汽车检测与维修毕业设计(论文)-汽车点火系统的检测与波形分析.doc
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1、重庆工程学院目 录摘 要 .1第一章 汽车点火系统的功用.11.1 点火系统的作用.11.2 点火系统的组成.2 点火开关.2 点火线圈.2 分电器.2 断电器.3 配电器.3 点火提前调节装置.3 火花塞.3 电源.31.3 点火系统的分类和基本工作原理.4 点火系统的分类. .4 传统触点式点火系统.4 无触点式点火系统.5 ECU控制的点火系统.5 电子点火系统. .5第二章 汽车点火系统波形的检测与分析.62.1 点火示波器使用及波形分析.6 点火示波器简介.6 传统点火系点火波形分析.7 电子点火系点火波形分析.13 无触点电子点火系统波形分析.14第三章 汽车点火正时的检测与校正.
2、153.1 点火正时的检测与校正.15 人工法.15 正时灯法.16 用缸压法检测点火正时.183.2 电喷发动机点火提前角的检测.19第四章 典型点火系统的故障分析.194.1 丰田8A发动机点火线圈和点火器的检测.194.2 长安力之星点火系统的检测与分析.20第五章 电子点火系统的使用与维修注意事项.215.1 点火系统的常规检查.215.2 点火信号发生器检查时的注意事项.22总结.22参考文献.23后记.24题目:汽车点火系统的检测与波形分析摘要:点火系统是汽油发动机的重要组成部分,点火系统的良好与否对发动机的功率、油耗和排气污染等具有很大的影响。汽车在行驶中出现发动机工作不正常,点
3、火系统的故障占了很大的比例。所以做好汽车点火系统的检测是十分必要的。因此本文重点阐述了利用示波器来对汽车点火系统检测出的波形进行分析,从而检测出汽车的故障。关键词:汽车 点火系统 示波器 波形 Abstract: The ignition system is an important part of the gasoline engine is good or not, the ignition systems of engine power, fuel consumption and exhaust pollution and so on, which greatly influence.
4、Car while driving appear engine doesnt work properly, ignition systems fault was occupied very big proportion. So do ignition system testing is very necessary. Therefore this paper discusses how to use the oscilloscope to detect the car ignition system the waveform is analyzed, and the fault detect
5、the car.Key words: Auto ignition system an oscilloscope waveform 第一章 汽车点火系统的功用1.1、点火系统的作用点火系统是发动机在任何转速以及不同的负荷下,均能给点火系提供足量的电压,使火花塞能够产生足以点燃汽缸内混合气的火花,让气缸内的混合气得到最佳的燃烧效率。点火系的基本装置包含了电源、点火系统(电瓶)、点火触发装置、点火正时控制装置、高压产生器(点火线圈)、高压分电装置、高压导线以及火花塞。目前的汽车的点火提前装置则已经改由ECU(Electronic Control Unit)电脑控制,ECU收集发动机的转速、进气歧管压
6、力和温度或者是空气流量、节气门位置、蓄电池电压、水温、爆震、曲轴位置等信号,最终计算出点火正时的提前角,在由ECU发出点火信号,达到控制点火正时的目的。如图1.1所示1.2点火系统的组成点火开关点火开关是用来控制仪表电路、点火系统的初级电路以及起动机继电器电路的开与闭的。点火线圈点火线圈相当于我们常说的自耦变压器,它是用来将蓄电池(发动机工作时是发电机)的供给的12V、24V的低压直流电压转变为15KV20KV的高压直流电压。分电器(现在有些高配置的汽车没有分电器,是有1、2号点火线圈供给)由断电器、配电器、电容器和点火提前装置等组成。它是用来在发动机工作时接通与切断点火系统的初级电路,使点火
