无分电器点火系统 – 初级电压 vs 次级电压

这个测试的目的是监测无分电器点火系统(DIS)初级电路和次级电路之间的关系。

如何进行测试

通道 A: 初级点火电压
  • 连接一个 10:1 衰减器到 示波器 A 通道,然后取出一条BNC测试线连接到衰减器上。
  • 接着连接一个后背刺针到测试线彩色接头(正极)上,用刺针背刺点火线圈的负极(或1号端子)。
  • 连接黑色鳄鱼夹到测试线的黑色接头(负极)上,并将它连接到蓄电池负极或发动机上适当的接地。
  • 也可以断开点火线圈的连接器,使用 6-路通用引线 连接多插头连接器分开的两半,如 图 1所示,然后将测试线连接到对应引线上。

如果被测电压大于示波器的过载保护电压(200 V),必须使用10:1衰减器。PicoScope软件会补偿衰减器并在屏幕上显示正确的电压。我们的示例波形显示一个接近 350 V的尖峰。

通道 B: 次级点火电压
  • 关闭发动机。
  • 连接一条次级点火拾取线到 示波器 B 通道
  • 将次级点火拾取线的高压夹子夹在发动机的其中一条火花塞上,如图 1所示。
  • 接地夹子连接到适当的接地上.

请注意: 从破损的高压线上连接或移除次级点火拾取线,存在电击的危险。为了避免这种风险,请在点火关闭后连接和移除次级点火拾取线。

图 1 展示了通用引线连接到初级点火电路以及次级点火拾取线连接到火花塞线上。

图1

示例波形

波形注意点

示例波形显示点火初级电路和次级电路输出之间的紧密联系。初级电路通过互感将自身特点传给次级电路,使次级精确地影像初级波形。

蓝色波形是从线圈负极端子(编号标记为1)测量的低压(LT)信号。红色波形是从火花塞线上测量的高压(HT)输出电压。

两个波形显示完全一样的2ms燃烧时间。线圈失效或高电压(HT)短路到接地上都会导致次级波形的永久或间歇性丢失。初级波形丢失会导致高压完全丢失。

免责声明
此帮助主题如有更改,不另行通知。所包含的信息经过仔细检查并认为是正确的。此信息是我们研究和检测的一个例子,并不是固定的程序。对于不正确之处,Pico Technology不负任何责任。每个车辆都会不一样,且要求唯一的测试设置。

分电器点火系统初级电压 vs 多点喷油嘴电流

这个测试的目的是在观察多点喷油嘴电流的同时监测初级点火电压波形。

如何进行测试

通道 A
  • 连接一个 10:1 衰减器到 示波器 A通道,然后取出一条BNC测试线连接到衰减器上。
  • 接着连接一个后背刺针到测试线彩色接头(正极)上,用刺针背刺点火线圈的负极 (通常是接线柱 CB、T1 或 – ),测试线黑色接头搭铁,如 图 1
  • 示例波形显示测试过程中的电压相当高,因此需要调节适当的示波器量程。当测量电压超过200伏的情况,一定要使用10:1衰减器,这很重要。

图1

通道 B
  • 连接 小电流钳 (0至60安培) 到 示波器 A通道,将 电流钳 钳口夹在喷油嘴的电源线上。
  • 如果电源线难以接触到,可以拔开喷油嘴的插头,使用 TA012 2针脚引线 或 6-路通用引线 ,再将60安电流钳夹在引线暴露部分的蓝色或黄色线上,如 图 2
  • 确定电流钳已开启,并选择了20A量程。在连接电流钳到被测电路之前,按下“归零”(zero)按钮。
  • 当示例波形在屏幕上显示时,您可以敲击空格键开始观察实时读数了。

图2

示例波形

波形注意点

在这个示例波形里,我们可以观察喷油嘴流动的电流(红色显示)的同时监测初级点火波形(蓝色显示)。同时监测这两个波形的主要理由是:识别导致不起动的原因,或突然丧失动力导致发动机停止的原因。如果没有初级点火,将不会开启喷油嘴,因为这两个电路是正时在一起的;如果没有喷油嘴电流,意味着喷油电路内部发生故障。

相对于初级点火信号的喷油频率波形,顺序喷射的频率和同时喷射的频率是不相同的。顺序喷射系统每720度喷油一次,而同时喷射系统喷油两次。一些同时喷射系统也会每720度喷油一次,但这是少数。

更多信息

关于分电器点火系统初级电压和多点喷油嘴电流的信号分析,请阅读以下引导测试主题:

