利用高压点火波形快速判断车辆故障技师考评论文（已处理）

1、利用高压点火波形快速判断车辆故障技师考评论文 目 录摘要 4 关键词 4 绪论 5 1)汽车点火系统 62)高压点火波形各段的具体特征 73)高压击穿点火时究竟发生了什么 74)故障案例 85)示波器的局限性 10结论11参考文献12摘 要 本论文讲述的是汽车高压点火波形的产生原理,以及利用检测汽车高压点火波形,来快速查找汽车故障的方法。关键词:点火波形、燃烧线、高压击穿、电离绪 论 如何利用先进高效检测设备,进行不解体的快速诊断发动机故障,对汽车维修企业来说显得尤为重要。很多时候客户等不急,拆解既费功夫还不一定取得好的效果。所以利用先进的设备进行不解体的检测尤为重要。1)汽车点火系统 汽车的

2、点火方式较多,常见的有传统点火、双缸同时点火以及独立点火方式。但对于示波器检测来说仅仅区分有没有高压阻尼线。传统点火方式的高压点火波形如图1所示;双缸同时点火方式的高压点火波形分正高压点火波形和负高压点火波形,其正高压点火波形仍如图1所示,但负点火波形如图2所示(个别示波器可通过对调示波器探头正负极性进行反相,以方便观察);独立方式的高压点火波形中有的也可到达图1所示的波形,但大多呈图3所示波形。 在实践中发现用示波器检测汽车高压点火波形,可以快速判断故障性质。 由于示波器不能直接检测发动机的火花塞电极电压,所以目前汽车示波器大多采用感应的方式来检测点火高压波形。然而示波器所显示电压的准确性,

3、也会因感应夹的部位、距离、材料等不同而受到影响,所以在分析高压点火波形时,只对时间进行定量分析,电压只做定性分析起参考和比拟用。 图1 正常的高压点火波形图2 正常的负点火高压波形 图3 独立点火高压波形2)高压点火波形各段的具体特征 故障分析前为了便于大家理解,现将图1、图2、图3中的正常高压点火波形,进行逐一解释。各图中A点是点火线圈一次线圈通电起始点、B段是点火线圈一次线圈接受电能的续时间、C点是点火线圈一次线圈接受电能到达饱和状态点(各车型点火控制不同此处波形略有区别)、D点是火花塞电极高压击穿时刻、E段是火花塞火花持续时间、F段是点火线圈剩余能量衰减震荡释放期。3)高压击穿点火时究竟

4、发生了什么 当电脑控制点火线圈点火时,线圈次级产生高压,电子运动到火花塞电极的开口处,显然次级线圈回路是一个开路电路。当高压电试图推动电子穿越开路电路时,会首先在火花塞的两个电极之间建立电晕或者说低能量场。这种电晕一旦建立,电离就会开始。电离开始时,所需的电压很高。为了释放电子,电位差必须对原子施加足够的压力。失去电子的原子就成了正离子(离子就是带正电或负电的原子,是原子失去或得到一个或多个电子的结果)。这就是击穿电压或者是推动电子克服电阻所需的电压。在次级线圈回路中,电阻就是火花塞电极间的间隙。火花塞的电极间隙越大,电阻就越大,因而所需的击穿电压就越高。击穿电压的读数单位为千伏(kV),它是

5、克服次级线路中全部的电阻所需的能量。电子开始穿越火花塞的两电极时,电离就完成了。 请注意:随着电子流动的开始所出现的振荡波,这个振荡是在击穿电压出现后开始的(图1中的F局部)。这个振荡或脉动是由线圈或绕组间的电容现象引起的。电能与磁能间的转换在变压器中很容易出现。击穿电压所产生的电弧速度非常快,大约为2 ns。这个高速的能量脉冲使得能量在电与磁之间互相转换。电弧的能量脉冲越强,振荡波出现得就越多。 高压击穿后,电子一旦在火花塞的电极之间开始流动就会持续下去,直到次级线圈的能量耗尽。当燃烧时间接近终了、点火线圈的能量将尽时,电压在电火花熄灭前会略有上升(图1中C局部)。这种现象是等离子体的消失所