7、线圈的次级绕组中产生高压电分配到相应气缸的火花塞上的。断电器主要有断电器凸轮、断电器触电、断电器活动触电臂等组成。断电器凸轮由发动机凸轮轴驱动,并以同样的转速旋转,即发动机曲轴每转两周,断电器凸轮轴转一周。配电器由分电器盖和分火头组成。用来将点火线圈产生的高压电分配到个缸的火花塞。分电器盖上有一个中心电极和若干个旁电极,旁电极的数目与发动机的气缸个数相等。分火头安装在分电器的凸轮轴上,与分电器盖上的中心电极、分火头、旁电极、高压导线分送到各缸的火花塞。电容器安装在分电器壳上,与断电器触电并联,用来减小断电器触电断开瞬间,在触电处所产生的电火花,以免触电烧蚀,用以延长触点的使用寿命。点火提前调节
8、装置点火提前调节装置由离心和真空两套点火提前调整装置组成,分别安装在断电器底板的下方和分电器的外壳上,用来在发动机工作时随发动机工况的变化自动调整点火提前角。火花塞火花塞由中心电极和侧电极组成,安装在发动机的燃烧室中,用来将点火线圈产生的高压电引入燃烧室,点燃燃烧室内的可燃混合气。电源电源是只提供点火系统工作时所需要的能量,由蓄电池和发电机两个构成,一般电压为12V(有的为24V)。1.3、点火系统的分类和基本工作原理点火系统的分类目前比较汽车用的点火体统为传统触点式点火系统、ECU控制的点火系统和无分电器点火系统(目前最为先进的点火系统)这三类。传统触点式点火系统结构特点传统触点式点火系统的
9、机构由蓄电池、点火线圈、分电器(断电器和配电器)、点火开关和火花塞等组成。分电器轴由发动机凸轮轴驱动,断电器凸轮的凸角数与发动机气缸数相等。工作时断电器触点控制点火线圈初级电流,分别安装在分电器壳内外的离心、真空调节装置按照近似调节法控制点火提前角。其代表车型如解放、东风车。基本工作原理当发动机旋转时,分电器内断电器凸轮轴也随之转动,断电器触点交替地闭合和打开。当接通点火开关后,触点闭合,则点火线圈初级绕组中有电流通过,且逐渐增大。当触点打开时,次级绕组中产生1525 kV的高压电,经配电器按发动机点火顺序将高压电分配给各缸火花塞,产生电火花。传统点火系的缺陷传统点火系是靠断电触点来接通和切断
10、点火线圈初级电流而使点火线圈次级产生高压电的。高速易断火;断电触点易烧蚀;对火花塞积炭敏感;启动性能差;无线电干扰大无触点式点火系统由电磁、红外或霍尔元器件构成的非接触式断电器组成的点火系统称为无触点点火器,其放大电路又分晶体管电路和电容放电电路两种。 ECU控制的点火系统ECU控制的点火系由ECU中的微处理器根据曲轴转角传感器的信号确定点火时刻,因而它没有断电器,只有分电器,根据ECU送来的信号直接控制点火线圈初级电路的通断。电子点火系统(无分电器点火系统)电子点火系统是当前最为先进的点火系统,现在普遍采用无触点点火系统。曲轴传感器送来的不仅有点火时刻信号,而且还有气缸识别信号,从而使点火系
11、统能向指定的汽缸在指定的时刻送去点火信号。从而更提高了点火的准确性。结构特点电子点火系统的控制器中末端大功率三极管的配合相当于传统点火系统中分电器触点的作用。点火线圈为专用高能点火线圈,初级绕组的电阻和电感较小,低压电流大,点火能量高。其代表车型如桑塔纳、奥迪、捷达等车型。基本工作原理电子点火系统的控制器信号发生器转动时,周围磁场发生变化,传感器中产生电压信号,经点火控制器的放大、整形来控制末级大功率三极管的导通与截止,使点火线圈中初级电流发生变化,次级绕组中感应出高压电。点火控制器中的闭合角(指末级大功率三极管导通期间分电器转过的角度。其角度越大,三极管导通时间越长,初级电流越大)控制、恒流
