利用示波器檢測次級點火波形(下)

◆文/山東 焦建剛

(接上期)

4.火花塞積炭時的故障波形分析

一輛高爾夫1.8L，報修怠速抖動、急加速闖動，經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)1、3缸次級點火波形的擊穿電壓偏低，故障波形如圖11所示。檢查火花塞表面有積炭。更換火花塞后，當時好轉(zhuǎn)，但幾日后再次出現(xiàn)上述故障。經(jīng)查，仍然是1、3缸的電壓偏低，用博世KTS650電腦檢測儀測得有后氧傳感器不工作的故障碼，讀取數(shù)據(jù)流，發(fā)現(xiàn)進氣量信號達到4.17g/s，明顯偏大，測試空燃比傳感器信號始終偏濃。因此，判斷是空氣流量計偏離特性，更換后進氣量恢復(fù)到2.7g/s，空燃比傳感器和后氧傳感器信號恢復(fù)正常。

混合汽過濃，大量未燃燒的碳氫化合物(HC)會以炭垢的形式附著在火花塞中央電極及絕緣體的表面，當積炭嚴重時，點火線圈的放電能量會通過火花塞分流電阻的旁路泄走，使擊穿電壓降低?；鸹ㄈe炭時，單缸次級波形如圖12所示，從圖中可以看到，擊穿電壓降低，燃燒電壓升高，燃燒線明顯向下傾斜。

5.單缸獨立點火線圈損壞高壓斷火的故障波形分析

一輛奇瑞QQ轎車，配置3缸發(fā)動機，采用獨立點火系統(tǒng)，清洗發(fā)動機后出現(xiàn)怠速抖動、加速闖動、尾氣發(fā)臭的故障。經(jīng)檢查，2、3缸的次級點火波形時斷時續(xù)(圖13)，造成混合汽燃燒不完全。檢查點火控制信號波形正常。更換火花塞，依舊出現(xiàn)斷火。因此，判斷為2、3缸獨立點火線圈損壞。更換新的點火線圈后，故障排除。

在針對發(fā)動機清洗的作業(yè)過程中，特別要注意清洗的方法，不能直接對電子元件進行水洗，以避免發(fā)生電子元件潮濕短路的問題，特別是發(fā)動機運行較長時間后，不能對點火線圈外部噴水清洗，防止由于過熱的線圈在突然冷卻時出現(xiàn)絕緣層物質(zhì)脫落，造成匝間短路的故障。

對于單缸獨立點火的發(fā)動機來講，大多數(shù)技術(shù)人員比較頭痛的是加速闖動的故障，其實，利用示波器的次級點火波形的檢查分析就可以準確地判斷點火線圈以及火花塞的好壞。在進行波形測試時，重點觀察擊穿電壓的峰值、燃燒線的狀態(tài)、燃燒時間的長短。過低或過高的擊穿電壓代表著可能是點火不良或造成點火能量不足；燃燒線上出現(xiàn)的雜波，特別是在加速過程中出現(xiàn)的連續(xù)跳動的火花線，代表缸內(nèi)燃燒的不正常狀態(tài)，如出現(xiàn)較高的火花線波動，則可能是火花塞電極間出現(xiàn)了火花熄滅然后再次點燃的情況；最后，要測量燃燒時間的長短，正常的范圍是在0.75～2.00ms之間，最佳的燃燒時間值應(yīng)在1.50ms左右，偏離這一值時，就已經(jīng)存在不正常的燃燒了。如果擊穿電壓值和燃燒電壓值正常，出現(xiàn)燃燒時間過短的情況就可以斷定是點火線圈性能不良，這當然會導(dǎo)致混合汽燃燒不完全。

6.噴油嘴堵塞的故障波形分析

混合汽稀是導(dǎo)致?lián)舸╇妷荷?、燃燒時間縮短的原因。混合汽過稀會導(dǎo)致火花線向上傾斜。通常，汽缸內(nèi)混合汽越稀，燃燒電壓會逐漸增加，火花線末端就越陡(圖14)。同時，由于點火線圈能量的消耗導(dǎo)致燃燒時間的減少。與此相反的是當噴油器出現(xiàn)滴漏的情況時，會出現(xiàn)擊穿電壓降低、燃燒電壓低、燃燒時間延長的故障波形。