6、造成的。点火线圈所产生的电子数量减少,使得正离子和电子的数量不等,因而等离子体便消失。由于等离子体所构成的电流通道电阻较小,所以等离子体的消失会使电阻升高,这就使得在燃烧时间接近终了时电压有所升高。点火线圈次级绕组产生电能的电感作用是有限的。饱和充电的点火线圈就像盛满水的水桶一样,如果用水泵通过压力将桶里的水抽出并规定水管的直径,那么压力越大,水被抽光的时间就越短。水被抽光后,压力也随之消失。对于次级线圈来说,推动电子穿越线路中电阻所需的电压或压力越高,电子耗尽的速度就越快。电子流过火花塞电极间这一阶段叫做燃烧时间(图1中E局部)。推动电子在线路中流动所需的电压不同,燃烧时间也不同。电压越低,

7、燃烧时间就越长。反之,电压越高,燃烧时间就越短。4)故障案例:例1 一辆奇瑞风云轿车,行驶中加速有连续的顿挫感。汽车修理厂认为点火系统有问题,更换了火花塞、高压阻尼线和点火线圈,但是故障仍没有解决。试车后也认为故障出在点火系统,使用示波器进行检测时发现4个气缸的E段均只有0.5 ms,正常的E段必须为1.0 ms以上。 再看图1中E这段火花塞火花持续时间俗称燃烧线,其持续时间长短直接反映了点火能量的大小。由此看来4个气缸的点火能量均缺乏,换上的点火线圈品质一定有问题。于是重新更换点火线圈随后试车外表故障已排除,此时测得燃烧时间为1.0 ms。例2一辆富豪S80轿车,发动机总成大修后,怠速不稳且

8、转速略偏高100 r/min。用示波器检查发现E段线条异常(图4),呈上下起伏较大的线条。经仔细检查后发现是发动机左右2个前氧传感器的连接器插反了,造成混合气电脑调节错误。装复后发动机怠速平稳且E段燃烧线正常。图4 混合气故障波形例3 一辆捷达轿车怠速不平稳,明显感到发动机缺缸,判断缺缸的便捷方法是,用手掌感觉排气管的尾气喷射气团节奏来分辨是否缺缸。用示波器进行逐缸检查,发现第4缸的燃烧线如图5呈现“实心状态。(高压阻尼线严重故障时呈“实心状态,不严重那么呈来回震荡线条)更换第4缸点火高压阻尼线后恢复正常。图5 点火高压阻尼线故障波形例4 一辆迈腾1.8T轿车驾驶人反映发动机怠速不好,要求清洗

9、进气道积炭。修理厂在清洗进气道积炭清洗后发现发动机怠速不稳。发动机怠速时使用VAS5052未检测到故障代码,缺缸数据流数据正常,为0。用示波器检测时发现第2缸高压点火波形为图6所示的异常波形。重新用VAS5052检测,发现只有在做发动机加速试验时,第2缸才出现缺缸计数数据,怠速时很正常。更换第2缸点火线圈后故障排除,高压点火波形恢复正常。图6 第2缸的故障高压点火波形5)示波器的局限性 一辆新宝来轿车行驶约5000 km,车主反映车辆燃油消耗量偏大。以前一箱油能行驶600 km700 km,现在只能行驶500 km。用VAS5052检查发动机ECU,没有存储故障代码,数据也无异常。用示波器检查

10、点火波形也正常。再用VAS5052检查缺缸数据,用怠速、加速、急加速的方法进行试验后发现第1缸和第4缸分别有2个6个缺缸数据被记录下来。更换点火线圈、高压阻尼线、火花塞均没有效果,最后发现点火线圈的左前照灯后的搭铁点有油漆,处理好后再进行同样的试验,缺缸数据呈现正常。 说明:示波器波形分析的方法,并不能将故障信号完全反映出来,原因在于示波器的设计原理,由于示波器的屏幕大小和人眼观察速度的限制,示波器并不是简单的在屏幕上直接显示信号电压的及时变化,如果那样的话波形变化太快,根本无法用肉眼观察和分析。通常是设计触发电压,当信号电压突破这个触发电压后,示波器便开始记录并显示这一帧波形,然后等待下一轮触发。这其中尤其只是发生在瞬间的某些故障,往往很难捕捉或者很难被观察到。如果示波器具有较强的记录回放功能,就可以选择记录后回放检查分析整段时间内的波形以防止遗漏。结论: 点火波形是一扇窗,透过这扇窗,技师们可以看见燃烧室所发生的情况。一旦学会了怎样看波形中代表击穿电