20多种点火故障波形图以及原因分析

vsCnfaOT · 发表于 2022-3-23 09:52:49

现代汽车由于环保和经济的要求，发动机采用了高压缩比和稀薄混合气燃烧技术，所以对点火系统的可靠性、准确性提出了更高的要求。足够能量的火花和正确的点火时间是保证发动机良好工作的重要条件之一。检测点火系统故障的有效手段，就是使用示波器分析点火波形。点火波形分析分为次级点火波形分析和初级点火波形分析，最常用的是次级点火波形分析。观察次级点火波形，使维修人员能从细微处分析车辆的运行状况，确定点火系统本身、发动机机械部分和燃油系统是否有故障，从而确定修理方向。

1.标准点火波形分析

在进行故障波形分析之前，首先看一下标准的单缸次级点火波形，如图1-50所示。理想状态下，该波形非常稳定，每次点火燃烧过程的电压基本一致，各气缸的波形应该大体相仿。单缸次级点火波形分为三段：闭合段、跳火段、衰减振荡段。

（1）闭合段
即电脑发出点火正时信号，点火功率管导通，点火线圈开始充磁。当点火功率管导通时，初级绕组电流产生，磁场开始建立，这个从无到有的磁场，与次级绕组感应出反向电动势，于是在闭合段的起始处（图1-50中A所指）形成一个向下的电压振荡波形，这个波形可以反映出次级绕组是否有短路或断路现象。随着初级绕组电流和磁场的饱和，次级绕组中的感应电动势也趋于0（图1-50中B所指），直到开始跳火。图1-50是丰田汽车上测到的次级点火波形，由于丰田汽车点火模块电路设计的原因，使闭合段上产生一个向上突起的波形（图1-50中C所指），这是由点火模块的限流作用引起的，但在其他车型上不一定有。通过对每缸闭合时间的比较，可以看出各缸闭合角及点火正时是否精确。
（2）跳火段
此时点火模块切断初级绕组的电流，初级绕组产生的磁场急剧收缩消失，由于磁场的突变使次级绕组感应出高压电动势，电子在高压的推动下在火花塞电极间产生电离，击穿火花塞电极之间的混合气时，火花塞开始跳火。此时在波形中形成一条垂直的点火线（图1-50中D所指）。一个工作良好的点火线圈可以产生出50kV的高压电，正常的击穿电压是6~15kV。击穿电压的高低，可以反映出次级电路中的电阻情况。过高的击穿电压，说明次级电路中存在着高阻抗，包括高压线电阻过大、分电器盖和分火头间隙过大、火花塞间隙过大、混合气过稀。过低的击穿电压，可能是点火线圈绕组短路或断路、高压线漏电、分火头击穿、火花塞漏电或间隙过小。

当高压线路中的高压电能击穿火花塞电极间隙后，高压电能得以释放并在火花塞电极之间电压迅速下降，以等离子形式继续通过火花塞电极间隙，并持续一段时间，因此形成次级点火波形中的火花线（图1-50中E所指）。产生等离子时的电压值称作燃烧电压，正常的燃烧电压是1~4kV。持续的时间，也就是火花线的长短称作燃烧时间，正常的燃烧时间是0.8~2.4ms。正常时火花线平直，十分干净，没有杂波，过多的杂波表明气缸内燃烧不稳定。
（3）衰减振荡段
当点火线圈中的能量不足以维持火花塞跳火时，火花塞停止跳火。由于火花塞电极间等离子减少，电阻增大，导致波形中火花线终了时电压轻微上升。当跳火停止后，点火线圈中的剩余能量会以逐渐衰减的振荡波释放出来（图1-50中F所指）。在次级点火波形中，火花线的后面最少有两个，最好多于三个振荡波形，这表明点火线圈和电容性能良好。

2.故障点火波形分析

下面是实际工作当中采集到的各种故障波形。
图1-51、图1-52两个波形，都是火花塞和高压线密封套之间漏电的波形。但是图1-51表示火花塞电极间隙过大，高压线老化引起的；图1-52表示不正确的火花塞型号与高压线密封套配合不紧密，造成加速时断火。▼