张成祥
(四川机电职业技术学院 ，四川 攀枝花 617064)
摘要 ：阐述了利用示波器对汽车点火系点火电压进行波形检测 ，再用检测到的波形与正常波形进行对比 ，以此对汽 车点火系进行故障检测与诊断的基本原理和方法 。
关键词 ：示波器 ；汽车 ；点火系 ；波形 ；检测 ；诊断 ；基本原理 ；方法 中图分类号 :U 463. 64
文献标识码 :A
文章编号 :1000 - 6494 - 2004( 02) - 0050 - 03
T roub le - shooting of Automobile I gnition Systems with an Oscillogra ph
ZH AN G Cheng - xiang
汽车上无论是传统触点式点火系统还是无触点 电子点火或计算机控制的点火系统 ，都是由点火线圈 通过电磁互感作用将低压电转变为高压电 ，通过火花 塞跳火点燃可燃混合气的 。而点火系统中初 、次级电 压的变化是有规律的 。因此 ，利用示波器可以直接检 测出汽车点火系初 、次级电压的变化波形 ，再将所测 得的波形与正常的波形对比 ，则可以准确地判断出汽 车点火系统的技术状况及故障所在 。
1 示波器的工作原理
示波器主要由示波管 、传感器和一组电子电路组 成 。其中示波管为阴极射线管 ，由电子 、水平偏转 板 、垂直偏转板和荧光屏组成 , 见图 1 。当管内的电 子将电子束射到荧光屏上时 ，会在荧光屏上形成一 个光亮点 。当示波器的电子电路得到电荷时 ，水平偏 转板会使电子束在管内水平方向上发生弯曲 ，从而使 在荧光屏上显示光亮点的电子束从左到右横掠屏幕 扫过一条光亮的线条 ，然后再从右到左变暗回扫 。由 于光速极快 ，以至使光亮点以一条实线出现在观察者 的眼前 。当示波器接上运转的发动机点火系电路时 , 垂直偏转板将接受到电荷 ，此电荷的大小与点火系电 压的瞬时变化成比例 。随着电子束自左到右扫描 ，垂 直偏转板上变化的电荷使其在垂直方向上产生弯曲 , 因而在荧光屏上便得到了一条曲线图形 。该曲线图 形代表了点火系统中电压随时间的变化 , 显示了断 电器触点开闭时每一点火循环的瞬时变化情况 。
1. 电子
2. 电子束光速汽车
3. 荧光屏
4. 水平偏转板
5. 垂直偏转板
图 1 示波器上的阴极射线管 曲线图形在
垂直方向上表示电压 ，在水平方向上表示 时间 ，以基线为准 ，向上为正电压 ，向下为负电压 。
2 检测波形的种类及其功用
将运转的发动机点火系统的低 、高压线路分别与 示波器的垂直偏转板相连 ，可以测出相应的初 、次级 电压随时间变化的波形曲线 。利用示波器对汽车点 火系统检测的波形曲线 (以用 OTC3802 发动机专用示 波器检测解放 C A1091 型汽车 6102 发动机点火系统 为例) 有 ：多缸平列波 、多缸并列波 、多缸重叠波等三 类 。
a . 多缸平列波是指按照点火顺序从左到右首尾 相连的波形 ，见图 2 。其功用是诊断点火系的低 、高 压电路接触情况 ，以及电容器 、低压线 、高压线和火花 塞等元件的性能 。
b. 多缸并列波是按照点火顺序从下到上排列的
波形 ，见图 3 。其功用是比较火花线的长度以及低压 电路的闭合区间的长度 。
作者简介 : 张成祥 ( 1966 - ) , 男 , 四川大竹人 , 讲师 , 从 事汽车修理 、驾驶的理论和实践教学工作 。
收稿日期 :2003 - 11 - 17
第 2 期 张成祥 ：用示波器对汽车点火系进行故障检测与诊断 · 51 ·
图 2 多缸平列波
图 5 波形放大图
图 3 多缸并列波
图 6 故障主要诊断区域
3 . 2 故障主要诊断区域
若汽车点火系存在故障时 ，则用示波器对其检测
的波形曲线与标准的波形曲线相对比 ，主要通过以下 四个异常区域 ( 见图 6) 来进行诊断 。第 Ⅰ区域为点 火区 ：当断电器触点断开时 ，点火线圈初级绕组电流 迅速下降 ，磁通量迅速衰减 ，使得在次级绕组中形成
图 4 多缸重叠波
c . 多缸重叠波是指将多缸发动机各个缸的点火
波形重叠在同一图形上的波形 ，见图 4 。其功用是比 较各缸点火周期 、闭合区间和断开区间的差异 。
3 波形的意义及故障主要诊断区域
3. 1 波形的意义
某一缸点火周期放大后的波形图见图 5 ，波形中
各个部分的意义 : A 点为断电器触点断开瞬间 , 此时 初级电路电流急剧下降 , 而次级电压急剧上升 。B 段 为火花通过时间 ，这时次级高压电被送到火花塞上 , 一旦击穿火花塞间隙产生点火花而放电 ，次级电压便 随之下降并保持火花塞电极放电所要求的电压 。C 段为第一次振荡波 , 当保持火花塞持续放电的能量消 耗完毕 , 电火花消失 , 点火线圈中的残余能量以阻尼 振荡形式耗尽 。D 点为断电器触点闭合瞬间 , 此时初 级电路中有电流通过 , 导致次级电路中有一反向电 压 。E 段为断电器触点断开的全部时间 。F 段为断电 器触点闭合的全部时间 。G 段为第二次震荡波 , 表示 点火线圈的磁化曲线 。