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分电器点火系统初级电压 vs 曲轴位置传感器

这个测试的目的是通过观察曲轴位置传感器输出电压和初级点火电压波形,来分析发动机高转速下出现失火的原因。

如何进行测试

通道 A
  • 连接一个 10:1 衰减器到 示波器 A通道,然后取出一条BNC测试线连接到衰减器上。
  • 接着连接一个后背刺针到测试线彩色接头(正极)上,用刺针背刺点火线圈的负极 (通常是接线柱 CB、T1 或 – ),测试线黑色接头搭铁,如 图 1
  • 示例波形显示测试过程中的电压相当高,因此需要调节适当的示波器量程。当测量电压超过200伏的情况,一定要使用10:1衰减器,这很重要。

图1

通道 B
  • 连接一条BNC测试线到 示波器 B 通道,连接一个后背刺针到测试线彩色接头(正极)上,再用刺针背刺感应式曲轴传感器的信号线。
  • 连接一个黑色鳄鱼夹到测试线的黑色接头(负极)上,并将它夹到车辆底盘或蓄电池负极上搭铁。
  • 您也可以断开曲轴传感器的多插头,使用 TA012 2针脚引线 或 6-路通用引线连接多插头分开的两半 ,再将测试线连接到引线上,如图 2
  • 当示例波形在屏幕上显示时,您可以敲击空格键开始观察实时读数了。

图2

示例波形

波形注意点

在这个示例波形里我们可以观察曲轴角度传感器输出电压(红色显示),同时监测点火初级波形(蓝色显示)。一起分析这两个波形的主要理由是在高的发动机转速下发现任何即将失火的原因。

上面波形显示了“缺齿”参考点和点火初级感应电压。对于不同品牌的汽车,这两个点之间的偏移量是不相同的,因为“缺齿”并不是总在同一个位置上。

当发动机转速增加,由于发动机点火提前的原因参考点与感应电压之间的距离会改变。红色波形的缺口是飞轮或磁阻分配器上的“缺齿”形成的,且它被作为电子控制模块(ECM)确定发动机位置的参考点。一些发动机旋转一周使用一个参考点,有些使用两个参考点。曲轴角度传感器波形在指定的发动机转速下应维持恒定的电压,初级点火波形显示点火电路的点火状态。

如果发动机在某转速下失火,确保曲轴角度传感器信号存在:可能看到间歇的波形或波形的幅值降低。如果曲轴角度传感器输出电压维持恒定,初级点火波形会变弱:这可能是线圈或放大器故障。

更多信息

关于分电器点火系统初级电压和曲轴位置传感器的信号分析,请阅读以下引导测试主题:

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分电器点火系统 – 初级电流

这个测试的目的是通过初级点火电流波形评估分电器点火系统初级线圈的充磁时间。

如何进行测试

  • 连接 小电流钳 (0至60安培) 到 示波器 A 通道,将电流钳夹在点火线圈的接地回路线上 (通常是接线柱 CB、T1 或 – )。
  • 确定电流钳已开启,并选择了20A量程。在连接电流钳到被测电路之前,按下“归零”(zero)按钮。
  • 起动发动机,怠速运行。
  • 最小化此帮助页面,您会看到 PicoScope软件界面 加载了一个示例波形,而且预设好了软件以便您采集波形。
  • 点击“开始” ,开始观察实时读数。
  • 采集到波形后, “停止” 示波器运行。
  • 关闭发动机和点火开关。
  • 使用 波形缓冲区、 放大 以及 测量 等工具来观察和分析波形。

 

请注意

电流钳需要面对正确的方向,钳口上有一个箭头,错误的连接会导致反向的波形图。

示例波形

波形注意点

这个波形有以下特征:

  • 电流刚开始一直为 0 A, 直到电路闭合才开始有电流涌入。
  • 初级电路的电流在闭合阶段开始处开启,并一直上升到大约 7 安培。
  • 经过 1.2 ms 后初级电路断开, 电流迅速降至 0 A。

波形库

在 波形库 添加通道的下拉菜单中选择 Distributor ignition primary current

更多信息

初级点火由于它构成点火电路的第一部分而得名。它通过点火线圈驱动次级高压(HT)输出。初级电路从基本的触点式、电容式发展到今天常用的无分电器和每缸一线圈的系统。所有这些点火系统都是基于磁感应原理。

这个原理由产生磁场开始,因为线圈接地电路的连通需要通过触点或点火放大器将线圈的负极端搭铁。接地电路连通后,产生并建立磁场,一直到线圈磁饱和。在预设点火时刻,线圈接地电路被断开,磁场瓦解。由于在线圈的250至350匝初级绕组里的磁场瓦解,它感应出一个150至350伏的电压。

这感应电压取决于:

  • 初级绕组的匝数
  • 与初级电路电流成正比的磁通量强度
  • 磁场瓦解的速率,取决于断开接地回路的速度

闭合角以角度来衡量: 在触点式点火中,触点间隙决定闭合角。触点点火闭合角的定义是:触点闭合时分电器旋转的角度。

举个例子,四缸发动机的闭合角大约是45度,占一个汽缸循环转角的50%。电子点火发动机的闭合角由点火放大器或电子控制模块(ECM)的电流限制电路控制。

恒定能量系统的闭合角随着发动机转速增加而增大,以补偿短的旋转时间并最大限度地增强磁场强度。术语“恒定能量”指线圈产生的有效电压。这个能量会保持恒定,它与发动机转速无关;不像触点式点火系统由于发动机转速增加意味着触点闭合时间更短,导致线圈通电时间更短。

在可变闭合角系统中,不管发动机速度怎么变化,感应电压保持恒定;而在触点式点火系统中,感应电压会减少。在初级点火波形上可以看到感应电压。

当发动机转速增加,闭合角度 扩大以保持恒定的线圈通电时间,因此保持恒定的能量。线圈通电时间可以用两个时间标尺测量,一个标尺放在闭合阶段的开始位置,另一个标尺放在电流坡度的终点处。两个标尺的距离会保持绝对的一样,与发动机的转速无关。

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分电器点火系统 – 初级电压(使用 10:1 衰减器)

这个测试的目的是通过观察初级点火电压波形评估分电器点火系统初级线圈绕组的工作状况。

如何进行测试

  • 连接一个 10:1 衰减器到 示波器 A通道,然后取出一条BNC测试线连接到衰减器上。
  • 接着连接一个后背刺针到测试线彩色接头(正极)上,用刺针背刺点火线圈的负极 (通常是接线柱 CB、T1 或 – ),测试线黑色接头搭铁。
  • 起动发动机,怠速运行。
  • 最小化此帮助页面,您会看到 PicoScope软件界面 加载了一个示例波形,而且预设好了软件以便您采集波形。
  • 点击“开始” ,开始观察实时读数。
  • 采集到波形后, “停止” 示波器运行。
  • 关闭发动机和点火开关。
  • 使用 波形缓冲区、 放大 以及 测量 等工具来观察和分析波形。

 

请注意:

示例波形显示测试过程中的电压相当高,因此需要调节适当的示波器量程。当测量电压超过200伏的情况,一定要使用10:1衰减器,这很重要。

示例波形

波形注意点

这个波形有以下特征:

  • 初级点火电路未接通时, A通道 显示初级点火电压为等于线圈供电电压 (接近蓄电池正极电压值) 。
  • 初级点火电路接通时,初级点火电压下降到 0 V。
  • 初级电压会保持 0 V 恒定大约 4 ms。
  • 当初级点火电路触点断电时,初级感应电压达到峰值 400 V。
  • 电压击穿后,初级电压波形和次级电压波形的形状和变化是相似的。
  • 电压击穿后,初级电压会保持在 25 – 40 V 左右约 2 ms。
  • 放电结束后,剩余能量以振荡形式耗散,至少有 3 到 5 个振荡循环波形,最后回到蓄电池正极电压值附近。

波形库

在 波形库 添加通道的下拉菜单中选择 Distributor ignition primary voltage

更多信息

初级点火由于它构成点火电路的第一部分而得名。它通过点火线圈驱动次级高压(HT)输出。初级电路从基本的触点式、电容式发展到今天常用的无分电器和每缸一线圈的系统。所有这些点火系统都是基于磁感应原理。

这个原理由产生磁场开始,因为线圈接地电路的连通需要通过触点或点火放大器将线圈的负极端搭铁。接地电路连通后,产生并建立磁场,一直到线圈磁饱和。在预设点火时刻,线圈接地电路被断开,磁场瓦解。由于在线圈的250至350匝初级绕组里的磁场瓦解,它感应出一个150至350伏的电压。

这感应电压取决于:

  • 初级绕组的匝数
  • 与初级电路电流成正比的磁通量强度
  • 磁场瓦解的速率,取决于断开接地回路的速度

闭合角以角度来衡量: 在触点式点火中,触点间隙决定闭合角。触点点火闭合角的定义是:触点闭合时分电器旋转的角度。

举个例子,四缸发动机的闭合角大约是45度,占一个汽缸循环转角的50%。电子点火发动机的闭合角由点火放大器或电子控制模块(ECM)的电流限制电路控制。

恒定能量系统的闭合角随着发动机转速增加而增大,以补偿短的旋转时间并最大限度地增强磁场强度。术语“恒定能量”指线圈产生的有效电压。这个能量会保持恒定,它与发动机转速无关;不像触点式点火系统由于发动机转速增加意味着触点闭合时间更短,导致线圈通电时间更短。

