间隙，如ａｂ线所示。当火花塞两电极间出现火花时，随之出现的高频振荡，
由于点火线圈一、二次间的变压器效应，也出现在一次波形中，所以图中ａｂｄ段为高频振荡波形。
当二次点火放电完了时，点火线圈和电容器中的残余能量要继续释放，一次电路中出现低频振荡波形，如图ｄｅ段所示。同样，由于点火线圈一、二次间的变压器效应，低频振荡波形也出现在二次波形上，这就是图２－２６ｂ中ＤＥ段波形。
ｄｅ段波形振荡终了时为一段直线，高于基线的高度表示施加于一次电路上断电器触点两端的电压。触点从ｅ点闭合。闭合后的一次电压几乎降至零，显示如一条直线，一直延续到断电器触点下一次打开，如ｆａ段所示。当下一次点火时，点火循环将在下一个气缸重复开始。

（２）波形排列形式
点火示波器采集到发动机点火信号后，通过不同排列，以多缸平列波、多缸并列波、多缸重叠波和单缸选缸波四种排列形式分别显示点火波形，以便于检测人员从不同排列形式波形中观测、分析、判断点火系技术状况。
１）多缸平列波在示波器屏幕上，从左至右按点火顺序将所有各缸点火波形首尾相连的一种排列形式称为多缸平列波。６缸发动机的标准二次平列波如图２－２７所示。
        ２）多缸并列波在示波器屏幕上，从下至上按点火顺序将所有各缸点火波形之首对齐并分别放置的一种排列形式，称为多缸并列波。６缸发动机的标准二次并列波，如图２－２８所示。有的点火示波器，将各缸点火波形按点火顺序以三维的排列形式显示出来，可称之为三维多缸并列波。
        

        图２－２７标准二次平列波图２－２８标准二次并列波
３）多缸重叠波在示波器屏幕上，将所有各缸点火波形之首对齐并重叠在一起的排列形式称为多缸重叠波。６缸发动机的标准二次重叠波如图２－２９所示。
４）单缸选缸波在示波器屏幕上，根据需要选出的任何一缸的单缸点火波形称为单缸选缸波形。
由于点火系又有一次线路和二次线路之分，因此上述四种波形排列形式又有一次多缸平列波、一次多缸并列波、一次多缸重叠波、一次单缸选缸波和二次多缸平列波、二次多缸并列波、二次多缸重叠波、二次单缸选缸波之分。

（３）点火波形上的故障反映区
当点火示波器与发动机联机后，如果实测点火波形与标准波形相比有差异，说明点火系有故障。传统点火系在点火波形上有４个故障反映区，如图２－３０所示。
图中Ａ区为断电器触点故障反映区，Ｂ区为电容器、点火线圈故障反映区，Ｃ区为电容器、断电器触点故障反映区，Ｄ区为配电器、火花塞故障反映区。

（４）点火示波器使用方法
        １）观测项目点火示波器可观测、分析、判断传统点火系下列项目：
        

        图２－２９标准二次重叠波 图２－３０波形上的故障反映区①断电器触点闭合角。②各缸点火波形重叠角。
③点火提前角。
④断电器触点是否烧蚀。
⑥断电器活动触点臂弹簧弹力是否正常。
⑦火花塞是否“淹死”或断续点火。
⑧各缸点火高压值。
⑨火花塞加速特性。
⑩点火系最高电压值。
�瑏瑡分火头跳火间隙。
�瑏瑢点火线圈二次线圈是否断路。
�瑏瑣电容器性能是否良好等。

２）准备工作
①按点火示波器使用说明书要求，对仪器通电预热、检查校正，待符合要求后再投入使用。
②起动发动机，预热到正常工作温度。

３）点火示波器与发动机联机
主要是点火示波器点火传感器（包括夹持器等）与发动机点火系有关部位的连接。传统点火系一次点火信号是从断电器触点两端采集的，二次点火信号是从点火线圈高压总线上采集的，具体连接方法请见点火示波器使用说明书。元征ＥＡ－１０００型发
        动机综合性能检测仪（带有点火示波器功能）的联机方法如下。
        

①传统点火系
元征ＥＡ－１０００型发动机综合性能检测仪（以下简称为“检测仪”）的电源夹持器夹持在蓄电池正、负极上，红正、黑负；一次信号红、黑小鳄鱼夹分别夹在点火线圈的一次接线柱上，红正、黑负；１缸信号传感器（外卡式感应钳）卡在第１缸高压线上；二次信号传感器（外
        卡式电容感应钳）卡在点火线圈中心高压线上，如图２－３１所示。通过二次信号传感器的信号可获得二次点火波形，通过１缸信号传感器信号的触发，可获得按点火顺序排列的各缸波形。
        

        图２－３１检测仪传感器与传统点火系联机方法
        

②无分电器点火系
        对于单缸独立点火线圈式点火系，须采用检测仪的金属片式二次信号传感器，连接方法如图２－３２所示。对于双缸独立点火线圈式点火系，在检测任一缸点火波形时，须将１缸信号传感器和二次信号传感器共同卡在该缸高压线上，如图２－３３所示。４）使用方法以元征ＥＡ－１０００型发动机综合性能检测仪为例，在联机结束后，按下列方法操作。
        

        

        

        图２－３２检测仪传感器与单缸独立点火线圈式点火系的联机方法        

        图２－３３检测仪传感器与双缸独立点火线圈式点火系的联机方法
①在检测仪主菜单上选择“汽油机”，在副菜单上选择“点火系统”，在点火系统的下级菜单中选择“次级点火信号”，于是检测仪屏幕显示点火系次级检测界面。
②点击界面下端的波形切换软按钮，可分别观测到二次多缸平列波、二次多缸并列波（三维波形）和二次多缸重叠波，如图２－３４、图２－３５和图２－３６所示。需要指出的是，显示屏幕上击穿电压的坐标刻度具有智能性，当击穿电压值大于２０ｋＶ时，量程会自动更换为４０ｋＶ。
③在点火系统的下级菜单中选择“初级点火信号”，于是检测仪屏幕显示点火系初级检测界面，如图２－３７所示。
④点击界面下端的其他软按钮，可实现数据存储、图形存储、故障诊断、图形打印和返回主菜单等功能。
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