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高达 1 . 5 ×10 ～2 ×10 V 的高压电 ，当火花塞间隙被 击穿 ，产生电火花而放电时 ，次级绕组电压随之下降 。 因此 ，在Ⅰ区域异常时 ，说明断电器触点或电容器不良 。 第Ⅱ区域为燃烧区 ：当火花塞间隙被击穿形成电火花点 燃可燃混合气 ，电火花放电过程一般要持续 0. 6～1. 5 m s ，在高压波形曲线上形成火花线 。因此 ，在Ⅱ区域异 常时说明分电器或火花塞不良 。第 Ⅲ区域为振荡区 : 在火花塞放电到点
火线圈中的能量不能维持电火花放 电时 ，残余能量以阻尼振荡的形式耗尽 。此时 ，点火电 压波形上出现可视脉冲的低频振荡 。因此 ，在 Ⅲ区域 异常时说明点火线圈不正常 。第 Ⅳ区域为闭合区 : 当 断电器触点闭合后 ，次级电路感应出大约 1. 5 ×103～2
×103 V 的负荷电压 。在点火波形上出现迅速下降的 垂直线 ，然后逐渐上升过渡到水平线 。因此 ，在 Ⅳ区域
·52 ·内燃机2004 年4 月
异常时说明分电不正常。
4 典型故障波及参数检测与诊断
4. 1 典型故障波的诊断
以6 缸发动机( 解放C A1091 型汽车6102 发动机) 各缸点火状况的平列波为例，用示波器检测发动机的实际平列波形同正常的平列波形相比较，从而诊断出发动机的故障所在。
a .图7 (a) 为六缸发动机正常的平列波形。
b. 若出现图7b 中各缸点火电压均高于标准值的平列波形时，说明高压回路有大的电阻，多为点火线圈的高压线插孔、分电器高压线插孔及分火头等有积炭，或高压线断线、插接不牢固等。若个别缸火花线下端出现多余波形( 图7b 中5 缸) 时，则为火花塞电极烧蚀或间隙太大。
c . 若出现图7 ( c) 中个别点火电压过高( 5 缸) 的波形时，则为该缸高压线接触不良，或火花塞间隙偏大，以及分火头与该缸高压分缸线接触刷间隙过大。
d. 若出现图7 ( d) 中各缸的点火电压均低于标准值的波形时，则为各缸的火花塞间隙均有积炭或间隙过小。
e . 若出现图7 ( e) 中个别点火电压过低( 5 缸) 的波形时，则为该缸火花塞间隙过小或者有积炭，或该缸高压分火线或火花塞绝缘性能较差，有漏电现象。
f . 若出现图7 (f) 中上下颠倒的波形时，则为点火线圈极性接反。
4. 2 参数检测与诊断
a . 闭合角的检测与诊断，利用检测出来的低压并列波，见图3 ( a) ，能够很方便地测出各缸的闭合角, 检测出六缸发动机的闭合角应在38°～42°的范围内,
同时各缸闭合角相差不能太大。若闭合角过大，说明触点间隙小；若闭合角过小，说明触点间隙大；若各缸闭合角相差太大，说明断电器凸轮磨损不均。
b. 重叠角的检测与诊断：利用检测出来的多缸重叠波能够很方便地测出发动机的重叠角，检测出六缸发动机的重叠角应小于3°，若检测出来的重叠角太大，说明是分电器的凸轮磨损不均或分电器轴磨损松旷、弯曲变形等原因所致。
5 结束语
利用示波器将汽车点火系统的初、次级电压点火波形检测出来，再用正常的点火波形与其进行对比、分析，从而能够非常方便、准确地诊断出其故障所在。然后针对存在的故障加以排除，使汽车点火系统处于良好的技术状况。因此，该方法是目前最常用的一种现代汽车检测与诊断方法。
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济柴沼气发电机组通过专家验收
“十五”国家重点科技攻关课题“大型高效厌氧沼气发电技术及示范电站”日前通过了由中科院组织的专家组织的审查验收，其中济柴公司设计研发的科技含量高、任务比重大的600 G F - NK 沼气发电机组得到专家组的高度评价。该机组为增压、中冷、高速沼气机组。首次采用了机械式单缸可控缸内沼气喷射的内混方式，与高能量智能化点火系统和高压缩比燃烧系统相结合，单台机组功率达到600 kW ，填补了我国大功率沼气发电机组的空白。按照以客户为中心的经营理念和加大产品应用领域的研发要求，研究所在成功研发了1612T ,1801T 等一系列天然气机的基础上，又不断开发出沼气机、煤气机、秸秆气机等市场需求的新产品，使核心竞争力不断提高。
图7 六缸发动机的几种故障波形
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