在可变闭合角系统中,不管发动机速度怎么变化,感应电压保持恒定;而在触点式点火系统中,感应电压会减少。在初级点火波形上可以看到感应电压。

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压电式喷油嘴 – VAG PD 单体泵 (电压、电流和接地)

这个测试的目的是通过观察电压、电流和接地信号波形来评估 VAG PD 单体泵喷油嘴(压电式)在不同工况下的工作状况。

如何进行测试

  • 喷油嘴的线束可以在汽缸盖后部的多插头附近接触到。可能需要松开多插头的锁销来拆下多插头,并小心剥开绝缘套,露出足够的线缆来作连接。测试结束后,装好多插头并修理好绝缘套。
  • 连接 小电流钳 (0至60安培) 到 示波器 A通道,将 电流钳 钳口夹在喷油嘴的正极线上。如有必要,请查阅厂家的线路图。
  • 确定电流钳已开启,并选择了20A量程。在连接电流钳到被测电路之前,按下“归零”(zero)按钮。
  • 连接一条BNC测试线到 示波器 B 通道,连接一个后背刺针到测试线彩色接头(正极)上,再用刺针背刺喷油嘴的正极线,负极搭铁。
  • 连接一条BNC测试线到 示波器 C 通道,连接一个后背刺针到测试线彩色接头(正极)上,再用刺针背刺喷油嘴的负极线,负极搭铁。
  • 最小化此帮助页面,您会看到 PicoScope软件界面 加载了一个示例波形,而且预设好了软件以便您采集波形。
  • 点击“开始” ,开始观察实时数据。
  • 起动发动机,怠速运行。
  • 踩下油门踏板,在怠速、加速和超速工况下分别捕获喷油嘴电流波形。
  • 采集到波形后,“停止” 示波器运行。
  • 关闭发动机。
  • 使用 波形缓冲区、 放大 以及 测量 等工具来观察和分析波形。

请注意:

电流钳需要面对正确的方向,钳口上有一个箭头,错误的连接会导致反向的波形图。

图1

示例波形

波形注意点

通道 A

这显示喷油嘴电流。喷射开始电流从0上升到大约15安,此处有一短暂的中断,然后继续上升到刚超过17.5安。喷射电流维持在高电流处一小段时间,然后下降到大概11安并进入多脉冲阶段。

通道 B

这显示喷油嘴的正极电路。重要的是知道喷油嘴是“正极”切换/通断的;在喷射开始时正常的蓄电池供电电压显示在14伏左右。供电电压被调制产生喷射阶段,喷射持续时间大概2 ms。

通道 C

这显示喷油嘴的接地电路。喷射阶段结束时喷油嘴的电磁线圈的电压被切断,感应的电压可以看到上升到50伏左右。

波形库

在 波形库 添加通道的下拉菜单中选择 injector current

更多信息

这机电式喷油嘴装在汽缸盖内,电线通过缸盖后部的环形多插头连接到各个喷油嘴。这些喷油嘴与共轨喷油嘴不同,它由凸轮轴驱动一个摇臂并直接作用在喷油嘴上压缩燃油从而产生高压燃油,因此不需要高压燃油泵。这样的动作产生的压力在1,800和2,050 bar 之间。

该系统被大众奥迪集团称为PD。(Pumpe-Düse)

VAG PD 单体泵喷油嘴示意图

它的电路控制也跟共轨的不同,因为它的供应电压是通常的蓄电池电压。喷射的转换是由正极供电控制而不是由负极控制。

所有现代喷油嘴都有预先 和主体 喷射阶段,以控制噪音、排放和维持平稳燃烧。喷油嘴电流从0上升到最大是预先喷射阶段。多脉冲电流阶段是主体喷射阶段。

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进气歧管压力 – 节气门迅速全开(汽油机)

这个测试的目的是使用WPS500X压力传感器采集和分析汽油机进气歧管压力波形(节气门迅速全开)。

如何进行测试

  1. 确保发动机在正确的工作温度。
  2. 使用配套的BNC至BNC线缆将 WPS500X 压力传感器连接到 示波器 A通道
  3. 打开 WPS500X 电源开关,等待传感器完成自校准。三个量程 LED 灯会依次亮起来,最后量程 1 的 LED 灯保持亮着,表明已经完成了自动归零程序。
  4. 按 range(量程)按键,选择 Range 2 。
  5. 连接到任何方便的进气歧管真空源,如有需要可使用真空适配器。
  6. 最小化此帮助页面,您会看到 PicoScope软件界面 加载了一个示例波形,而且预设好了软件以便您采集波形。
  7. 点击“开始” ,开始观察实时读数。
  8. 启动发动机,让它怠速稳定。
  9. 迅速将油门踏板踩到底,使节气门全开并保持 1 到 2 s,然后马上完全松开油门。
  10. 然后让发动机回到稳定的怠速工况。
  11. 采集到波形后, “停止” 示波器运行。
  12. 关闭发动机。
  13. 使用 波形缓冲区、 放大 以及 测量 等工具来观察和分析波形。

