通過觀測波形,可直觀、快速地分析、判斷點火系的技術狀況。對于不同功能、不同形式的點火示波器,一般通過按鍵、輸入操作碼、菜單選擇等方法,即可在示波器屏幕上顯示出被測發動機的一次或二次多缸平列波、多缸并列波、多缸重疊波和單缸選缸波,并通過旋鈕或按鍵使屏幕的亮度、對比度、波形位置、波形幅度等符合觀測要求。觀測波形時,凡是有轉速要求的,應使發動機在規定轉速下運轉。
被測發動機點火波形顯示后,首先應與標準波形對照。如果實測點火波形完全同于標準波形,說明點火系技術狀況良好;如果實測波形有異常,說明點火系有故障,應按照點火波形的4個故障反映區,觀察異常波形處在哪個反映區內,即可診斷出故障。
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圖2-34觀測二次多缸平列波
圖2-35觀測二次多缸并列波
1)二次多缸平列波
也稱為高壓多缸平列波。利用該波形可完成下列參數測量和故障診斷。
①各缸點火高壓值測量
可從示波器屏幕的kV刻度尺上直接讀出各缸擊穿電壓值或屏幕上直接用文字顯示出各缸擊穿電壓值。擊穿電壓值應符合原廠規定。國產貨車擊穿電壓值一般為6~8kV或8~10kV,進口及國產汽車擊穿電壓值一般為10~20kV。各缸擊穿電壓值應一致,相差不大于2kV。某國產貨車的二次平列波如圖2-38所示。
圖2-36觀測二次多缸重疊波

圖2-37觀測一次點火波形

圖2-38某國產貨車的二次平列波
各缸波形位置按點火順序從左至右排列。下面分為四種情況進行故障分析與判斷:
a.如果各缸點火電壓均過高,超過規定值上限,則可能是混合氣過稀、分電器中央高壓線端部未插到底或分電器蓋插孔臟污嚴重、分火頭與分電器蓋插孔電極間隙太大或各缸火花塞間隙均偏大等原因造成的。
b.如果個別缸點火電壓過高,則可能是該缸高壓分線端部未插到底、分電器蓋插孔臟污嚴重或分電器蓋插孔電極與分火頭不同心,造成分火頭與該缸高壓分線插孔電極間隙太大或該缸火花塞間隙太大等原因造成的。
c.若各缸點火電壓均過低,低于規定值下限,則可能是混合氣過濃、各缸
火花塞間隙過小、火花塞電極油污、蓄電池電壓不足或電容器容量不足等原因造成的。
d.如果個別缸點火電壓過低,則可能是該缸火花塞間隙太小、火花塞電極油污或火花塞絕緣性能差等原因造成的。
②單缸短路高壓值測量
將某缸火花塞上的高壓分線拔下對機體短路,該缸點火電壓應小于規定值(國產貨車應小于5kV)。否則,說明分火頭與分電器蓋插孔電極間隙過大或該缸高壓分線與分電器蓋插孔接觸不良。某國產貨車第2缸高壓分線短路的二次平列波如圖2-39所示。
③單缸開路高壓值測量
將某缸高壓線從火花塞上拔下而不短路,該缸點火高壓值應達到20~30kV,即達到點火系的最大電壓值。否則,說明高壓線、分電器蓋絕緣不良或點火線圈、電容器性能不良。某國產貨車2缸高壓線開路測量時擊穿電壓上升的情況如圖2-40所示。
④火花塞加速特性
測量使發動機轉速穩定在800r/min左右,突然開大節氣門使發動機加速運轉。此時,各缸點火電壓相應增大,但增大部分不應超過3kV,否則應更換火花塞。加速時的最高點火電壓值,一定要在加速的瞬間讀出。
圖2-40第2缸高壓線開路的二次平列波
這是因為,當轉速穩定下來后點火峰值仍會回到原來狀態。此試驗主要是檢查火花塞在加速工況下的工作性能。當火花塞電極間隙偏大或電極燒蝕時,點火電壓會超過3kV。
2)二次多缸并
列波也稱為高壓多缸并列波。該波形的最大優點是,既能觀察到點火系整體(所有各缸的點火)波形,又能觀察到點火系個
別(每個單缸的點火)波形。正常的二次多缸并列波,各缸的火花線長度應相等,各缸的低頻振蕩波和閉合段波形應上下對齊,振幅應一致。與標準波形對照,實測波形上異常之處即反映點火系有故障。利用二次多缸并列波,可獲得單缸選缸波,并能進行下列參數測量和故障診斷。以元征EA-1000型發動機綜合性能檢測儀為例,介紹如下。
①可觀測到單缸選缸波
按F3熱鍵或按圖2-35下方從左向右第3個軟鍵,可按點火次序分別得到各缸點火波形,其他缸波形消失,以便于單獨觀測。
②可進行下列參數測量
a.可測得各缸斷電器觸點閉合角值
