利用次級點火波形分析汽車發動機故障

彭桂枝

（江陰職業技術學院,江蘇 江陰 214433）

現代汽車的結構變得日益復雜，電子控制技術在汽車上的應用越來越普及，在點火系統的診斷中，常規的單缸斷火試驗已經無法精確判斷故障了，汽車專用示波器應運而生，因其具有實時性、連續性、對電信號的變化采集快等特點，得到越來越廣泛的應用。

1 次級點火標準波形分析

次級繞組產生的次級點火波形如圖 1所示 ,各點分析如下

圖 1

a點、b點、c點為初級繞組從接通到斷開的一段過程，在此不作詳細說明。

d點：初級繞組斷開瞬間次級繞組產生的擊穿高壓，擊穿火花塞間隙的最大電壓值，一旦到達此最大電壓值意味著火花塞間隙被擊穿，此電壓值會瞬間下降。該擊穿電壓與火花塞間隙和電極形狀、混合氣濃度、汽缸壓力和溫度等因素有關。

e 點:形成火花的起始點 ( 即高壓電壓擊穿火花塞間隙后形成的瞬間電壓 ) 。

f~g段：電壓擊穿后的燃燒階段，f點就是燃燒電壓，是維持火花繼續得以燃燒的電壓，該電壓比點火電壓值小很多，燃燒階段的波形是一條平滑直線，并且干凈無異形波。

h~i段：點火結束后的閉合區：通常會經歷三到六個振蕩過程。一般對應點火線圈的性能是否良好。

次級線圈波形分析原理：發動機點火系點火時，由于初級線圈斷電會在次級線圈產生很高的電壓，當電壓逐步升高到一定值，火花塞上就能產生火花，此電壓就是點火電壓（圖中的d點） 。隨后電壓迅速下降到某一電壓值并保持一段時間，此電壓即是燃燒電壓（圖中的f點），燃燒時間就是指電壓保持在燃燒電壓值的一段時間（圖中的f~g段）電壓維持在燃燒電壓值的時間。在燃燒時間末端時，點火線圈中的能量幾乎用完，微弱的殘余能量在點火線圈上造成阻尼振蕩，振蕩波數量要求一般至少是3個，至多6個。

2 次級點火系故障波形分析

發動機出現故障后，利用示波器采集發動機波形后，首先應查閱資料后與標準波形對照。如果實際測試波形與標準波形完全一致，說明點火系統工作正常。如果實際測試波形跟標準波形不一致，說明點火系統可能有故障。

圖 2中，擊穿電壓過高，且火花線較為陡峭。 出現這種現象可能的原因有：火花塞間隙問題或者是次級電路的問題。火花塞間隙過大，所需要的擊穿電壓就要高，而且往往就沒有良好的放電過程了。

圖 3中，擊穿電壓過低，且火花線也太低，而且燃燒過程變長了。出現這種現象可能的原因有：火花塞間隙太窄、火花塞導線搭接在發動機上等。火花塞間隙過小或者有積碳，擊穿電壓就會很低，而火花放電時間則較長。

圖 4中，燃燒過程中出現異形波，可能是分電器蓋或分火頭松動。在發動機高速轉動時，分電器受發動機影響而振動，使火花塞上的電壓不穩定而出現抖動。

圖 5中，完全沒有高壓擊穿電壓和燃燒過程波形。說明火花塞未被擊穿，也就是說沒有放電過程。產生的原因可能是次級回路高壓線接觸不良或斷路，也有可能是火花塞間隙過大。

圖 6中， 第 1次振蕩次數不在規定的3至6次之內，明顯偏少。可能的故障原因是與斷電器觸點并聯的電容器漏電、電容器與搭鐵線短接，使得振蕩衰減加快。

圖 7中，通常故障波形圖是由上而下的衰減 ，點火電壓由高到低。可能的故障原因：點火線圈的初級線圈極性接反，從而使得初級電流和次級電壓方向都變反了。

3 實例分析

一輛2013年的北京現代瑞納轎車出現怠速不穩，有抖動現象，來到4S店檢修。

維修人員使用北京現代專用GDS示波器對該車進行檢修，讀取到1缸次級波形如圖8所示。分析該波形發現燃燒過程明顯不正常，火花持續的時間偏短，而且有雜波出現，不是標準波形中該有的直線。以此推斷該次級點火波形屬于故障波形，分析原因有可能是火花塞間隙問題。維修人員拆下火花塞檢測，測得該缸火花塞間隙值為0.8mm，標準間隙值為1.0—1.1mm，發現火花塞間隙過小。更換新的火花塞后試車，故障消失。

4 結束語

利用點火波形判斷發動機故障時一種快捷而有效的方法，波形分析法可以用于發動機傳感器、執行器和點火系的故障診斷，尤其是對次級點火波形的分析，更是一種行之有效的方法。

[1]高呂和.次級點火波形在汽車故障診斷中的應用[J].北京工業職業技術學院學報，2010（07）：6-9.

[2]何杰.點火線圈電壓故障波形分析[J].汽車電器，2009（01）：33-34.

[3]魯植雄，劉奕貫.汽車電噴發動機波形圖解[M].南京：江蘇科學技術出版社，2006（10）