示例波形

波形注意点

这个波形有以下特征:

  • 这里的 0 bar代表大气压力。
  • 怠速时进气压力值在 -700 至 -720 mbar 左右。
  • 节气门迅速全开瞬间,进气压力急剧上升至 0 bar 。
  • 保持节气门全开的这段时间,进气压力同时保持恒定在 0 bar 。
  • 释放油门踏板瞬间,进气压力急剧下降。
  • 进气压力最低会降为 -850 至 -900 mbar 左右(超速阶段)。
  • 回到怠速工况后,进气压力值又返回 -700 到 -720 mbar 附近。

波形库

在 波形库 添加通道的下拉菜单中选择 Intake manifold pressure waveform

更多信息

内燃发动机可比作一个机械空气泵,空气通过进气管吸进来,然后通过排气管被压出去。发动机的效率极度依赖这个过程,它经常被称为“发动机的呼吸”。在下面汽油发动机的进气冲程,空气被吸进相关的汽缸,但是空气流遇到了我们节气门蝴蝶阀形式的限制。节气门蝴蝶阀被保持在接近关闭的位置上,留下很小的区域供空气在进气冲程时被吸入并到达汽缸。这里可用一个自行车泵来作比喻,当你往后拉泵的手柄时,将你的手指放在进气口上,会限制空气进入泵并在你手指下产生一个真空。

这个测试会为你提供一系列事件的概观(仅仅)和存在于进气歧管的真空数值。如果你发现要注意的区域,示波器的放大功能会帮你进一步分析波形。你会需要在“汽车”菜单下选择相关的预设测试“压力传感器 > WPS500X压力传感器 > 进气歧管压力”。

进气真空波形的一些典型分析 (当发动机在正常的工作温度时)

  • 发动机起动之前,进气歧管真空应该与大气压力完全相同(我们示波器显示0 mbar)。
  • 在发动机起动和运行过程,歧管真空会快速增加,指示着足够的起动速度,且泵气损失少。参考“汽车”菜单下的预设测试“起动中的进气压力”,以进一步分析起动过程的真空。
  • 怠速应该合理地快速地稳定下来,取决于发动机怠速控制系统。电子控制的系统对怠速稳定过程真空的影响比怠速空气旁路控制的系统要大。这里加载的任何负载,如空调、冷却风扇工作和起动后发电机的输出/负载,也会影响怠速稳定过程的真空。
  • 一旦到达发动机管理的稳定怠速和所有加载到发动机的全部负载稳定下来,这个时基观看的怠速歧管真空应该保持相当的稳定。要更精确地分析怠速时的真空,参考“汽车”菜单下的预设测试“压力传感器 > WPS500X压力传感器 > 进气歧管压力-怠速”。
  • 发动机在正常的工作温度时,节气门迅速全开测试应该导致歧管真空的立即下降,恢复到步骤1记录的大气压力(发动机熄火,0 mbar)。松开油门,歧管真空应该以跟下降一样的速率快速地上升。要更精确地分析节气门迅速全开测试的真空,参考“汽车”菜单下的预设测试“压力传感器 > WPS500X压力传感器 > 进气歧管压力-节气门迅速全开测试”。
  • 节气门迅速全开测试之后,从指定的发动机高转速下降,进气歧管真空继续上升到“稳定的怠速”真空之上,形成“进气口袋”。这里我们进一步确认发动机的机械效率和进气系统的完整性。偏小的进气口袋指示着机械故障或进气泄漏。要更精确的分析进气“口袋”,参考“汽车”菜单下的预设测试“压力传感器 > WPS500X压力传感器 > 进气歧管压力-节气门迅速全开测试”。
  • 在发动机熄火阶段,真空消退的速率非常重要;如果真空快速下降到发动机不运行时所测量到的大气压力(0 mbar),我们应该特别注意。再说一次,这里的快速下降会指示一个潜在的发动机效率问题或进气泄漏。参考“压力传感器 > WPS500X压力传感器 > 进气压力额外测试”,执行汽缸压力和曲轴箱测试来查找真空消退的区域。
    注意: 真空泄漏的辅助设备,如刹车伺服和真空开关阀会导致真空的快速消退。