利用示波器的次級點火波形的檢查，特別是對火花線的形狀進行觀測，是判斷噴油器狀態(tài)是否正常的有效手段。當然，結(jié)合數(shù)據(jù)流中的長效燃油噴射修正值和短效燃油噴射修正值的數(shù)值增長情況可以作出更加準確的判斷。

7.發(fā)動機搭鐵線不良時的故障波形分析

圖15為桑塔納3000發(fā)動機搭鐵線銹蝕造成的次級點火波形異常的波形圖。當發(fā)動機出現(xiàn)搭鐵不良的故障時，除了發(fā)動機電子控制系統(tǒng)會由于搭鐵不良造成一系列故障外，對于次級點火系統(tǒng)來說，同樣也會造成一定的影響，使發(fā)動機出現(xiàn)怠速抖動、加速不良等故障現(xiàn)象。

在圖15中可以看到存在大量的雜波。在功率晶體管閉合時、功率晶體管斷開產(chǎn)生次級高壓后的燃燒線上存在大量的干擾雜波。對初級點火信號進行檢查，發(fā)現(xiàn)初級點火信號的基礎(chǔ)電壓接近2V，最后，檢查發(fā)現(xiàn)發(fā)動機左側(cè)的搭鐵線由于涉水銹蝕，導(dǎo)致搭鐵不良，由于初級線圈的搭鐵不良，導(dǎo)致觸點閉合時雜波較多。同時，在火花放電時，對地出現(xiàn)放電不良的問題，使得次級點火的能量無法有效發(fā)揮，多余能量在燃燒線后一段時間還有振蕩波形出現(xiàn)。對于此種故障，如果沒有示波器的協(xié)助分析，極有可能會由于排放的尾氣不良，而被錯認為是空氣流量傳感器計量失準或點火線圈不良的故障。

8.點火過早導(dǎo)致的擊穿電壓過低

一輛寶來1.6L(發(fā)動機型號BWG)轎車，出現(xiàn)動力不足故障，檢查次級點火波形(圖16)，擊穿電壓過低，提高發(fā)動機轉(zhuǎn)速時甚至出現(xiàn)擊穿電壓低于4kV的情況。同時，各缸的燃燒時間均較短。經(jīng)測量汽缸壓力正常，檢查排氣背壓正常。根據(jù)出現(xiàn)的P0341故障碼(G40凸輪軸傳感器信號錯誤)，判斷是配氣正時不良。經(jīng)查，皮帶跳了兩個齒。因此出現(xiàn)了點火時刻過早的故障，由于汽缸壓力較低，導(dǎo)致火花通過電極間隙的難度降低，導(dǎo)致次級擊穿電壓過低。

凸輪軸皮帶輪提前了兩個齒，造成曲軸角度誤差30°左右。這導(dǎo)致了電腦錯誤的提前了30°進行點火控制。由于此時的汽缸壓力較低，所以次級擊穿電壓較低。

9.點火過遲導(dǎo)致的擊穿電壓過高

現(xiàn)代雅紳特發(fā)動機冷車偶爾抖動、動力不足。檢查次級點火波形(圖17)，出現(xiàn)了擊穿電壓過高的情況。檢查火花塞有不同程度的積炭，更換火花塞后情況未好轉(zhuǎn)。根據(jù)發(fā)動機系統(tǒng)存在的P0340故障碼，判斷是配氣正時錯誤，經(jīng)查，正時皮帶向延遲方向錯了一個齒。因此，出現(xiàn)了點火過晚的故障，由于汽缸壓力過高，導(dǎo)致火花通過電極間隙的難度升高，導(dǎo)致次級擊穿電壓升高。

凸輪軸向延遲方向錯了一個齒凸輪軸皮帶輪40齒，造成曲軸角度誤差18°，這導(dǎo)致了電腦錯誤的延遲18°進行點火控制。由于此時的汽缸壓力升高，所以擊穿電壓過高。

四、總結(jié)

最后，再來綜述一下?lián)舸╇妷?、燃燒電壓以及燃燒時間之間的關(guān)系，這些都是非常重要的，在對次級點火波形進行分析時，我們應(yīng)時刻把握這些原則。

