基于汽車故障診斷的初級(jí)低壓點(diǎn)火波形分析

李君奇

[摘 ?要]根據(jù)汽車維修的相關(guān)理論與實(shí)踐研究，利用解碼器對(duì)汽車故障的診斷有待提高。自從點(diǎn)火系統(tǒng)汽車應(yīng)用以來(lái)，點(diǎn)火初級(jí)閉合角測(cè)試是調(diào)整步驟的關(guān)鍵所在，本文認(rèn)為在示波器屏幕上觀察波形的同時(shí)看到點(diǎn)火初級(jí)閉角的數(shù)字顯示，使閉合角調(diào)整已改由發(fā)動(dòng)機(jī)控制電腦來(lái)控制。本文實(shí)驗(yàn)認(rèn)為波形點(diǎn)火系統(tǒng)需要幾個(gè)輸入信號(hào)才能正常工作，為相關(guān)的理論與實(shí)踐工作者提供參考。

[關(guān)鍵詞]汽車故障;點(diǎn)火控制;初級(jí)線圈;點(diǎn)火波形

中圖分類號(hào)：TD353.5 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2016）22-0131-01

一、引言

根據(jù)相關(guān)汽車技術(shù)理論，現(xiàn)代發(fā)動(dòng)機(jī)控制計(jì)算機(jī)的點(diǎn)火控制圖中包含了優(yōu)化和它的點(diǎn)火時(shí)間控制等因素，如關(guān)閉角度比鉑-電容系統(tǒng)更準(zhǔn)確的傳統(tǒng)，發(fā)動(dòng)機(jī)的性能和廢氣排放量是非常有用的。但發(fā)動(dòng)機(jī)控制計(jì)算機(jī)和電路系統(tǒng)和點(diǎn)火控制模塊可能會(huì)失敗，所以初級(jí)點(diǎn)火閉合角測(cè)試仍然是有用的，因?yàn)辄c(diǎn)火變壓器初級(jí)線圈和次級(jí)線圈的影響，點(diǎn)火發(fā)生在第二跳狀態(tài)反饋給初級(jí)電路，使初級(jí)點(diǎn)火波形顯示通常是有用的。初級(jí)點(diǎn)火閉合角顯示主要是用來(lái)分析單個(gè)氣缸的點(diǎn)火角;確定平均閉合角或毫秒數(shù);分析點(diǎn)火線圈性能和主電路，分析了電容器的性能。

二、點(diǎn)火初級(jí)線圈電流波形分析

如果懷疑點(diǎn)火線圈短路或點(diǎn)火模塊開關(guān)晶體管有故障，可以用幾種方法進(jìn)行診斷。制造廠商規(guī)范可提供點(diǎn)火初級(jí)線圈的電阻范圍，這是對(duì)初級(jí)點(diǎn)火線圈靜態(tài)測(cè)量。對(duì)點(diǎn)火初級(jí)線圈更精確的動(dòng)態(tài)測(cè)量包括：用分析電流波形的方式在工作狀態(tài)下測(cè)試電流值，另外，在點(diǎn)火初級(jí)線圈電流測(cè)試中，可以對(duì)點(diǎn)火模塊開關(guān)晶體管的工作狀態(tài)進(jìn)行檢查，點(diǎn)火模塊電流級(jí)限的測(cè)試能夠確認(rèn)在點(diǎn)火模塊的開關(guān)晶體管中的電路運(yùn)行級(jí)限電流是否合適。

本文實(shí)驗(yàn)時(shí)，汽車示波器的內(nèi)部設(shè)置可以不做任何的改動(dòng)就能直接插上電流鉗，只需要做初始設(shè)置就可以使用了，在任何時(shí)候，這種電流鉗都可以用來(lái)檢查任何電磁閥線圈、點(diǎn)火線圈或開關(guān)電路。汽車示波器還在顯示波形的同時(shí)用數(shù)字的方式顯示最大電流值。試驗(yàn)方法：起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)并怠速運(yùn)轉(zhuǎn)，在使故障重復(fù)的條件下，加速發(fā)動(dòng)機(jī)或駕駛汽車。如果發(fā)動(dòng)機(jī)不能起動(dòng)，就打起動(dòng)機(jī)讓發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，然后觀察示波器顯示。波形分析當(dāng)電流開始流入點(diǎn)火初級(jí)線圈時(shí)，由于線圈特定的電阻和電感特性，引起波形以一定的斜率上升，波形上升的斜率是關(guān)鍵所在，通常點(diǎn)火初級(jí)線圈電流波形會(huì)以60度角升（在10毫升/格時(shí)基下），大多數(shù)新式點(diǎn)火初級(jí)電路先提供5-6安培電流給點(diǎn)火線圈，當(dāng)?shù)竭_(dá)允許最大電流的（5-6安培），在點(diǎn)火模塊中的限流電路就開始起作用。這使得波形頂部變平，在點(diǎn)火初級(jí)線圈的“導(dǎo)通時(shí)間”內(nèi)電流波形的頂部保持平直。當(dāng)點(diǎn)火模塊關(guān)斷電流時(shí)，電流波形幾乎是垂直下降，點(diǎn)火線圈的電流將下降至0。在每一個(gè)點(diǎn)火循環(huán)中，這個(gè)過(guò)程在重復(fù)著。