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独立点火 – 触发和反馈(4 线)

这个测试的目的是检查带反馈信号的四线制 COP 独立点火单元的工作状况。

观看独立点火线圈IGT和IGF信号测试视频。

如何进行测试

  • 可以根据汽车制造商提供的资料查找出四线制COP线圈的触发信号线和反馈信号线。
  • 连接一条BNC测试线到 示波器 A 通道,连接一个后背刺针到测试线彩色接头(正极)上,再用刺针背刺点火线圈的触发信号线,负极搭铁。
  • 连接一条BNC测试线到 示波器 B 通道,连接一个后背刺针到测试线彩色接头(正极)上,再用刺针背刺点火线圈的反馈信号线,负极搭铁。
  • 也可以断开COP单元的连接器,使用 6-路通用引线 连接多插头连接器分开的两半,如 图 1所示,然后将测试线连接到对应引线上。
  • 起动发动机,怠速运行。
  • 最小化此帮助页面,您会看到 PicoScope软件界面 加载了一个示例波形,而且预设好了软件以便您采集波形。
  • 点击“开始” ,开始观察实时读数。
  • 采集到波形后, “停止” 示波器运行。
  • 关闭发动机和点火开关。
  • 使用 波形缓冲区、 放大 以及 测量 等工具来观察和分析波形。

请注意: 这个测试是针对带有一个反馈信号给ECU的4线COP。一些4线COP有两个接地针脚,但是没有反馈信号的:这种应该参考3线COP测试

图1

示例波形

波形注意点

通道 A : 触发信号

触发信号在线圈被接通时从0伏上升到约4伏,然后在线圈断开时返回到0伏。这两个事件的间隔时间,被称为闭合阶段 或通磁时间,它是由车辆上的电子控制模块(ECM)或点火放大器的限电流电路控制。

通道 B : 反馈信号

反馈信号告诉ECU点火事件已发生。该信号是反向的,因此一个高电平(约5伏)指示着非活动状态,一个低电平(0伏)指示着成功点火。这个发动机的反馈信号线连通所有四个汽缸,因此每个发动机周期有四个反馈脉冲。

波形库

在 波形库 添加通道的下拉菜单中选择 COP feedback signals

更多信息

一个4线COP有如下连接(不同的线圈,针脚编号可能会不同):

  1. 电源正极 – 来自蓄电池的开关电压
  2. 触发 – 来自ECU给线圈的典型的5伏活动的高脉冲
  3. 反馈 – 来自线圈给ECU的典型的5伏活动的低脉冲
  4. 接地/搭铁 – 蓄电池负极

除了观察上面的触发和反馈信号外,有时观察正极电源电压、电流和接地电压也是很有用的。检测电源和接地/搭铁针脚的说明, 见3线COP测试

正极电源电压: 这应该接近蓄电池电压。如果它的电压低或没有,点火系统会接收不到足够的能量且线圈不会工作。

接地: 在点火过程,这个波形上可以看到一个小脉冲,这是因为线圈从蓄电池消耗电流;但这脉冲的高度不应该超过几百毫伏。过大的电压指示着接地线缆上电阻太大,这会导致点火故障。

COP单元示意图

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独立点火 – 使用COP探头测次级电压 ( mV 量程)

这个测试的目的是使用COP探头采集次级点火电压波形来评估独立点火线圈的工作状况。

观看COP独立点火探头的使用视频

如何进行测试

测试注意点

这种方法用来测试那种屏蔽非常好的,且不能用软件里标准COP次级预设菜单进行测试的COP单元。它使用示波器敏感的毫伏(mV)量程来拾取次级波形。使用这种方法,您将会失去千伏(kV)参照值,但你仍可以比较所有COP单元以识别问题。

将探头的末端放在线圈上时,确保你使用的是它的平面。尽量让探头在线圈上的放置位置保持一致:在第一个线圈上找到测试信号最好的位置,然后在其它线圈上重复这个位置。

发动机运转时,与下面示例波形相似的点火波形会出现在屏幕上。

如果你仍看不到清晰的波形,请进一步减小电压量程到50 mV或增加量程到200 mV,如示例波形所示。

示例波形

波形注意点

示例波形显示的是电子点火发动机的典型波形。该波形采集于COP单元。

次级波形显示击穿火花塞间隙所需的初始尖峰电压之后,高压流过火花塞电极的时间长度。这时间被称为“燃烧时间”或者“火花持续时间”。在示例波形里,示波器屏幕中央显示的水平电压线是相当恒定的电压,但是它后面突然下降到被称为“线圈振荡”阶段。“燃烧时间”也显示在 图 3 里。

