1. 闭合角定义
每一次白金触点断开或三极管断路时,点火线圈的次级线圈释放出高压到火花塞。当闭合时,白金触点或三极管使点火线圈达到磁饱和状态。闭合角就是末级大功率晶体管导通期间(或白金触点闭合期间)分电器转过的角度。闭合角可用“度”或“ms”来表示。
2. 测试闭合角的作用
初级点火闭合角主要用来分析单缸的点火闭合角(点火线圈闭合时间);确定平静闭合角的度数或毫秒数;分析点火线圈和初级电路性能(从点火高压线);分析电容性能。
3. 闭合角波形的测试
(1)将示波器的测试头插入点火线圈负极线束中;
(2)起动发动机,在不带负荷及速度下测试点火系统以检查闭合角的大小。
① 触电烧蚀故障波形(如图1):
特征:在触点开启点出现大量余波,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。
图1 触电烧蚀故障波形
② 电容漏电故障波形(如图2)。
图2 电容漏电故障波形
特征: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。
③ 触点弹簧力不足故障波形(如图3)。
图3 触电弹簧力不足
特征:在触点闭合阶段有意外的跳动,造成这种现象是触点因弹簧力不足引起的接点不规则跳动所致。
④ 闭合角过小故障波形(如图4)。
特征触点:闭合角太小,一般是由触点间隙太大造成的。
图4 闭合角过小
⑤ 接地不良故障波形(如图5)。
特征: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。
图5 接地不良
⑥ 低压故障故障波形(如图6)。
图6 低压故障
特征:电子点火系统低压故障波形,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,若波形严重失常,应逐个更换火线圈、点火器、信号发生器。
4. 分析次级点火波形的作用
次级点火波形能够提供有关各个汽缸点火和燃烧情况的非常有价值的资料。次级点火波形受不同的发动机、燃油系统和点火状况的影响,所测波形形状的正确与否,线条的粗、细、长、短,数据的大小及是否稳定都与发动机机械部件、燃烧系统部件及点火系统部件有特定的关系,因此次级点火波形能够有效地帮助检测出发动机燃烧系统及点火系统的故障。
5. 次级点火波形可查明的故障
(1)单缸次级点火波形可查明的故障如下:
① 检测单缸的闭合角;
② 确定单缸点火线圈的充电时间;
③ 判断次级高压电路的性能;
④ 判断电容性能;
⑤ 查明某缸失火的火花塞;
⑥ 查出短路或断路的火花塞;
⑦ 查出点火不良、受污染的火花塞。
(2)多缸并列次级点火波形可查明如下故障:
① 诊断出分电器的漏电情况;
② 诊断出分火头的漏电情况;
③ 诊断出各缸高压线的漏电情况;
④ 诊断出火花塞的漏电情况。
6. 分析次级点火波形的要点
(1)观察点火线圈在开始充电时是否保持相对一致的波形下降沿(如图7),下降沿一致表明各缸闭合角一致,点火正时正确。
(2)观察各缸点火电压高度是否一致(如图8),是否符合该车技术参数,点火线的中、后段是否有杂讯。怠速时,次级点火电压通常为10~15 kV。点火电压太高,表明在次级线圈中存在着高电阻,例如火花塞、高压线开路或损坏,火花塞空气间隙过大。点火电压太低,表明点火次级电路电阻低于正常值,例如火花塞污浊或破裂,火花塞、高压线漏电等。点火线的中段或后段线条特别粗,称为杂讯,若点火线的中段或后段有杂讯,表明可能喷油嘴或进气阀上积炭严重。
图7 闭合部分
图8 点火线
(3)观察点火部分的火花线是否近似水平(如图9),火花线的起点是否和燃烧电压一致、稳定,火花线上是否有杂波。火花线近似水平,火花线的起点和燃烧电压一致且稳定,表明各缸的空燃比一致,火花塞是正常的。如果混合比太稀,燃烧电压就比正常低一些。如果火花塞油污浊或积炭,火花线的起点就会上下跳动,火花线明显会倾斜。火花线上有过多的杂波,表明汽缸点火不良,由于点火过早,喷油器损坏,火花塞污浊或其他原因。
(4)查看点火部分的燃烧时间是否符合该车的技术参数(如10),燃烧时间的长短表明汽缸内的混合气的浓与稀。燃烧时间过长(通常超过2 ms)表示混合气过浓;燃烧时间过短(通常少于0.75 ms)表示混合气过稀。
图9 火花线
图10 燃烧时间
7. 故障波形分析
(1)两点火电压相差太大故障波形(如图11)。
从这个波形上可以清楚地看到各缸的不同情况。3 缸点火电压最高,约16 kV,4 缸点火电压最低,约为l0.2 kV,两者相差5.8 kV。2 缸点火线中段和火花线上有杂讯,点火系统有明显故障,可能3 缸高压线开路或损坏,2 缸火花塞、喷油嘴积炭严重。