燃燒線具有長度和斜度，并和擊穿電壓一起提供關(guān)于點火性能的信息。燃燒線的斜度表明點火后維持火花塞處的火花所需要的電壓大小，燃燒線的斜度越陡，則克服次級電路電阻所需要的電壓越大。燃燒線的長度是用來衡量火花保持在火花塞的電極間的時間長度。點火線圈能量消耗的物理性質(zhì)使得三個衡量指標——擊穿電壓、燃燒電壓、燃燒時間之間形成一定比例關(guān)系，比如火花塞間隙過大、次級電路斷路、火花塞間隙小、火花塞或者高壓線短路(表1)。如果火花塞間隙過大，點火線的位置會很高，這表明需要更高的電壓才能觸發(fā)火花塞產(chǎn)生火花。因為電路中增加高電阻后，維持火花塞處的火花就需要更高的電壓，這將導(dǎo)致火花線的斜度更陡或燃燒電壓更高。最后，點火線圈的電能過多消耗會減少火花在火花塞電極間持續(xù)的時間，導(dǎo)致更短的火花持續(xù)時間?？傊?，如果點火擊穿電壓比正常需要的電壓高，則燃燒時間將縮短。如果點火擊穿電壓比正常需要的電壓低，則燃燒時間將增加。

表1 次級點火波形常規(guī)檢測數(shù)值

影響和確定所需點火擊穿電壓的因素是重要的，汽缸內(nèi)部和外部的阻力是兩個基本的影響因素。內(nèi)部阻力因素是指汽缸內(nèi)部所有會導(dǎo)致點火電壓升高或降低的因素，包括汽缸壓縮壓力情況、混合汽濃度以及溫度。壓縮比越大，則汽缸的壓力越大，這就將增加阻力，因而需要更高的點火電壓。在稀薄混合汽的碳氫化合物分子之間有更多的氧分子，多出來的氧分子不及碳氫化合物易導(dǎo)電，所以將需要更高的電壓來觸發(fā)火花和維持火花，甚至點火時刻以及燃燒室溫度都將影響所需的點火電壓。過遲的點火時刻會導(dǎo)致缸內(nèi)壓力升高，使得擊穿電壓急劇上升，反之，過早的點火時刻會導(dǎo)致缸內(nèi)壓力降低，使擊穿電壓急劇下降。

外部阻力因素是指汽缸外部的所有因素，通常包括次級點火系統(tǒng)部件，比如火花塞、高壓線、分電器蓋、分火頭、中央高壓線以及點火線圈?；鸹ㄈg隙大和火花塞導(dǎo)線損壞都將使所需的點火擊穿電壓成比例增加。對裝有分電器蓋和分火頭的汽車來說，分電器蓋和分火頭之間的間隙不當也會有同樣的影響。值得注意的是，確定點火系統(tǒng)發(fā)生的故障是對針對所有汽缸的公共故障還是只影響一個或幾個汽缸的非公共故障是很有必要的，如果只有一個或幾個汽缸的點火線不正常，則故障僅僅與之有關(guān)。

識別與點火相關(guān)的故障是相對比較容易的，識別出故障是公共故障還是只與某個汽缸有關(guān)以后繼續(xù)進行下一步測試。如果某個缸的點火線和燃燒時間不同于其他缸，那么故障最有可能發(fā)生在火花塞、高壓分線或分電器蓋處，也可能是汽缸內(nèi)的混合汽或缸內(nèi)機械部分發(fā)生故障。

由此可見，示波器在電子點火系統(tǒng)檢測中起著極其重要的作用，特別是對于采用直接點火的車輛來講，常規(guī)的檢測方法已經(jīng)無法完成，只有使用示波器來進行檢測。示波器除了在發(fā)動機控制系統(tǒng)的檢測中發(fā)揮著重要的作用外，在車輛的各個控制系統(tǒng)的檢查中也起著重要的作用，特別是在采用多路通訊系統(tǒng)的車輛上使用示波器就能比較方便快捷的找到故障部位，否則，就要付出更多代價，而且還不一定會發(fā)現(xiàn)故障點。所以在現(xiàn)代車輛的維修中，示波器已成為不可或缺的重要檢測儀器。(全文完)