图3 燃烧时间

图4 线圈振荡

线圈振荡阶段(如图 4 所示)应当显示最少4个尖峰(包括波峰和波谷)。损失尖峰意味着要更换线圈。线圈振荡与下一个“下降”之间的时间,线圈处于空闲状态,此时线圈次级电路没有电压。这个“下降”被称为“负极性峰值”(如图 5 所示) ,并产生一个与火花塞击穿电压相反方向的小振荡。这是由于线圈的初级电流刚开启。线圈里的电压只有在正确的点火时刻才被释放,然后高压火花点燃空气/燃油混合物。

图5 负极性峰值

图6 火花塞 kV

火花塞击穿电压是击穿火花塞电极间隙所需的电压,通常被称为“火花塞kV”。这显示在图 7 里。在示例波形里,火花塞kV显示为mV,因此不能知道kV值,见图 6,但是可以跟其它线圈作对比。

更多信息

独立点火线圈的工作跟其它点火系统的线圈一样重要。每个线圈的初级阻抗都很小,并将初级系统的电压增加到40,000伏使火花塞产生火花。

COP独立点火与其他点火系统的唯一区别是每个COP线圈都直接被安装在火花塞上,所以电压直接到达火花塞电极,而不需要经过分电器或火花塞线。这种直接连接的方法传递尽可能强的火花能量,并提高了点火系统的耐用性。

每个火花塞使用各自独立的线圈,意味着线圈在两次点火之间的时间更多。增加“线圈通电”时间(给线圈供应电压建立磁场的时间),从而增加发动机高转速(此时往往易发生失火)时的线圈输出电压。

COP单元示意图

免责声明
此帮助主题如有更改,不另行通知。所包含的信息经过仔细检查并认为是正确的。此信息是我们研究和检测的一个例子,并不是固定的程序。对于不正确之处,Pico Technology不负任何责任。每个车辆都会不一样,且要求唯一的测试设置。

多COP单元 – 初级绕组驱动电压信号 vs 次级电压

这个测试的目的是评估多COP点火系统的工作状况。

如何进行测试

有些汽车装备一种无分电器点火系统,它们所有线圈组成一个COP单元,直接安装在所有火花塞顶部,覆盖整个线圈点火系统。这种系统通常会被安装在SAAB(绅宝)发动机上和一些沃克斯豪尔、标致等发动机上。这种类型线圈如图 1所示。

  1. 断开COP单元的多插头,并将COP单元从发动机上拆下。
  2. 使用独立点火线圈延长线,将所有线圈的输出连接到火花塞上,如图 2 和 图 3 所示。一旦所有COP延长线被安装好,然后用适当的引线将多插头连接回到COP单元,如图 2和3 所示。
  3. COP延长线配有一条接地线缆。利用配备的螺丝将一端连接到COP单元的安装孔上,然后另一端连接到适当的接地点上,如COP单元在发动机上的安装孔,如图 2 所示。如果线圈有一条经过线圈组的接地回路,那么这可以保证维持着这条接地回路;假如在测试过程中有任何火花暴露,它们可以安全地被消散到大地,确保用户和设备的安全。
通道 A – 初级绕组驱动信号(数字开关)
  1. 连接一条BNC测试线到 示波器 A 通道
  2. 将该测试线的彩色(正极)接头插进引线的携带线圈单元驱动(数字开关)电压的4mm香蕉接头里。
  3. 连接黑色鳄鱼夹到测试线的黑色(负极)接头上,并将它连接到蓄电池负极或发动机上适当的接地,如 图 2 和 图 3所示。
通道 B – 次级点火电压
  1. 连接一条次级点火拾取线示波器 B 通道
  2. 将次级拾取线的夹子连接到其中一个汽缸的点火延长线上,并将它的接地夹子连接到发动机或底盘适当的接地点上,如 图 2 和 图 3所示。

发动机运转,类似下面示例的驱动电压和电流波形应当出现在屏幕上。

图1 多COP单元示意图

图2 使用点火延长线和引线连接

图3 示波器连接示意图

图4 次级点火探头菜单

请注意:

如果看不到波形,这应该是因为该输出是正极点火,与软件预设置相反。如果将该点火拾取线移到另一根延长线上,波形应该显示如下。另一种方法是通过改变通道B的设置来观看正极点火线圈的波形,将 “Secondary Ignition Probe (Inverted)”探头改变为”Secondary Ignition Probe (Pos)”,如图 4 所示。