參見圖2-35,被測發動機的斷電器觸點閉合角(以下簡稱“閉合角”)已顯示在檢測界面上,按F3熱鍵,可顯示出各缸的閉合角值。測得的閉合角值要與標準值對照。在點火系技術狀況良好的情況下,各缸閉合角應占點火間隔的百分比和對應的分電器凸輪軸轉角如下:
4缸發動機45%~50%(40°~45°分電器
凸輪軸轉角);
6缸發動機63%~70%(38°~42°分電器凸輪軸轉角);
8缸發動機64%~71%(29°~32°分電器凸輪軸轉角)。
有些點火
示波器顯示的是百分比,有些點火示波器顯示的是分電器凸輪軸轉角值。如果測出的閉合角太小,說明斷電器觸點間隙太大。這不僅有可能使點火時間提前,而且造成高速時點火高壓不足。若測出的閉合角太大,則說明斷電器觸點
間隙太小。這不僅有可能使點火時間推遲,而且造成某些缸由于斷電器觸點張不開而
缺火。因此,應調整斷電器觸點間隙為0.35~0.45mm,使閉合角符合要求。但調整斷電器觸點間隙后,
點火提前角也隨之改變,因而還應重新校正點火正時,以保證發動機的動力性、燃油經濟性和排氣凈化性符合要求。
b.可測得各缸的擊穿電壓值、火花電壓值和火花持續時間
按下F4熱鍵或圖2-35檢測界面下方的“SHOWDATA”軟鍵,可動態顯示出各缸的擊穿電壓值、火花電壓值和火花持續時間(ms)。當各缸的這些數值不一致時,可對照相關缸波形異常,找出點火系故障。
圖2-41一次線路接反 圖2-42斷電器觸點電阻太大
③可進行下列常見故障診斷
由于資料來源的關系,以下二次多缸并列波是以單缸波形的形式出現的。需要注意的是,不少故障是出現在二次多缸并列波上每一缸波形上的,也有些故障是出現在某一單缸波形上的,要具體故障具體分析。
a.如果二次并列波反置(每一缸波形均如此),如圖2-41所示,說明點火系一次線路接反。
b.如果二次并列波觸點閉合處有雜波(每一缸波形均如此),如圖2-42所示,說明斷電器觸點電阻太大(燒蝕)。
c.如果二次并列波在斷電器觸點斷開處出現小平臺(每一缸波形均如此),如圖2-43所示,說明電容器漏電。
d.如果二次并列波擊穿電壓過高,且沒有良好的放電過程,火花的持續階段較為陡峭,如圖2-44所示,說明次級線路電阻太大,可能系次級線路開路、接觸不良或火花塞間隙、分火頭與分電器蓋間隙太大等原因造成。這一故障可能出現在每一缸波形上,也可能出現在某一缸波形上。
e.如果二次并列波火花電壓有波動現象,如圖2-45所示,說明
電噴系統噴油器工作不良,引起可燃混合氣濃度波動。這一故障可能出現在每一缸波形上,也可能出現在某一缸波形上。
f.如果二次并列波火花電壓較低,如圖2-46所示,可能是可燃混合氣過濃或火花塞漏電造成的。當可燃混合氣過濃時,雖然點火初期的離子電離程度小,擊穿電壓高,但在火花持續階段離子電離程度提高,火花電壓有所降低(每一缸波形均如此)。當
火花塞漏電時,火花電壓也降低
(某一缸波形如此)。



圖2-43電容器漏電 圖2-44次級線路電阻太大
圖2-45電噴系統噴油器工作不良 圖2-46可燃混合氣過濃或火花塞漏電
g.如果二次并列波火花電壓較低(每一缸
波形均如此),如圖2-47所示,也可能是氣缸壓力較低造成的。這是因為氣缸壓力較低時,致使可燃混合氣密度降低,無須多高電壓就可將火花塞間隙擊穿,故火花電壓有所下降。
h.如果二次并列波火花電壓較低,如圖2-48所示,也可能是火花塞積炭或間隙太小造成的。由于積炭是具有電阻的導體,消耗了一部分電能,引起火花電壓降低。火花塞間隙太小,也會引起火花
電壓降低。這一故障可能出現在每一缸波形上,也可能出現在某一缸波形上。
圖2-47氣缸壓力較低 圖2-48火花塞積炭或間隙太小
i.如果二次并列波不時有上下跳動現象(每一缸波形均如此),如圖2-49所示,說明次級線路有間歇性斷電現象。
j.如果二次并列波擊穿電壓不足5kV(每一缸波形均如此),如圖2-50所示,說明次級線圈漏電。
圖2-49次級線路有間歇性斷電現象 圖2-50次級線圈漏電