(2)各缸点火电压最高值高于正常值4 kV 以上故障波形(如图12)。
若某车型的正常点火电压为18 kV,现测得电压为24~25 kV,电压明显过高。故障原因可能为:所有火花塞间隙过大;点火线圈导线安装不好;点火线圈的电阻值过大;喷油嘴和进气阀有积炭。
图11 两点火电压相差太大
图12 各缸点火电压最高值高于正常值4 kV 以上
(3)各缸点火电压参差不一且差值大于4 kV 故障波形(如图13)。(www.xing528.com)
故障原因:高于平均值的汽缸,可能火花塞间隙过大或电极磨损;低于平均值的汽缸,可能火花塞有漏电或点火线圈故障。
(4)单缸或多缸点火电压过高故障波形(如图14)。
图13 各缸点火电压参差不一
图14 单缸或多缸点火电压过高
故障原因可能为:火花塞间隙过大;火花塞导线断路。
(5)单缸或多缸点火电压过低故障波形(如图15)。
故障原因可能为:火花塞脏污;火花塞间隙过小;火花塞导线搭接在发动机上;点火线圈故障。
(6)绝缘体漏火故障波形(如图16)。
绝缘体失效能通过低的点火电压和低放电故障来发现。
图15 单缸或多缸点火电压过低
图16 绝缘体漏火
(7)分火头漏电故障(如图17)。
(8)火花塞不良故障波形(如图18)。
特征:该车怠速时点火电压应在10 kV 左右,现在明显达到26.7 kV,明显过高;该车的燃烧时间应为1.5 ms 左右,现在为0.72 ms,小于1 ms 有失火现象;该车燃烧电压应为2 kV左右,现在达到10.5 kV,超过了数倍;火花塞倾斜,高而短,火花熄灭过早,振荡消失。
图17 分火头漏
图18 火花塞不良
(9)两个缸点火电压过高故障波形(如图19)。
从图上可看到1 缸和3 缸比较正常,2 缸和4 缸点火电压明显高出很多,故障原因为:分电盘的触点阻值过大;2 缸和4 缸高压线失效。
(10)所有缸火花线倾斜故障波形(如图20)。
所有汽缸火花线倾斜(下降较快),或燃烧电压太高。故障原因可能为:点火线圈与分电盘间的中央高压线问题或电阻失效(传统点火系统)。
图19 两个缸点火电压过高
图20 所有缸火花线倾斜
(11)单个缸火花线倾斜故障波形(如图21)。
单个汽缸的火花线倾斜(下降较快)且峰值很高,这一点从叠加的汽缸波形上可以看得很清楚。故障原因可能为:分电盘与一根高压线间的电阻器或电阻线圈失效,由于电阻器失效,导致电阻增大,产生完全隔断,起到一个升压间隙的作用,波形图上就会出现一个很高的点火电压峰值。
(12)第三缸火花线倾斜故障波形(如图22)。
特征:该波形图第3 缸火花线倾斜,起点很高,且点火电压峰值很高,达到25 kV,而其他缸的电压峰值都很高,而且基本一致。
故障原因可能为:中央高压线和分电盘问题造成的断路;点火线圈的电阻过大。
图21 单个缸火花线倾斜
图22 第三缸火花线倾斜
(13)火花线倾斜且不稳定故障波形(如图23)。
特征:火花线倾斜且不稳定,有时还叠加着一些细小的波形,火花线的起点上下跳动。
故障原因:火花塞上有较多的积炭或油污,清洁并检查火花塞。
(14)无线圈振荡故障波形(如图24)。
图23 火花线倾斜且不稳定
图24 无线圈振荡
特征:在所有汽缸波形的衰减区间和闭合区间中几乎没有波形(即几乎看不到线圈振荡波形和点火线圈充电起始点变化的波形);次级点火电压峰值很高。
故障原因:在次级线圈上发生断路,用万用表检查点火线圈次级线圈电阻,断路线圈的电阻为无穷大。
(15)衰减区、闭合区波形严重损失故障波形(如图25)。
特征:在所有汽缸波形的衰减区间和闭合区间中的波形严重损失甚至消失;次级点火电压峰值很高。
故障原因:点火线圈的初级线圈内部短路,用万用表检查初级线圈电阻,与对应的设定值相比较电阻偏低。
(16)波形颠倒故障波形(如图26)。
特征:通常故障波形图为自上往下衰减,点火电压峰值降低。
故障原因:点火线圈的初级线圈极性接反,导致发动机起动困难或点火不正确。
图25 衰减区、闭合区波形严重损失
图26 波形颠倒
(17)触点闭合时波形波动严重故障波形(如图27)。
特征:当触点闭合时,产生很多波形。
故障原因:分电器触头有问题。
(18)线圈振荡次数过少故障波形(如图28)。
特征:在次级和初级点火波形的衰减过程中,波形衰减严重,线圈振荡次数减少,故障原因:电容与地短接。
图27 触点闭合时波形波动严重
图28 线圈振荡次数过少
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