这种点火系统类型的4缸发动机,通常有2个负极点火输出和2个正极点火输出。

示例波形

波形注意点

初级点火波形
通道 A – 初级绕组驱动信号(数字开关信号)

该低强度信号在0伏和大约5伏之间切换。当信号走高,它导致线圈通电。当电压返回到0,线圈初级绕组的电流断开,包围绕组的磁通量突然减少,这在次级电路里感应出一个电压和线圈高压点火。开启(0上升到5伏)和关闭(5伏到0)时间点由汽车的电子控制模块(ECM)决定。这两个事件的间隔被称为闭合阶段 或通磁时间。电子点火发动机的闭合阶段由放大器或ECM里的限电流电路控制。

次级点火波形

示例波形显示的点火波形是电子点火发动机的典型波形。该波形采集于Vectra Z22SE发动机的COP单元。

次级波形显示击穿火花塞间隙所需的初始尖峰电压之后,高压流过火花塞电极的时间长度。这时间被称为“燃烧时间”或者“火花持续时间”。在示例波形里,示波器屏幕中央显示的水平电压线是相当恒定的电压,但是它后面突然下降到被称为“线圈振荡”阶段。“燃烧时间”也显示在图 5 里。

线圈振荡阶段(如图 6 所示)应当显示最少4个尖峰(包括波峰和波谷)。损失尖峰意味着要更换线圈。线圈振荡与下一个“下降”之间的时间,线圈处于空闲状态,此时线圈次级电路没有电压。这个“下降”被称为“负极性峰值”(如图 7 所示) ,并产生一个与火花塞击穿电压相反方向的小振荡。这是由于线圈的初级电流刚开启。线圈里的电压只有在正确的点火时刻才被释放,然后高压火花点燃空气/燃油混合物。

火花塞击穿电压是击穿火花塞电极间隙所需的电压,通常被称为“火花塞kV”。这显示在图 8 里。这个例子的火花塞kV是13.5kV。

图5

图6

图7

图8

更多信息

COP单元的工作原理实质上与其它点火系统一样。

无分电器点火系统只安装在偶数汽缸的汽车上,如2,4,6或8缸。原因是两个汽缸连接在一个线圈上,线圈同时为两个汽缸产生火花。这种系统被称为无效火花系统。两个火花塞中的一个在发动机压缩冲程点火;另一个在相对汽缸的排气冲程点火,偏移360度。发动机完全旋转一周后,这两个汽缸现在处于相反的冲程,两个火花塞再次点火,但是角色相反了。

在4个汽缸的发动机上,有两个线圈,每个线圈有独立的驱动,它们分别操作汽缸1和4,汽缸2和3。这意味着每180度有两个火花,其中一个火花浪费在排气冲程上,另一个火花在相对汽缸的压缩冲程点火。

COP与其它点火系统的真正区别是每个COP线圈直接装在火花塞上,因此电压直接供给火花塞电极,而不用通过分电器或高压线。这种直接连接方法提供更强的火花并让点火系统更加可靠。

线圈技术信息
初级绕组驱动信号 – 数字开关信号

开启(0上升到5伏)和关闭(5伏到0)时间点由汽车的电子控制模块(ECM)决定。这两个事件的间隔时间被称为闭合阶段 或通磁时间。电子点火发动机的闭合阶段由放大器或ECM里的限电流电路控制。

电源电压

以前,当点火开关转到’on’(开启)位置,就有电源供电电压。然而在现代系统上,只有钥匙转到’crank’(启动)位置且发动机旋转,才提供供电电压。一个简单的故障如曲轴角度传感器不工作,会导致供电电压丢失,因为电子控制电路识别不到发动机正在旋转。

接地

接地连接对发动机里的任何电路的工作都非常重要。当电流增加,任何电子电路都有电压降。接地回路只能在电路有负载时测试,所以用万用表做简单的连通测试是不准确的。因为初级线圈电路只有在闭合阶段才接通,电压降应该在这段时间里监测。接地信号的电压坡度不应该超过0.5伏。波形越平坦越好:波形没有明显的上升,说明放大器或模块接地完美。如果坡度太高,则需要检查接地连接,以解决接触不良连接。

初级驱动 – 电流

示例波形显示限电流电路在工作。初级电路的电流在闭合阶段开始处开启,然后一直上升到大约10安培。这电流被保持,直到点火时刻被释放。

当发动机转速增加,闭合角扩大以维持恒定的线圈通磁时间,因此保持恒定的能量。线圈通磁时间可以将一条时间标尺放在闭合阶段开始处和将另一条时间标尺放在电流坡度终点处测量出来。两条时间标尺的距离将会保持一致,不受发动机的转速影响。

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