除上述分析、判斷故障的10個例子外。用二次多缸并列波能觀測到的故障波形還有許多,要靠在實踐中積累經驗,本節不再贅述。3)二次多缸重疊波該波形由于是各缸點火波形的疊加,因而可評價各缸工作的一致性。各缸工作一致的重疊波就像一個單缸波形,只要其中任一缸工作不佳,其波形就會偏離重疊波,屆時通過逐缸單缸斷火,可立即找出工作不佳的氣缸來。點火示波器顯示出被測發動機二次多缸重疊波后,可進行下列參數測量。
①各缸波形間的重疊角如果各缸點火波形的長度不一致,表明各缸點火間隔不一致。此時,最短波形與最長波形之間的重疊區所占分電器凸輪軸轉角稱為各缸波形間的重疊角。重疊角應不大于點火間隔的5%,以接近零為好。根據這一原則,重疊角的標準值(分電器凸輪軸轉角)應為:
4缸發動機不大于4.5°;
6缸發動機不大于3.0°;
8缸發動機不大于2.25°。
重疊角的大小可以表明
多缸發動機點火間隔的一致程度。重疊角越大,越說明點火間隔不均勻。重疊角太大,是由于分電器凸輪制造不準、磨損不均或分電器凸輪軸磨損松曠、彎曲變形等原因造成的。
②各缸觸點閉合角的平均值斷電器觸點閉合期間對應的分電器凸輪軸轉角稱為觸點閉合角。在重疊波上,由于各缸波形重疊在一起,無法測得每缸觸點閉合角值,所以只能測得各缸觸點閉合角的平均值。
在實測的二次重疊波上,如果波形異常,可與標準波形對照,也可以進行一些故障分析與判斷,方法同上述二次多缸并列波。
4)一次平列波
標準波形如圖2-51所示。該波形不常用,有時用在單缸選缸轉速降測量作為短路指示用。
5)一次并列波和一次重疊波
該兩種波形測量的項目及反映的故障,與二次并列波和二次重疊波一致,不再贅述。
圖2-51標準一次平列波
6)單缸選缸波在觀測、分析點火波形過程中,有時為了仔細觀察某一缸的點火波形,可將該缸點火波形單獨選出(其他缸波形消失),并適當增加其垂直幅度和水平幅度。單缸選缸波形常常在二次并列波或一次并列波上進行。此時應通過按鍵或菜單先獲得二次并列波或一次并列波,再通過選缸鍵獲得所需缸的二次單缸選缸波
或一次單缸選缸波。
(6)無觸點電子點火系點火波形的特點
以上以傳統的點火系為例介紹了標準波形、波形排列形式、波形上的故障反映區和波形觀測方法等內容。隨著電子技術在汽車上的應用,無觸點電子點火系一經問世,就在提高發動機的動力性、燃油經濟性和減少排氣污染等方面顯示出了優越性,從而得到廣泛應用。無觸點電子點火波形與傳統點火波形相比有以下相同點和不同點。
1)相同點
①無觸點電子點火波形的排列形式、波形觀測方法與傳統點火系相同。
②無觸點電子點火系的一次點火波形、二次點火波形基本上與傳統點火系的點火波形相同。波形上也有高頻振蕩波(點火線、火花線)、低頻振蕩波和二次閉合振蕩波,也有張開段和閉合段,點火線和火花線的解釋也同于傳統點火系。
2)不同點
①無觸點電子點火波形上低頻振蕩波異常時,僅表示點火線圈的技術狀況不佳,而與電容器無關,這是因為電子點火系無電容器的緣故。
②無觸點電子點火波形上閉合點處和張開點處的波形,雖然與傳統點火系極為相似,但不是什么斷電器觸點閉合和張開造成的,而是晶體三極管或晶閘管的導通與截止電流造成的。
③無觸點電子點火波形上閉合段的長度、形狀,與傳統點火波形不完全相同,甚至車型之間也略有差異。主要表現在:有的車型閉合段在發動機高轉速時加長,二次點火波形閉合段內有波紋或凸起,這些現象均屬正常。
④無觸點電子點火系中,有的點火系當波形閉合段結束時,先產生一條鋸齒狀的上升斜線,然后導出點火線,不像傳統點火系點火波形那樣,隨著觸點打開產生一條急劇上升的點火線,但這屬于正常現象。
⑤在無分電器點火系統中,有兩缸共用一個
點火線圈的點火系統。該種點火系統在一個
氣缸中會發生兩次點火:一次點火發生在壓縮行程終了之前,為有效點火;另一次點火發生在排氣行程終了之前,為無效點火。在有效點火波形上,因氣缸內可燃混合氣電離程度低,所以擊穿電壓和火花電壓都較高。在無效點火波形上,因氣缸內廢氣電離程度高,所以擊穿電壓和火花電壓都較低。這些,均屬正常現象。
總結
利用示波器觀測點火波形,是實現快速檢測診斷的重要方法之一,在國外應用十分普遍。其中,特別是觀測二次波形,認為是一項十分有效的綜合檢測。這是因為,如果被測發動機的二次波形沒問題,說明點火系、供油系和氣缸密封性均無問題。