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示波器點(diǎn)火信號波形分析是檢測發(fā)動(dòng)機點(diǎn)火系統故障常用的手段,在國內外應用十分普遍。
我們先來(lái)大致了解下汽車(chē)的點(diǎn)火系統:
發(fā)動(dòng)機點(diǎn)火系統一般分為三種:第一種比較老式的是發(fā)動(dòng)機所有氣缸共用一個(gè)點(diǎn)火線(xiàn)圈,點(diǎn)火線(xiàn)圈產(chǎn)生的高壓電通過(guò)分電器分配給各缸的火花塞。一般早期的汽車(chē)桑塔納、夏利面包車(chē)等使用。然后第二種是雙缸點(diǎn)火,即兩缸共用一個(gè)點(diǎn)火線(xiàn)圈,這種點(diǎn)火方式只能用于氣缸數目為偶數的發(fā)動(dòng)機上,常見(jiàn)的四缸發(fā)動(dòng)機就是一缸和四缸共用一個(gè)點(diǎn)火線(xiàn)圈,二缸和三缸共用一個(gè)點(diǎn)火線(xiàn)圈。第三種被稱(chēng)為COP獨立點(diǎn)火,Coil-On-Plug中文直譯為“線(xiàn)圈在火花塞上”,線(xiàn)圈直接安裝在火花塞上,即一個(gè)汽缸一個(gè)獨立線(xiàn)圈,俗稱(chēng)“獨立點(diǎn)火”。每缸火花塞上一個(gè)點(diǎn)火線(xiàn)圈,通過(guò)凸輪軸傳感器或通過(guò)監測氣缸壓縮來(lái)實(shí)現精確點(diǎn)火,它適用于任何缸數的發(fā)動(dòng)機,現在生產(chǎn)的汽車(chē)基本上都是這種點(diǎn)火系統.
下圖為一個(gè)點(diǎn)火線(xiàn)圈的橫截面圖片,從中我們可以看到兩個(gè)線(xiàn)圈繞組,初級線(xiàn)圈和次級線(xiàn)圈。初級線(xiàn)圈用較粗的漆包線(xiàn),通常用0.5-1毫米左右的漆包線(xiàn)繞200-500匝左右;次級線(xiàn)圈用較細的漆包線(xiàn),通常用0.1毫米左右的漆包線(xiàn)繞15000-25000匝左右。初級線(xiàn)圈一端與車(chē)上低壓電源(+)聯(lián)接,另一端與開(kāi)關(guān)裝置(斷電器)聯(lián)接。次級線(xiàn)圈一端與初級線(xiàn)圈聯(lián)接,另一端與高壓線(xiàn)輸出端聯(lián)接輸出高壓電。
點(diǎn)火線(xiàn)圈之所以能將車(chē)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(xiàn)圈比次級線(xiàn)圈的匝數比大。但點(diǎn)火線(xiàn)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(chēng)工頻變壓器,而點(diǎn)火線(xiàn)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(fā)動(dòng)機不同的轉速以不同的頻率反復進(jìn)行儲能及放能。當初級線(xiàn)圈接通電源時(shí),隨著(zhù)電流的增長(cháng)四周產(chǎn)生一個(gè)很強的磁場(chǎng),鐵芯儲存了磁場(chǎng)能;當開(kāi)關(guān)裝置使初級線(xiàn)圈電路斷開(kāi)時(shí),初級線(xiàn)圈的磁場(chǎng)迅速衰減,次級線(xiàn)圈就會(huì )感應出很高的電壓。初級線(xiàn)圈的磁場(chǎng)消失速度越快,電流斷開(kāi)瞬間的電流越大,兩個(gè)線(xiàn)圈的匝比越大,則次級線(xiàn)圈感應出來(lái)的電壓越高。
如何用示波器和COP獨立點(diǎn)火探頭測量波形:
測量COP獨立點(diǎn)火波形可以幫助我們查明各種故障,如檢測單缸的點(diǎn)火閉合角;確定單缸點(diǎn)火線(xiàn)圈的充電時(shí)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(kāi)路的火花塞、高壓線(xiàn);查出點(diǎn)火不良、受污染的火花塞等。
測量獨立點(diǎn)火波形,不僅僅要用到示波器,還需要COP獨立點(diǎn)火探頭。COP獨立點(diǎn)火探頭SA204可以提供免拆式快速診斷,快速感應線(xiàn)圈及火花塞的點(diǎn)火是否正常,為判斷失火及其他相關(guān)故障提供了準確的判斷依據?膳c市場(chǎng)上任何常規示波器兼容。無(wú)需使用電源給探頭供電,可以依靠電磁感應測量帶線(xiàn)圈插頭、單線(xiàn)圈和分電器的次級點(diǎn)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(kāi)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(dòng)車(chē)輛,手持探頭將感應端放在點(diǎn)火線(xiàn)圈上方,在示波器上通過(guò)調節垂直檔位和水平時(shí)基來(lái)查看波形。
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測量時(shí)為避免受傷,使用時(shí)獨立點(diǎn)火探頭要遠離活動(dòng)部件,如交流發(fā)電機傳動(dòng)帶和冷卻風(fēng)扇。為避免損壞獨立點(diǎn)火探頭,使用時(shí)也要遠離排氣系統等高溫部件。
下面來(lái)看點(diǎn)火波形分析:
上圖就是一個(gè)次級點(diǎn)火波形,它分為三個(gè)部分。
閉合部分:代表線(xiàn)圈通電狀態(tài),這段時(shí)間是觸發(fā)閉合或者晶體管導通的時(shí)間。
點(diǎn)火部分:點(diǎn)火部分有一條點(diǎn)火線(xiàn)和一條火花線(xiàn),點(diǎn)火線(xiàn)是一條垂直的線(xiàn),代表克服火花塞空氣間隙所需電壓,上圖這個(gè)是23.1KV;鸹ň(xiàn)則是一條近似水平的線(xiàn),代表維持電流通過(guò)火花塞間隙所需電壓。
中間部分:顯示點(diǎn)火線(xiàn)圈剩余的能量,通過(guò)初級和次級之前的來(lái)回振蕩來(lái)消耗剩余能量。
線(xiàn)圈振蕩階段應當顯示最少4個(gè)尖峰(包括波峰和波谷)。損失尖峰意味著(zhù)要更換線(xiàn)圈。線(xiàn)圈振蕩與下一個(gè)波形下降之間的時(shí)間,線(xiàn)圈處于空閑狀態(tài),此時(shí)線(xiàn)圈次級電路沒(méi)有電壓。下一個(gè)波形下降的開(kāi)始為閉合部分,這個(gè)波形下降被稱(chēng)為負極性峰值,并產(chǎn)生一個(gè)與火花塞擊穿電壓相反方向的小振蕩。這是由于線(xiàn)圈的初級電流剛開(kāi)啟。線(xiàn)圈里的電壓只有在正確的點(diǎn)火時(shí)刻才被釋放,然后高壓火花點(diǎn)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。