三、基于點(diǎn)火線圈分電器點(diǎn)火初級(jí)陣列波形分析

汽車發(fā)明應(yīng)用以來(lái)，初級(jí)點(diǎn)火陣列波形一直是有效的對(duì)行駛性能故障的診斷內(nèi)容。由于點(diǎn)火次級(jí)燃燒的過(guò)程，可以通過(guò)初級(jí)和次級(jí)線圈的互感返回到初級(jí)電路，所以從點(diǎn)火級(jí)上顯示的波形是非常有用的。點(diǎn)火初級(jí)陣列波主要用于查出火花塞、高壓線的短路或斷路故障，或是查出污損的火花塞，它是造成點(diǎn)火不良的主要原因，當(dāng)點(diǎn)火級(jí)不易測(cè)試時(shí)，測(cè)試點(diǎn)火初級(jí)波形就比較容易了。

這個(gè)試驗(yàn)可以提供關(guān)于各缸燃燒質(zhì)量非常有價(jià)值的資料，因?yàn)辄c(diǎn)火初級(jí)波形受不同發(fā)動(dòng)機(jī)、燃油系統(tǒng)和點(diǎn)火條件的影響，所以用它檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)械部分和燃油系統(tǒng)部件及點(diǎn)火系統(tǒng)部件的故障是有用的。波形的不同部分指示出任一氣缸相應(yīng)部件或系統(tǒng)的故障。參照波形圖中相關(guān)部件相對(duì)應(yīng)的波形特定段。氣車示波器在顯示屏上可以用數(shù)字的方式顯示出波形的特征值。試驗(yàn)方法：讓發(fā)動(dòng)機(jī)怠速運(yùn)轉(zhuǎn)，按照行駛性能故障或點(diǎn)火不良發(fā)生的需要來(lái)加速或駕駛汽車。確認(rèn)各缸信號(hào)的幅值、頻率、形狀和脈沖寬度等判定性尺度的一致性。波形分析：觀察跳火峰值電壓高度各缸是否相對(duì)一致。任何與其它信號(hào)相比高度發(fā)生實(shí)際改變的信號(hào)都意味著故障。一個(gè)比其它氣缸低下很多峰值可能說(shuō)明這個(gè)氣缸點(diǎn)火次級(jí)電路中存在著高電阻，這可能意味著開路或火花塞高壓線電阻太高;一個(gè)比其它氣缸低很多的峰值可能說(shuō)明氣缸火花塞高壓線短路、火花塞間隙小、火花塞破裂或污濁。第一缸點(diǎn)火峰值顯示在最左側(cè)，其它各缸按點(diǎn)火順序從左至右排列。

四、基于點(diǎn)火正時(shí)及參考信號(hào)分析

在早期點(diǎn)火裝置中這些信息則是由分電器，真空提前前點(diǎn)裝置和白金來(lái)提供，因此檢測(cè)部件的物理手段是最主要診斷方法之一?，F(xiàn)在真空提前點(diǎn)火裝置，分電器和白金幾乎不復(fù)存在了，這當(dāng)然是件好事，點(diǎn)火系統(tǒng)仍然可以通過(guò)示波器的“眼睛”來(lái)檢查，電子點(diǎn)火正時(shí)（EST）從設(shè)計(jì)上講是一個(gè)復(fù)雜系統(tǒng)，但它并不是難以診斷的。發(fā)動(dòng)機(jī)控制電腦發(fā)出一個(gè)（EST）信號(hào)給點(diǎn)火模塊或直接給點(diǎn)火線圈，這個(gè)EST信號(hào)含有老式真空提前點(diǎn)火裝置，分電器和白金所提供的全部信息，發(fā)動(dòng)機(jī)控制電腦（PDM）只是收集并傳送不同的信息。