12、控制(高能点火线圈是利用减小初级绕组的电阻值来增加初级电流的,该电流较大,易烧坏末级大功率三极管,必须限制)性能使初级绕组的电流不论在发动机高速或低速时,都为一定值,次级电压也为一定值,从而提高了点火性能。 第二章 汽车点火系统波形的检测与分析2.1、点火示波器使用及波形分析点火示波器简介示波器可显示电压随时间变化的波形,是一种多用途的检测设备。示波器显示信号的速度比一般电子检测设备要快得多,是唯一能即时显示瞬态波形的仪器。示波器一般由传感器(包括夹持器、测试探头和测针等)、中间处理环节和显示器等组成。汽油机点火示波器是示波器的一种,专门用来检测诊断汽油机点火系的技术状况。使用汽车专用的点火示
13、波器可以查看点火系统的工作波形,并根据点火的波形判断点火系统的故障。当点火示波器连接在运转的汽油机点火系电路上时,示波器屏幕上将显示出点火系中电压随时间变化的曲线,即点火波形。示波器屏幕显示的波形,在垂直方向上表示电压,在水平方向上表示时间,基线的上方为正电压,下方为负电压。示波器连接如下图所示:如图:示波器连接传统点火系点火波形分析示波器可以显示发动机点火过程的三类波形:直列波、重叠波和高压波,通过所显示的波形与标准波形的比较,即可诊断出故障所在部位。(1)直列波在进行测试时,先将示波器的信号线和电源线接好,打开示波器电源,调整示波器上的上下、左右旋钮,使屏幕上的光点位于屏幕的中央,然后起动
14、发动机,使发动机的转速保持在1500rmin。调整各旋钮,使各气缸直列波形显示在坐标刻度内,其波形如下图所示。发动机工作时,其次级电压的波形即为直列波,调整示波器的左右旋钮,使要观察的某一缸的波形位于屏幕标线的适当位置,此时屏幕上所显示波形如下图所示,此波形即为单缸直列波。此波形反映了点火系次级电压在点火工作过程中各个阶段的变化情况,波形各阶段的含义如下:EA段:为断电器触点闭合,初级电流增长的阶段。E点为触点闭合的瞬间,因触点闭合时初级电流的突然增加,在次级绕组中会出现一个小而向下的振荡波形(第二次振荡),随着初级电流变化率的减小,次级电压即成为一条水平线。AB段:为触点断开、次级电压上升的
15、阶段。A点为触点断开的瞬间,AB垂线表示点火线圈所产生的击穿电压。BC段:为电容放电阶段的电压。CD段:为电感放电阶段的电压。在电感放电的同时,伴随有高频震荡波的发射。DE段:为火花消失后剩余能量所维持的低频震荡波(第一次振荡)。如果示波器显示的波形与标准不同,说明点火系统中出现了故障。常见故障波形图如下:如图:单缸直列波常见故障波形第一次振荡波少,说明初级电路中的电阻过大。第一次振荡波多,说明初级电路的电容量过大或点火系次极电路阻抗大。第二次振荡波前出现小的多余波形,说明初级电路在接通瞬间,导通状况不够好,故出现小的多余波形。第二次振荡波呈上下振荡形式,说明初级电路在接通瞬间有时断时通的情况
16、,而引起电压波动。第二次振荡波小而少,说明点火线圈的阻抗过大,将这部分振荡波吸收。初级电路在切断之前有小的多余波形,说明初级电路中有接触不良的部位,在初级电路切断之前,出现瞬间的接触不良,引起电压波动,出现多余波形。初级电路导通阶段出现多余波形,说明初级电路中有接触不良的部位,在初级电路导通的时间内,由于接触不良而引起电压波动而出现多余波形。无点火线,说明高压线接触不良。波形上下颠倒,说明点火线圈的初级绕组的两个接线柱的导线接反。火花电压过低而且第一次振荡波基本消失,说明火花塞短路或漏电。点火线变长,说明火花塞间隙过大。点火线与第一次振荡界限分不清,说明火花塞的间隙无法被击穿。点火线变短,说明
17、初级电流小,点火能量小。闭合时间短,说明初级电路的闭合角小。(2)重叠波重叠波是将多缸发动机次级电压的波形重叠在一起。利用重叠波可以检查初级电路的闭合角,断电器凸轮的状况,各缸工作的均匀情况等。检查时在上述单缸直列波的基础上调出各缸的直列波,并使发动机的转速保持在1000rmin左右,按下示波器的重叠波按键,调整各旋钮,使波形位于坐标刻度内。屏幕内出现的波形如下图所示:如图:重叠波在标准重叠波中,初级电路导通时间(触点闭合的时间)所占的比例,四缸发动机为4550;六缸发动机为6370;八缸发动机为6471。此外,要求闭合段波形的变化范围不应超过整个闭合段的5。如下图所示为重叠波显示的故障波形:
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