發(fā)動(dòng)機(jī)控制電腦用來(lái)自點(diǎn)火模塊的點(diǎn)火參號(hào)信號(hào)和其它輸入信號(hào)產(chǎn)生了電子點(diǎn)火正時(shí)信號(hào)。電子點(diǎn)火正時(shí)信號(hào)是返送給點(diǎn)火模塊中另一個(gè)一開關(guān)晶體管的信號(hào)。這個(gè)開關(guān)晶體管用于控制點(diǎn)火線圈初級(jí)電路，隨著發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的增減，電子點(diǎn)火正時(shí)信號(hào)頻率與點(diǎn)火參號(hào)信號(hào)頻率同步變化。發(fā)動(dòng)機(jī)控制電腦主動(dòng)不斷地控制電子點(diǎn)火正時(shí)信號(hào)的脈寬，而這個(gè)脈寬又提供了初級(jí)點(diǎn)火閉合角和點(diǎn)火正時(shí)提前角的信息。點(diǎn)火模塊根據(jù)曲軸位置傳感器信號(hào)產(chǎn)生數(shù)字信號(hào)就是點(diǎn)火參考信號(hào)。點(diǎn)火模塊向發(fā)動(dòng)機(jī)控制電腦發(fā)送點(diǎn)火參考信號(hào)，發(fā)動(dòng)機(jī)控制電腦用這個(gè)信號(hào)正確的控制噴油時(shí)間和電子點(diǎn)火正時(shí)輸出信號(hào)。點(diǎn)火參考信號(hào)是頻率調(diào)制數(shù)字信號(hào)，這個(gè)信號(hào)的頻率隨發(fā)動(dòng)轉(zhuǎn)速變化而變化。

本文的試驗(yàn)方法：起動(dòng)或運(yùn)轉(zhuǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)，使發(fā)動(dòng)機(jī)怠速運(yùn)轉(zhuǎn)，加速發(fā)動(dòng)機(jī)或按行駛性能故障發(fā)生時(shí)所需要的條件駕駛汽車。在加減速時(shí)，電子點(diǎn)火正時(shí)信號(hào)的脈沖寬度將發(fā)生改變，脈沖寬度實(shí)際的改變量影響點(diǎn)火閉合角（點(diǎn)火線圈通電時(shí)間）和確定點(diǎn)火提前量。波形分析：確認(rèn)脈沖和脈沖之間幅值、頻率和形狀等判定性尺度的一致性，這就要求數(shù)字脈沖幅值足夠高，脈沖間隔時(shí)間和形狀是一致的，同時(shí)也要注意下列因素：觀察波形的一致性，注意波形底部和頂部的直角，觀察波形幅值的一致性，所有的波形都應(yīng)該是等高的，這是因?yàn)楣╇婋妷翰蛔兊木壒省＿@些就是所一致性的關(guān)鍵所在，確認(rèn)波形對(duì)地電壓不會(huì)過(guò)高，因?yàn)殡妷哼^(guò)高可能表明電阻或點(diǎn)火模塊、控制電腦的接地不良。觀察波形隨發(fā)動(dòng)機(jī)異響及行駛故障的異常變化，這是為了證實(shí)信號(hào)出現(xiàn)的問題與顧客反映情況和行駛故障是否有關(guān)系。如果出現(xiàn)在示波器上的波形異常，先檢查線路、接頭及示波器的連接。當(dāng)故障出現(xiàn)在示波器上的時(shí)候，搖動(dòng)線束，這可以進(jìn)一步確認(rèn)電子點(diǎn)火正時(shí)信號(hào)電路是否是問題的根源。當(dāng)起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)看到一條平直的波形，也就是說(shuō)沒有起動(dòng)，這可能說(shuō)明曲軸位置傳感器、點(diǎn)火模塊、控制電腦、線路或插頭出了故障，如果看到不好的或平直線信號(hào)，按順序找到信號(hào)起源處--曲軸位置傳感器，用示波器測(cè)試曲軸位置傳感器的信號(hào)，并從點(diǎn)火初級(jí)電路到點(diǎn)火模塊，如果所有的地方都是好的，那么就檢查點(diǎn)火模塊和控制電腦之間的信號(hào)，然后再檢查控制電腦返回點(diǎn)火模塊的信號(hào)，最后檢查從點(diǎn)火模塊到點(diǎn)火線圈的初級(jí)信號(hào)。

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